工业循环冷却水处理现状的思考及零排污运行实践课件

工工业业循循环环冷却水冷却水处处理理现现状的状的思考及思考及零排零排污污运行运行实实践践 工业循环冷却水处理现状的思考及零排污运行实践 1目 录一、开路循环冷却水现状概述二、技术措施及实施问题三、逆向析垢循环水处理工艺探索四、逆向析垢技术应用效果例证五、逆向析垢技术应用前景及问题目 录一、开路循环冷却水现状概述2Page3一一.开路循开路循环环冷却水冷却水现现状概述状概述三三面洁净面洁净-高效运行的保障热量转移热量转移：生产过程的热 换热器 水 冷却塔 必要条件必要条件：传热面洁净、散热面干净、传输管路干净实现目标：实现目标：稳定生产、降低消耗、节水减排循环冷却水处理目的循环冷却水处理目的一.开路循环冷却水现状概述三面洁净-高效运行的保障热量转移3Page4两个两个平衡平衡-安全运行的保障一一.开路循开路循环环冷却水冷却水现现状概述状概述水量平衡水量平衡 常规的循环水处理要求常规的循环水处理要求两个平衡-安全运行的保障一.开路循环冷却水现状概述水量平衡4Page5GBT50050-2017工业循环冷却水处理设计规范规定循环水化学水质稳定处理的水质控制指标一一.开路循开路循环环冷却水冷却水现现状概述状概述根据补水水质根据补水水质，限制循环，限制循环水的浓缩倍数水的浓缩倍数，通过使用水处理药剂等技术实现循环水水质的平衡稳定水质平衡水质平衡 两两个平衡个平衡-安全运行的保障防止结垢结垢发生要求钙硬度+总碱度1100控制腐蚀腐蚀超标要求控制Cl-、总Fe、Cu2+抑制菌藻粘泥菌藻粘泥产生要求控制微生物数量常规的循环水处理要求常规的循环水处理要求GBT50050-2017工业循环冷却水处理设计规范一.5Page6专业专业管理管理-稳定运行的保障专业、规范的技术应用，专业、规范的技术应用，严格控制补水、循环水水质边界条件一一.开路循开路循环环冷却水冷却水现现状概述状概述 技术要求技术要求：水质：新水预处理达标、循环水系统限定循环率药剂：对症下药对症下药、因病施治操作：规范补排水操作、加药程序、水质监测实施保障实施保障水质监控及时准确 加药控制稳定 专业化专业化运行管理运行管理/自动精细化操作/在线智能化管控在线智能化管控 常规的循环水处理要求常规的循环水处理要求专业管理-稳定运行的保障专业、规范的技术应用，严格控制补水、6Page7一一.开路循开路循环环冷却水冷却水现现状概述状概述循环水循环水新形势新新形势新难题难题循环水水质超出GBT50050-2007规范规定的范围，水质超标成水质超标成常态常态补充水水质的变化循环水盐分越来越浓循环水盐分越来越浓原水水质恶化、劣质新水、污水回用等，及多种补水混用，造成补充水水质差、波动大，甚至硬度碱度、浊度、氯根直接超出循环水水质控制指标环保限制水质稳定药剂的排放，浓缩浓缩倍数越来越高倍数越来越高甚至要求“零排污”，补水水质差异化 趋向强结垢性乱浓一.开路循环冷却水现状概述循环水新形势新难题循环水水质超出7Page8循环循环水新形势新难题水新形势新难题一一.开路循开路循环环冷却水冷却水现现状概述状概述大大：循环水量数万以上m3/h 一般工业：数千m3/h 小小：几十几百m3/h 工艺设计优化，换热设备更新，新行业的需求，循环水系统规模两级分化蒸发冷、横流塔塔广泛应用煤化工、石化、电力余热发电 数据中心钢厂 循环水新形势新难题一.开路循环冷却水现状概述大：循环水量数8Page9一一.开路循开路循环环冷却水冷却水现现状概述状概述水质稳定技术循环水专业管理难度清洗预膜实施受限环保，无法有效实施水质稳定技术市场环境循环水循环水新形势新新形势新难题难题低价竞标，严重影响产品质量、技术服务保障 药剂高性能，无磷 环保 技术要求高、成本加大 一.开路循环冷却水现状概述水质稳定技术循环水专业管理难度清9Page10 非非 常常规 技技术 常规的常规的循环冷却水的水质控制循环冷却水的水质控制措施措施 一一.开路循开路循环环冷却水冷却水现现状概述状概述预处理预处理补水水质补水水质净化净化降低盐分降低盐分混凝降浊/过滤-软化(树脂/石灰)；脱盐处理稳定循环稳定循环稳定循环稳定循环水水质水水质水水质水水质按设定浓缩倍数按设定浓缩倍数控制补水、排水控制补水、排水化学水处理技术水质稳定剂 /加酸电磁阻垢技术需结合水质稳定剂旁滤设施旁滤设施电化学除垢技术电化学除垢技术物理微晶净化技术物理微晶净化技术化学药剂析垢技术化学药剂析垢技术高浓缩倍数下运行高浓缩倍数下运行软化软化去除部分盐分去除部分盐分非常的非常的循环水系统循环水系统清洗措施清洗措施 在在线线胶胶球球清清洗洗在在线线刮刮管管器器清清洗洗在在线线化化学学清清洗洗超超声声波波除除垢垢控控垢垢废水回用膜法除盐理每种方法都会有效果，是否普遍适用就要客观面对，传统的水质稳定技术目前是最成熟、广泛适用的。循环水循环水新形势新新形势新难题难题 非 常规 常规的循环冷却水的水质控制措施 一.开路10Page11二二.技技术术措施及措施及实实施施问题问题抓进出两端、强化中间处理补水预处理补水预处理：净化：净化+脱盐脱盐，以满足规范的水质条件；废水废水资源化资源化回回用用：净化净化+脱盐脱盐 +蒸发结晶分盐，蒸发结晶分盐，预处理预处理补水水质补水水质净化降低盐分混凝降混凝降浊/过滤-软化化(树脂脂/石灰石灰)；脱脱盐处理理稳定稳定稳定稳定循环水循环水循环水循环水水质水质水质水质按设定浓缩倍数控制补水、排水化学水处理技术强化药剂强化药剂 功能功能 加酸加酸无无磷环保磷环保各种电磁阻垢技术各种电磁阻垢技术化学、物理清洗电化学除垢技术排污水排污水处理回用处理回用深度深度处理理膜法除膜法除盐蒸蒸发结晶晶废水回用废水回用循环水系统 外去除盐分智智能能在在线线自自动动精精细细化化管管控控系系统统循环水系统内调控水质稳定需结合水质稳定剂 普遍采用的工艺技术普遍采用的工艺技术二.技术措施及实施问题抓进出两端、强化中间处理补水预处理：11Page12 实际可操作性问题实际可操作性问题二二.技技术术措施及措施及实实施施问题问题实际应用问题实际应用问题膜系统结垢严重问题？有二次污染因素，环保问题未彻底解决补水水质过剩工艺技术复杂工艺技术复杂操作管理要求技术能力高影响设备运行稳定因素多投资高、运行费用高、能耗高成本增加成本增加：高性能高性能药剂成本增加、技术成本增加、管理成本增加规模大，十几万循环水量，新水消耗量大，自动化管控不能提高浓缩倍数，传统水质稳定处理仍是主流，问题：两端处理工艺理论上能保障正常运行，全国甚至全球优势技术、资本力量集中的大型过程工业系统大型过程工业系统，能够得到重视，才有规范实践。实际的制约因素是几万方保有水量，清洗置换时环保问题 实际可操作性问题二.技术措施及实施问题实际应用问题12Page13二二.技技术术措施及措施及实实施施问题问题装置分散，循环水系统多，难以承受两头处理的投资、运行成本的一般工业一般工业企业，企业，无法有效实施专业化技术管理 实际可操作性问题实际可操作性问题环保、安全监管严格限制，不得不高浓缩倍数运行。冷却水水质处理措施：高性能药剂：高性能药剂：不能确保满足水质稳定要求，结垢问题严重加加酸：酸：受限于供应管控、有安全风险，用氨基磺酸替代，环保问题、菌藻繁殖、腐蚀隐患、成本非常规技术应用非常规技术应用电化学电化学除垢除垢，优势：部分去除水质结垢因子，环保问题：初期有效，后期影响？腐蚀问题？电耗问题超声波在线清洗超声波在线清洗，优势：解决换热器结垢，环保问题：复杂结构效果受限，系统结垢、应力腐蚀？电耗大初期时好时坏，长期风险大增，有待深入研究机理、摸索适用条件、提高技术性能二.技术措施及实施问题装置分散，循环水系统多，难以承受两头13Page14二二.技技术术措施及措施及实实施施问题问题制冷相关的数据中心、中央空调、食品饮料等，循循环环量量较较小小、系系统统多的企多的企业业，市场需求很大市场需求很大个体体量、工作量大，塔的热负荷高浓缩快，专业化的技术管理、规范化的技术实施实际不可行各种物理、电子技术陈出不穷，最终，水没人管，结垢成主要现象 实际可操作性问题实际可操作性问题工艺流程一环环加，增加闭路冷却系统，最终还要蒸发式冷却塔，问题依然 减小规模后，软水循环事实证明不行，纯水循环？二.技术措施及实施问题制冷相关的数据中心、中央空调、食品饮14Page15三三.逆向析垢循逆向析垢循环环水水处处理工理工艺艺探索探索析垢技术可行性分析技术方向技术方向:不能用长流程换取效果；不能用复杂代替简单；低技术即是高技术不能用长流程换取效果；不能用复杂代替简单；低技术即是高技术最简单的工艺最简单的工艺最省钱的方法最省钱的方法最容易的建设最容易的建设最方便的操作最方便的操作最稳定的运行最稳定的运行循环水处理的目的循环水处理的目的-三三面洁净面洁净三.逆向析垢循环水处理工艺探索析垢技术可行性分析技术方向:不15Page16 成垢机理解析析垢技术可行性分析三三.逆向析垢循逆向析垢循环环水水处处理工理工艺艺探索探索 成垢机理解析析垢技术可行性分析三.逆向析垢循环水处理工艺16Page17定向定向富集富集：在循环水系统缓流区沉积，可直接排污；或通过旁滤等装置去除诱导结垢诱导结垢：集成化学、物理方法，结合浊环水处理技术思路，在水循环过程中采取软化、净化水质技术，改变结垢形态，凝聚结合成细小紧实的颗粒，不易附着传热面、散热面 实现水体部分自软化净化，降低水质结垢、腐蚀倾向和细菌总数，提高循环水稳定运行效率析垢技术可行性分析三三.逆向析垢循逆向析垢循环环水水处处理工理工艺艺探索探索逆向处理技术逆向处理技术与水质稳定的作用相反与水质稳定的作用相反定向富集：在循环水系统缓流区沉积，可直接排污；或通过旁滤等装17Page181、电化学、电化学除除垢技术垢技术 需要需要技术人员定期分析运行数据并进行管控，技术人员定期分析运行数据并进行管控，在技术管理上没有降低要求。在技术管理上没有降低要求。实际使用效果不稳定，设备投资及运行管理费实际使用效果不稳定，设备投资及运行管理费用高。应用受用高。应用受限限电耗高、加酸、不安全电耗高、加酸、不安全大系统大装置，阳极析氢的安全问题？大系统大装置，阳极析氢的安全问题？利用水及水中矿物质的电化学特性，通过电解来调节水中矿物质的平衡，将成垢离子以固体形式析出，减轻循环水系统结垢倾向，兼达抑菌效果。在电化学装置内，去除循环水过饱和结垢成分，循环水系统仍有结垢倾向 旁旁流流式式电化化学学装装置置三三.逆向析垢循逆向析垢循环环水水处处理工理工艺艺探索探索析垢技术简述需要与需要与化学化学药剂析垢技析垢技术配合配合应用用1、电化学除垢技术 需要技术人员定期分析运行数据并进行管控，18Page19 2 2、化学法药剂析垢技术、化学法药剂析垢技术对系统整体净化处理 特性药剂与水中盐分、矿物质结合，共同起到去除污垢、净化水质的效果 特点快速快速、高效、多功能和、高效、多功能和安全安全，1、独特的分解功能，优先选择高活性氧化物作用，迅速清洁冷却水流经之处的水垢、铁锈等。作为在线清洗用，不需另外添加缓蚀剂、中和药剂，除垢、除锈、除藻作用过程没有任何负作用。富余的有效成分继续与水中的硬度成分作用，耗尽后循环水自呈中性，也不会造成污染；简化操作程序，不需要系统清洗预膜操作。2、独特的软化、净化水质功能，诱导结垢析出、絮凝沉降，降低系统结垢倾向，提高运行浓缩倍数，减少排污。3、同时满足碳钢、铜、不锈钢、铝及铝合金的缓蚀性要求。分解藻类矿物盐营养，菌种和尸泥被结垢裹挟，起到抑菌作用。没有细菌耐药性问题，无须另加杀菌灭藻剂。4、无毒、无污染、无磷和重金属，可降解，直接排放对自然环境无害，环保安全。三三.逆向析垢循逆向析垢循环环水水处处理工理工艺艺探索探索析垢技术简述 2、化学法药剂析垢技术对系统整体净化处理 1、独特的19Page20 3 3、物理法微晶净化技术、物理法微晶净化技术物理法：电催化微晶净化物理法：电催化微晶净化技术技术一步解决水质问题 一种微晶载体经微电流的激发，持续稳定地痕量释放微晶元，诱吸细小悬浮物结晶成核，富集水中成垢性离子结合凝聚为亚微晶体颗粒，紧实而失去附着力，不易析着在传热表面，起到消解水质结垢性、净化传热面的作用，实现水质的自软化净化。净化器放置在水池缓流区，微电场起到定向集聚结垢的作用，同时裹挟细菌和其生长基质凝聚在晶核、碳酸钙中使其失去活性，生物粘泥吸附在垢粒中失却粘附性；微电压场改变细菌的生物电性起到抑菌效果。特种晶元对氧的亲和力很强，降低金属表面对腐蚀的敏感性，高浓缩水质属于强结垢倾向，自身具有一定缓蚀功能，实现系统腐蚀控制。满足特殊工况条件的应用系统小数量多的企业缺少循环水专业管理人员环保限制排污 水资源匮乏的企业三三.逆向析垢循逆向析垢循环环水水处处理工理工艺艺探索探索析垢技术简述 3、物理法微晶净化技术物理法：电催化微晶净化技术一步20Page21 析垢析垢技术的效果技术的效果考核考核循环冷却水处理性能评价以循环冷却水处理性能评价以目标导向目标导向1、系统的运行效果、系统的运行效果 换热器、冷却塔、水泵等运行参数稳定；能耗、水耗减少 2、设备运行的状况、设备运行的状况 相关设备、管道的使用寿命延长、维保频率下降 3、对生产带来的影响、对生产带来的影响 运行安全稳定高效周期长、产品得率升、原料单耗降 不发生因水系统问题引起的生产事故、生产效率、环境影响消除消除用户与服务商的分歧用户与服务商的分歧满足满足GB50050-2007 腐蚀、结垢、菌藻腐蚀、结垢、菌藻 技术指标突破突破 GB50050-2007限定的循环水、补充水水质控制指标三三.逆向析垢循逆向析垢循环环水水处处理工理工艺艺探索探索 析垢技术的效果考核循环冷却水处理性能评价21Page22四四.逆向析垢技逆向析垢技术应术应用用效果例效果例证证化学法析垢技术应用化学法析垢技术应用不进行清洗预膜、直接低浓度加药日常处理。浓缩倍数由2倍，提高到78倍(水质考核限制总硬度600ppm)净化水质:浊度低6以下；pH不控制；软化循环水:部分钙硬度被去除实际运行的真空度、端差 整个夏季正常稳定在951/6-8；1、新系统、高、新系统、高浓缩浓缩倍数、低氯根（倍数、低氯根（1000ppm）的循环水处理）的循环水处理实施效果实施效果某 厂15MW余热发电循环水系统于2015年4月底投产，设计：循环水量8000m3/h，保有水量3000m3，补水86m3/h实际操作控制条件：补水量由起始的2631.5m3/h，逐步降到1819m3/h；加药浓度低；初期的4050ppm，降到20ppm；细菌总数300以下、腐蚀率0.03mma，满足要求；四.逆向析垢技术应用效果例证化学法析垢技术应用1、新系统、高22Page23 化学法化学法析垢技术应用析垢技术应用2、老系统、零排污、高氯根的循环水处理、老系统、零排污、高氯根的循环水处理实施实施效果效果北方某厂135MW燃煤汽轮发电机组循环水系统投产十年，循环水量20000m3/h，保有水量18250m3，补水地下水+4倍循环水排污；不排污，估计浓缩倍数15倍；原控制2倍 软化循环水，钙硬度3500以下，未成比例升高；原控制1500净化水质，浊度由15NTU降低到2以下；不控制pH；氯根由1230升高达5300，超过限定指标；电导由7000达23000系统青苔自然尽除；真空度、端差：夏季在高浓缩倍数情况下，正常、稳定；四四.逆向析垢技逆向析垢技术应术应用用效果例效果例证证 化学法析垢技术应用2、老系统、零排污、高氯根的循环水处23Page24 物理法微晶净化技术应用物理法微晶净化技术应用1、某厂空冷器材质：铜管四四.逆向析垢技逆向析垢技术应术应用效果例用效果例证证微晶处理：微晶处理：不排污不排污，铜管干净，铜管干净加加水质稳定剂：水质稳定剂：垢体松大垢体松大定期酸洗处理定期酸洗处理：结垢紧实结垢紧实不处理：不处理：结垢厚实结垢厚实 物理法微晶净化技术应用1、某厂空冷器 材质：铜管四24Page25 物理法微晶净化技术物理法微晶净化技术应用应用2、闭式冷却塔 材质：镀锌管板 四四.逆向析垢技逆向析垢技术应术应用用效果例效果例证证达到两个要求：循环水总硬度降低；另一侧的软水温差保障 物理法微晶净化技术应用2、闭式冷却塔 材质25Page26四四.逆向析垢技逆向析垢技术应术应用效果例用效果例证证 3、某日企制冷机循环冷却水冷凝器、某日企制冷机循环冷却水冷凝器 物理法微晶净化技术应用四.逆向析垢技术应用效果例证 3、某日企制冷机循环冷却水冷凝26Page27 物理法微晶净化技术应用物理法微晶净化技术应用4、数据中心四四.逆向析垢技逆向析垢技术应术应用用效果例效果例证证BAC闭式冷却塔1台；循环水量：195 m/h；2017年软水循环，常年溢流，每月换水一次；2018年起，零排污，不溢流；3月份起采用自来水循环日常运行无需技术、人工管理；无需检测水质；半月一次直接清扫水盘沉积泥沙。物理法微晶净化技术应用4、数据中心四.逆向析垢技术应用27Page28 电化学除垢电化学除垢+药剂技术药剂技术应用应用某水泥厂余热发电循环水某水泥厂余热发电循环水循环水量2500m3/h，保有水量1500m3现：电化学除垢+析垢药剂，每天1桶；不排污，不加酸，电导1300 原：电化学+阻垢剂，每天十桶，硫酸300公斤控制连续排污，电导500-600 铜管结垢严重四四.逆向析垢技逆向析垢技术应术应用用效果例效果例证证铜铜管内壁洁净管内壁洁净 电化学除垢+药剂技术应用某水泥厂余热发电循环水 循28Page29五五.逆向析垢技逆向析垢技术应术应用前景及用前景及问题问题 水处理水处理技术发展技术发展的趋势分析的趋势分析 上海两家、山东推广的单一药剂除硬降浊实践探索应用天津院的天津院的探索探索:一体化一体化近近零排放零排放工艺工艺 减少化学减少化学药剂药剂的用量是共识的用量是共识电化学电化学除垢除垢 +阻垢剂阻垢剂五.逆向析垢技术应用前景及问题 水处理技术发展的趋势分析 29Page30 逆向析垢技术的优势五五.逆向析垢技逆向析垢技术应术应用前景及用前景及问题问题水质稳定的防垢处理-去除部分结垢因子，稳定剩余结垢成分；系统腐蚀倾向的抑制-平衡控制水质结垢腐蚀倾向；维持系统洁净度，降低腐蚀离子影响+缓蚀剂。抑制微生物滋生菌藻-减少循环水中细菌总数悬浮物的沉积控制 -净化、旁滤电化学除垢：减少系统负荷 +析垢技术：确保设备效率逆向诱导、软化、净化循环水水质处理工艺，实现循环冷却水系统的清洁高效运行组合多种处理技术，协同增效解决彼此相关的矛盾逆向析垢的化学、物理、电化学方法是绿色环保的循环冷却水处理技术，可以独立应用；组合使用，效率更高，适用性更广。即可降低药剂用量，也可减少电化学装置的规模，降低投资和运行成本 逆向析垢技术的优势五.逆向析垢技术应用前景及问题水30Page31高浓缩倍数运行：高浓缩倍数运行：允许不排污，突破国标限定的水质边界中水直接回用：中水直接回用：废水资源化绿色环保：绿色环保：循环水直接排放，无化学污染简化流程：简化流程：一步解决水质问题，操作简便去专业化去专业化：技术管理、水质监控要求大大降低减少工作量减少工作量：降低人工成本、管理成本消消除除人人为因因素素突突破破技技术局局限限五五.逆向析垢技逆向析垢技术应术应用前景及用前景及问题问题适应范围宽泛、操作控制简便、对补水水质要求低、性价比优越、绿色环保。达到稳定、高效运行目标，实现节水减排、节能环保推动零排污水处理技术的应用，对水资源节约优化利用、水污染难题的化解、根治，实现节水型环境友好社会意义深远、影响重大在钢铁冶金、电力等各行业实现污水回用。广泛适用于独立严密的小规模循环水系统，蒸发式冷却（冷凝）器及闭式冷却塔等循环水零排污逆向析垢技术逆向析垢技术的实用意义的实用意义高浓缩倍数运行：允许不排污，突破国标限定的水质边界简化流程：31Page32有待改进的问题有待改进的问题三种方法各有利弊，适用不同系统条件，尚待实际应用验证探索，完善使用条件机理试验研究、验证，将会有助与解决提高一价离子的去处、盐分的一次去处效率问题冷却设备水流速0.5，构造不会形成淤积堵塞停产期的高含盐水，需要另行深度盐处理（规模减量了）；可以考虑回用应用于循环水处理时间较短，尚未得到大型工业循环水处理系统的肯定性应用 售价与现阶段常规化学药剂处理比较不占优势，政策优势明显低使用成本，高性价比的优势，需与用户在实践中共同计量、统计、考核五五.逆向析垢技逆向析垢技术应术应用前景及用前景及问题问题有待改进的问题三种方法各有利弊，适用不同系统条件，尚待实际应32谢谢 谢谢！谢 谢！