【正文】 8 結(jié)束語 循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行的好壞關(guān)乎于全廠的生產(chǎn)是否長期、穩(wěn)定、安全運(yùn)作。長期使用某種殺生劑，微生物能產(chǎn)生抗藥性，而使殺菌效果降低，所以應(yīng)當(dāng)注意避免。各種殺生劑以不同的方式殺傷微生物，有的可穿透細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中，破壞細(xì)胞體內(nèi)的蛋白質(zhì)基因，使微生物死亡。由圖中可見，加入了噬菌體的循環(huán)水中，細(xì)菌的增殖較慢，24h 時(shí)達(dá)到最高點(diǎn)，繼而 下降。 6． 3． 9 噬菌體法 噬菌體（ Bacteriophage）是一種能夠吃掉 細(xì)菌的微生物，也稱為細(xì)菌病毒。清洗對(duì)于一個(gè)被微生物嚴(yán)重污染的冷卻水系統(tǒng)來說，是一種十分有效的措施。涂料中添加能抑制微生物的殺生劑（例如偏硼酸鋇、氧化亞銅、 氧化鋅、三丁基氧化錫等）是人們常采用的一些控制微生物生長、破壞涂料和引起腐蝕的有效措施 。控制水中微生物的藥劑分為殺死生物藥劑和抑制生物繁殖藥劑兩類。粘泥是微生物引起的最嚴(yán)重的危害，常表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 粘泥附著在換熱部位的金屬表面上，降低冷卻水的冷卻效果。循環(huán)水系統(tǒng)中的濁度仍然會(huì)不斷在升高，從而加重污垢的形成。這幾中藥劑可以單獨(dú)使用，也可以混合使用，也可以針對(duì)性地對(duì)個(gè)別 污 泥較重的部位投加某種藥劑。如城鎮(zhèn)自來水、井水等可以不作預(yù)處理直接進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。分散劑是一類陰離子型或非離子型高分子聚合物，如聚丙烯鹽酸，聚馬來酸等，它們吸附在微晶粒上， 使 微晶粒 表面形成雙電層，互相排斥，或者將數(shù)個(gè)微晶粒連成彼此有相當(dāng) 距離的疏松的微粒團(tuán)， 阻垢微粒相互接觸而長大，使其長時(shí)間分散在水中。螯合劑的投藥量符合 化學(xué)計(jì)量關(guān)系。 加酸法目前仍有使用 ,由于硫 酸加入后 ,循環(huán)水 PH會(huì)下降 ,如不注意控制而加酸過多 ,則會(huì)加速設(shè)備的腐蝕 .在操作中如果依靠工人分析循環(huán)水 PH 來控制加酸量 ,則有取樣點(diǎn)是否有代表性及調(diào)節(jié) PH 滯后等問題 .因此 ,如果采用加酸法 ,最好配有自動(dòng)加酸 ,調(diào)節(jié) PH的設(shè)備和儀表 。硬水通過交換樹脂 ，其中的Ca2+、 Mg2+等二價(jià)陽離子與 Na+交換，并與樹脂結(jié)合，從而除去 Ca2+、 Mg2+等 ，使水軟化。通常以經(jīng)驗(yàn)飽和指數(shù)來判斷碳酸 鹽的結(jié)垢傾向，即根據(jù)循環(huán)水中氫離子濃度與達(dá)到平衡時(shí)的氫離子濃度的比較，來判斷循環(huán)水中是否達(dá)到平衡，也就是飽和指數(shù)： IL=PH0 — PHS (33) 式中： IL—— 飽和指數(shù)； PH0—— 循環(huán)冷卻水在實(shí)際使用溫度下的實(shí)際 PH值； PHS—— 在循環(huán)冷卻水使用溫度下，式 (33)達(dá)到平衡時(shí)的 PH 值； IL=0 時(shí)， Ca(CO)3剛好達(dá)到飽和，此時(shí)水不會(huì)產(chǎn)生水垢，也不會(huì)發(fā)生腐蝕； 敞開式循環(huán)水處理工藝設(shè)計(jì) 第 11 頁 IL0 時(shí)，水中 Ca(CO)3處于過飽和狀態(tài)有 析出水垢的傾向； IL0時(shí)， Ca(CO)3未飽和，有過量的 CO2 存在，會(huì)出現(xiàn)消溶循環(huán)水系統(tǒng)中水垢的傾向，即存在腐蝕的可能 。因此，在換熱器傳熱表面上，這些難溶性鹽很容易達(dá)到過多飽和狀態(tài)而從中結(jié)晶析出，尤其當(dāng)水流速度小或傳熱面較粗糙時(shí)，這些結(jié)晶沉淀物就會(huì)沉積在傳熱器表面上，形成了通常所說的水垢。水中溶解有各種鹽類，如碳酸氫鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物、硅酸鹽等，其中以溶解的碳酸氫鹽如 Ca(HCO) Mg(HCO)3最不穩(wěn)定，極易分解生成碳酸鹽。另外，不管是否經(jīng)過預(yù)處理，補(bǔ)充水中的溶解鹽都會(huì)帶入循環(huán)水系統(tǒng)。 污泥 相對(duì)水垢而言較疏松，又稱軟垢。 冷卻水防腐涂料的主要成分有：基料、防腐顏料、填料、溶劑以及其它涂料助劑。 ①有良好的屏蔽作性和化學(xué)穩(wěn)定性。陰極緩蝕劑通常用的較多有聚磷酸鹽和鋅鹽。 循環(huán)水中，主要是用投加緩蝕劑形成保護(hù)膜的方法來控制腐蝕，也有用涂料覆蓋的辦法來隔絕金屬與水的直接接觸來控制腐蝕的。 ②陰離子：水中不同的陰離子在增加金屬腐蝕 速度方面有以下順序： NO3﹤CH3COO﹤ SO42﹤ CL﹤ CLO4，而 CL等活性離子能破壞碳鋼、不銹鋼和鋁等金屬或合金表面鈍化。 碳鋼在冷卻水中的的腐蝕是一個(gè)電化學(xué)過程。腐蝕是一種電化學(xué)過程，通過腐蝕，一種金屬可以恢復(fù)到它原來自然的狀態(tài)。冷卻水使用水處理劑后，可以提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，這對(duì)工業(yè)節(jié)水有著重要的作用。 評(píng)價(jià)化學(xué)水處理的經(jīng)濟(jì)效益需要從處理費(fèi)用上和生產(chǎn)上全面評(píng)價(jià)。特別由于碳酸氫鹽是很不穩(wěn)定的鹽類，它在換熱器表面會(huì)分解成為碳酸鹽和二氧化碳。 循環(huán)水系統(tǒng)產(chǎn)生的 問題 冷卻水通過換熱器后水溫提高成為熱水，熱水經(jīng)冷卻塔曝氣與空氣接觸，由于水的蒸發(fā)散熱和接觸散熱使水溫降低，冷卻后的水再循環(huán)使用。即冷卻水被加熱成熱水，熱水被冷卻成冷水，冷水再加熱，熱水再冷卻，循環(huán)不止，因而大大節(jié)約了用水。 化學(xué)工業(yè)、石油工業(yè)、冶金工業(yè)及建筑的空調(diào)系統(tǒng)中常需要將熱工藝介質(zhì)進(jìn)行冷卻，水的特性很適合用作冷卻介質(zhì)。如華北地區(qū)和京津一帶已連年鬧水荒，嚴(yán)重影響工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人們的生活用水，節(jié)約用水日益迫切。敞開式循環(huán)水處理工藝設(shè)計(jì) 第 I 頁 摘要 : 循環(huán)冷卻水在使用之后，水中的 Ca2+、 Mg2+、 Cl等離子，溶解固體和懸浮物相應(yīng)增加，空氣中污染物如灰塵、雜物、可溶性氣體以及換熱器物料泄 漏 等，均可進(jìn)入循環(huán)冷卻水，使循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的設(shè)備和管道腐蝕、結(jié)垢，造成換熱器傳熱效率降低，過水?dāng)嗝鏈p少，甚至使設(shè)備管道腐蝕穿孔。在水源上得天獨(dú)厚的長江流域和江南水鄉(xiāng)，由于不注意排水的處理，江河湖泊受到不同程度的污染，影響人們用水的質(zhì)量和魚類的生存。工業(yè)冷卻水通過換熱器（或稱熱交換器、水冷卻器、水冷器）與工藝介 質(zhì)間接換熱。這就是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與直排冷卻水系統(tǒng)不同之處。敞開式冷卻水系統(tǒng)又叫冷卻塔系統(tǒng)，因?yàn)樗Ｓ美鋮s塔作為水的冷卻設(shè)備，這種系統(tǒng)在工廠得到廣泛使用。碳酸鈣的溶解度很低，使傳熱面上結(jié)碳酸鈣水垢的傾向增加； 冷卻水和空氣接觸，吸收了空氣中的大量灰塵、泥沙、微生物及其孢子，使系統(tǒng)的污泥增加?；瘜W(xué)處理費(fèi)用經(jīng)濟(jì) 合理，占循環(huán)水 成本 中的比例極低，而且?guī)Ыo系統(tǒng)的好處很多，有很好的經(jīng)濟(jì)效益。與支流冷卻水相比，即便循環(huán)水的濃縮倍數(shù)比較低，例如僅為 倍，但此時(shí)補(bǔ)充水即可節(jié)約 %。例如：鐵的腐蝕過程即是鐵回復(fù)到赤鐵礦（ Fe2O3）、磁鐵礦（ Fe3O4）的狀態(tài)。由于碳鋼組織表面的不均一性，因此，當(dāng)它浸入水中時(shí)，在其表面就會(huì)形成許多微小的腐蝕電池。鉻酸根、亞硝酸根、硅酸根和磷酸根則對(duì)鋼有緩蝕作用。 ． 1 投加緩蝕劑 緩蝕劑是抑制不穩(wěn)定水腐蝕過程的藥劑。聚磷酸鹽作為緩蝕劑，其作用是與水中陽離子 (Ca2+ 、 Fe2+)絡(luò)合形成帶正電的膠體，膠體顆粒向陰極沉積成膜，隨著膜的增厚陰極釋放電子的反應(yīng)被阻止。由于冷卻水防腐涂料長期浸泡在水 中，這就要求它在冷卻水中的化學(xué)性能穩(wěn)定，能夠阻止 水分子、溶解氧和其它腐蝕性敞開式循環(huán)水處理工藝設(shè)計(jì) 第 8 頁 物質(zhì)透過涂層與碳鋼基體接觸而發(fā)生腐蝕。 敞開式循環(huán)水處理工藝設(shè)計(jì) 第 9 頁 5 循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 中的沉積物及其控制 5． 1 沉積物分類 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，會(huì)有各種物質(zhì)沉積在換熱器的傳熱管表面。常含有泥渣、粉塵、砂粒、腐蝕產(chǎn)物、天然有機(jī)物、微生物菌落和分泌物、氧化鋁、磷酸鋁、磷酸鐵、一般碎屑等。 來自空氣 泥砂、粉塵、微生物及其孢子苔隨空氣帶入循環(huán)系統(tǒng)。因此，當(dāng)冷卻水中溶解的碳酸氫鹽較多時(shí)，水流通過換熱器表面，特別是溫度較高的表面，就會(huì)受熱分解，其反應(yīng)式如下： Ca(HCO)2 = CaCO3 + H2O + CO2 173。由于這些水垢結(jié)晶致密，比較堅(jiān)硬，又稱之為硬垢。 考慮控制水垢方案時(shí)，要結(jié)合循環(huán)水量大小、要求如何、藥劑來源等，因地制宜地選擇控制方案。當(dāng)樹脂失去交換能力時(shí)，就要停止軟化操作，并通過進(jìn)食鹽水，使結(jié)合在樹脂上的 Ca2+、 Mg2+與食鹽中的 Na+進(jìn)行交換，讓 Na+從新結(jié)合在樹脂上，原先結(jié)合在樹脂上的 Ca2+、 Mg2+經(jīng)過交換后進(jìn)入水中，隨再生廢液一起排走。 2．通 CO2氣 有些化肥廠在生產(chǎn)過程中常有多余的 CO2氣 ,而有些化工廠的煙道氣中也含有相當(dāng)多的 CO2氣 .如果將 CO2氣或煙道氣通入水中 ,則可使下列平衡向左進(jìn)行 ,從而穩(wěn)定重碳酸鹽 : Ca(HCO3)=CaCO3+CO2↑ +H2O 但此法常因冷卻水通過冷卻塔時(shí) ,CO2氣容易從水中逸出 ,因而在冷卻塔中析出碳酸鈣 ,堵塞冷卻塔與填料之間的孔隙 .這種現(xiàn)象稱鈣垢轉(zhuǎn)移 ,因此采用有困難 .根據(jù)近年來實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn) ,只要在原水塔中適當(dāng)注意補(bǔ)充一些 CO2氣 ,并控制好冷卻水的 PH 值 ,就可以減少或消除鈣垢轉(zhuǎn)移的危害 ,故此法對(duì)某些化肥廠或化工廠 ,電廠等仍有推廣使用的價(jià)值。要想通過螯合來阻垢，必須添加高劑量的螯合劑，在工業(yè)上難以辦到。作分散劑用的聚合物的分子量要適當(dāng)，最佳為 1000～ 50000。當(dāng)補(bǔ)充水濁度高時(shí)，必須進(jìn)行預(yù)處理，使其濁度降低。 做好循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理 冷卻水在循環(huán)使用過程中，如不進(jìn) 行水質(zhì)處理，必然會(huì)產(chǎn)生水垢或?qū)υO(shè)備腐蝕，生成腐蝕產(chǎn)物。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在穩(wěn)定操作的情況下濁度升高是由于冷卻水經(jīng)過塔與空氣接觸時(shí)，空氣中的灰塵被帶入水中，特別是工廠所在的地理環(huán)境干燥、塵土飛揚(yáng)更為明顯。 大量的粘泥將堵塞換熱器中冷卻水的通道，從而使冷卻水無法工作；少量的粘泥則減少冷卻水通道的截面積，從