工业循环水处理基本知识课件

山西润潞碧水环保科技山西润潞碧水环保科技股份有限公司股份有限公司循环水处理技术培训系列之一循环水处理技术培训系列之一山西润潞碧水环保科技股份有限公司1 1一.自然界水的分布1.地球上有71%的面积被水覆盖2.所有水中97.5%的为海水3.淡水中有99.8%在南极和北极以冰雪形式存在一.自然界水的分布2 2自然界水的分布4.工业生产中有50-80%的水用于介质冷却5.年产30万吨的合成氨冷却水量25000吨/小时,10万千瓦的火电厂冷却水量10000吨/小时自然界水的分布3 3一.自然界水的分布1.人均淡水占有量为2300立方米,是世界平均值的1/42.我国为世界上13个最贫水国家之一3.我国工业用水浪费惊人4.我国工业冷却水循环使用率不足60%5.发达国家工业冷却水循环使用率已达到80%一.自然界水的分布1.人均淡水占有量为2300立方米,是世界4 4第一章 工业循环水概况一一.自然界水的分布自然界水的分布二二.冷却水系统冷却水系统三三.水中的杂质水中的杂质四水中盐类的溶解度四水中盐类的溶解度五五.微生物微生物六六.浓缩与补充浓缩与补充七七.腐蚀腐蚀八八.循环水的控制指标与运行准备循环水的控制指标与运行准备第一章 工业循环水概况一.自然界水的分布5 5二.水中的杂质1.多种金属离子：Ca2+Mg2+k+Na+等2.多种阴离子：HCO3-CO32-OH-PO43-HPO42-SO42-NO3-等二.水中的杂质1.多种金属离子：Ca2+Mg2+k+6 6水中的杂质3.金属离子和阴离子达到一定的浓度后会产生沉淀（结垢）4.泥沙等悬浮物5.微生物等滋生水中的杂质7 7水盐类的溶解度Mg/LMg/L1.碳酸钙CaCO3 溶解度202.氢氧化镁Mg(OH)2 溶解度 63.硅酸镁MgSiO3 4.磷酸钙Ca3(PO4)2 5.硫酸钙CaSO4 水盐类的溶解度Mg/L1.碳酸钙CaCO3 8 8四.微生物有阳光，空气，水，温度。适合微生物生长1.藻类（绿藻，蓝绿藻，硅藻）2.细菌（硫细菌，铁细菌胶囊，型好气菌，孢子型好气菌）3.真菌（线型，酵母型，担子型）四.微生物有阳光，空气，水，温度。适合微生物生长9 9五.浓缩与补水1.循环水在循环过程中会不断蒸发浓缩2.水中离子浓度会不断增加3.补充水量为排污水量、蒸发水量、风吹和泄漏量之和4.循环水中离子浓度与补充水中离子浓度的比值为循环水的浓缩倍数五.浓缩与补水1.循环水在循环过程中会不断蒸发浓缩1010循环水与补充水的区别1.PH值升高2.硬度增加3.碱度增大循环水与补充水的区别1.PH值升高1111七.循环水的控制与运行1.1.设备的清洗设备的清洗除去系统中的杂质、泥土油脂除去系统中的杂质、泥土油脂 腐蚀产物腐蚀产物等。先用水冲，再用化学药剂清洗。等。先用水冲，再用化学药剂清洗。2.2.设备的预膜设备的预膜在设备表面覆盖一层保护膜，常用聚磷在设备表面覆盖一层保护膜，常用聚磷酸盐酸盐-锌盐预膜，由挂片检测是否完成锌盐预膜，由挂片检测是否完成3.PH3.PH值的控制值的控制七.循环水的控制与运行1.设备的清洗1212六.工业循环水的腐蚀1.均匀腐蚀（mm/a）2.点蚀，穿透速度可达5 mm/a，使设备在3-6个月内穿孔六.工业循环水的腐蚀1.均匀腐蚀（mm/a）1313第二章.阻垢剂及阻垢分散剂一.污垢的危害二.碳酸钙垢三.磷酸钙垢四.硫酸钙垢五.镁垢六.常用的阻垢分散剂第二章.阻垢剂及阻垢分散剂一.污垢的危害1414一、污垢的危害1.降低换热器的传热效率污垢的热导率为碳钢的数十分之一2.引起腐蚀造成氧浓度差，引起电化学腐蚀3.堵塞管道4.滋生微生物一、污垢的危害1.降低换热器的传热效率1515二、碳酸钙垢1.水中的溶解度CaCO3在水中可以以Ca2+、CO32-、HCO3-等几种形式存在溶解度很小溶解度随温度的升高而降低以至于结晶二、碳酸钙垢1.水中的溶解度16162.饱和指数1.L.S.I.=PH-PHS S2.L.S.I0时,钙离子过饱和,为结垢性水质4.L.S.I.=0时,钙离子和碱度在该温度下保持平衡,水质最稳定2.饱和指数1.L.S.I.=PH-PHS17173.稳定指数R1.稳定指数R.S.I.=2(PHS S)-PH2.R.S.I.=6时,水中CaCO3 处于平衡状态,不结垢也不腐蚀3.R.S.I.7.5-8.0时,出现腐蚀.R越大,腐蚀倾向越严重5.终合考虑L.S.I.和R.S.I.,判断水质是否腐蚀结垢3.稳定指数R1.稳定指数R.S.I.=2(PHS)-PH1818三.磷酸钙垢1.多数为聚磷酸盐水处理剂引起2.PH9时形成钙-羟基磷灰石,为细小晶粒可随水流排出,不易结垢.3.PH为8时,会夹带泥沙成为污垢4.PH7.5时,形成致密的磷灰石垢三.磷酸钙垢1.多数为聚磷酸盐水处理剂引起1919四.硫酸钙垢硫酸钙的溶解度较大,一般不会结垢四.硫酸钙垢2020五.镁垢1.Mg(OH)2 的溶解度最小,镁垢常以这种形态析出2.在冷却水系统,镁和钙的化合物以硅酸盐等混合垢的形式析出五.镁垢1.Mg(OH)2 的溶解度最小,镁垢常以这种形态2121六.常用的阻垢分散剂1.阻垢的原理消除结晶产生的条件防止和抑制晶粒的生长减少和阻碍结垢晶体在传热面上的粘附六.常用的阻垢分散剂1.阻垢的原理22222.常用的办法1.循环水采用脱盐水2.可将二氧化碳通入水中,使钙离子沉淀3.加酸调节PH值,可增加盐类溶解度4.加入螯合剂,螯合封闭金属离子5.加入阻垢剂,如膦化物,能抑制晶核生长6.加入分散剂,如高分子物质可吸附晶体7.使用磁化法,磁化水不易结垢2.常用的办法1.循环水采用脱盐水23233.常用分散剂 1.聚磷酸盐类2.膦酸盐如ATMP,HEDP,EDTMP,DETDMP等3.高分子阻垢分散剂如聚丙烯酸,聚丙烯酰胺等4.天然阻垢物质3.常用分散剂 1.聚磷酸盐类2424第三章 缓蚀剂一、缓蚀剂的类型二、铬酸盐和重铬酸盐三、亚硝酸盐四、硅酸盐五、锌盐六、磷酸盐和聚磷酸盐七、钼酸盐第三章 缓蚀剂一、缓蚀剂的类型2525缓蚀剂八、钨酸盐九、有机膦酸盐十、有机胺及衍生物十一、脂肪族羟基酸盐十二、铜缓蚀剂十三、其他缓蚀剂缓蚀剂八、钨酸盐2626一、缓蚀剂的类型按组成可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂按组成可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂1.1.无机缓蚀剂无机缓蚀剂铬酸盐，重铬酸盐铬酸盐，重铬酸盐 硝酸盐，亚硝酸盐硝酸盐，亚硝酸盐磷酸盐，聚磷酸盐磷酸盐，聚磷酸盐钼酸盐钼酸盐硅酸盐硅酸盐其他其他一、缓蚀剂的类型按组成可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂27272.有机缓蚀剂胺类醛类膦类硫化物杂环化合物其他2.有机缓蚀剂胺类2828按成膜机理可分为以下三种钝化膜型缓蚀剂沉淀膜型缓蚀剂吸附膜型缓蚀剂按成膜机理可分为以下三种钝化膜型缓蚀剂2929钝化膜型缓蚀剂简称钝化剂，为无机强氧化剂将金属表面氧化成一层耐腐蚀的膜钝化剂的浓度要超过临界钝化浓度，否则会造成腐蚀要求浓度较高钝化膜型缓蚀剂简称钝化剂，为无机强氧化剂3030沉淀膜型缓蚀剂能与水中物质反应，形成一层膜，将金属表面与腐蚀性环境分开厚度比钝化膜厚可多种缓蚀剂同时使用，一种膜上再加另一种膜，增加效果如果失去控制则会结垢沉淀膜型缓蚀剂能与水中物质反应，形成一层膜，将金属表面与腐3131吸附膜型缓蚀剂多数为有机缓蚀剂，分子结构中同时有亲水基团和亲油基团亲水基团吸附在金属表面，亲油基团则起遮蔽作用，将金属表面与腐蚀性环境分开吸附膜型缓蚀剂多数为有机缓蚀剂，分子结构中同时有亲水基团和3232二、铬酸盐和重铬酸盐包含铬酸和重铬酸的可溶性盐，分子结构中的铬为正六价强烈的氧化能力，使六价的铬还原为三价的铬。是强钝化剂钝化铝和不锈钢可得到1-10nm的膜与其他缓蚀剂配合使用，协同增效，可减少用量易被还原失效，毒性较大二、铬酸盐和重铬酸盐包含铬酸和重铬酸的可溶性盐，分子结构中的3333三、亚硝酸盐亚硝酸盐为钝化剂，可在金属表面形成氧化性保护膜，作用于碳钢时形成致密的三氧化二铁浓度为50ppm时效果较好，水中含盐量增加时缓蚀效果下降亚硝酸盐为硝化杆菌的养料，可使硝化杆菌大量繁殖，将亚硝酸盐氧化为硝酸而导致设备严重腐蚀三、亚硝酸盐亚硝酸盐为钝化剂，可在金属表面形成氧化性保护膜，3434四、硅酸盐硅酸盐离解出的硅酸根离子与金属离子或腐蚀产物在金属表面形成保护膜循环水中含有适量的铁、钙、锌、铅离子时，可加强对腐蚀的控制。但镁离子较高时，会出现严重的点蚀。能与铅的腐蚀产物反应，故用于城市饮用水的净化四、硅酸盐硅酸盐离解出的硅酸根离子与金属离子或腐蚀产物在金属3535五、锌盐可溶性锌盐在水中可形成氢氧化锌阴极缓蚀膜成膜速度快，但不持久。常与聚磷酸盐、铬酸盐、硅酸盐和许多有机缓蚀剂复配使用环境为碱性时会产生氢氧化锌絮状沉淀而失效，对鱼类有毒，排放标准为5ppm五、锌盐可溶性锌盐在水中可形成氢氧化锌阴极缓蚀膜3636六、磷酸盐和聚磷酸盐为优良的缓蚀阻垢剂，按分子结构可分为链状聚磷酸盐（如三聚磷酸钠）和环状聚磷酸盐（六偏磷酸钠）具有阳极极化和阴极极化双重缓蚀性能是一种表面活性剂，设备运行初期可用于清洗金属表面易水解形成磷酸钙垢，易分解六、磷酸盐和聚磷酸盐为优良的缓蚀阻垢剂，按分子结构可分为链3737七、钼酸盐在中性或碱性水中与铁形成钼酸高铁保护膜临界钝化浓度为750ppm在高温、高PH值时缓蚀效果最好毒性比铬酸盐小1000倍七、钼酸盐在中性或碱性水中与铁形成钼酸高铁保护膜3838八、钨酸盐 氧化型钝化剂 低毒，无污染 价格高 常在复配中使用八、钨酸盐 氧化型钝化剂3939九、有机膦酸盐有机膦酸盐具有优良的缓蚀和阻垢性能稳定，不易水解ATMPHEDPHPAA九、有机膦酸盐有机膦酸盐具有优良的缓蚀和阻垢性能4040十、有机胺及衍生物为吸附膜剂，氨基为亲水基团，吸附金属表面，烷基为亲油基团。抗氯、氧效果好，加氯杀菌剂不会有影响价格贵，处理费用高十、有机胺及衍生物为吸附膜剂，氨基为亲水基团，吸附金属表面4141十一、脂肪族羟基酸盐无毒，不污染环境可复配缓蚀效果随温度升高而增加优异的络合性能常用的有葡萄糖酸钠、柠檬酸钠和酒石酸钠十一、脂肪族羟基酸盐无毒，不污染环境4242十二、铜缓蚀剂铜离子会被还原而附在铁或铝的表面，与铁或铝形成原电池，加速腐蚀MBT，铜表面对MBT有强烈的吸附作用，可使铜表面与腐蚀物分开1，2，3-苯并三唑，原理同上。1ppm即可，但价高硫酸亚铁，水解产物会形成致密的保护膜十二、铜缓蚀剂铜离子会被还原而附在铁或铝的表面，与铁或铝形成4343十三、其他缓蚀剂膦化合物多元醇磷酸脂有机酸聚丙烯酰胺天然产物十三、其他缓蚀剂膦化合物4444杀菌灭藻剂一、概述二、藻类三、真菌四、细菌五、杀菌灭藻剂杀菌灭藻剂一、概述4545一、概 述循环水系统存在微生物生存的条件：微生物的来源，阳光，空气，水，温度繁殖速度快腐蚀设备死亡后尸体与灰尘、垢等形成淤泥，堵塞管道，极难除掉一、概 述循环水系统存在微生物生存的条件：微生物的来4646二、藻 类低等植物，有叶绿素，有阳光的地方才能生长以细胞分裂或孢子的方式进行繁殖堵塞管道，降低热交换效率，腐败后使水质变坏藻类的生长还可以导致差异充气电池型的腐蚀二、藻 类低等植物，有叶绿素，有阳光的地方才能生长4747三、真 菌具有丝状营养的菌丝的寄生物，以生产孢子进行繁殖危害同上三、真 菌具有丝状营养的菌丝的寄生物，以生产孢子进4848四、细 菌单细胞生物冷却水中几乎都是革兰氏阴性菌主要有硫细菌、铁细菌、硫酸盐还原菌等四、细 菌单细胞生物4949硫 细 菌借助氧化硫磺、硫代硫酸盐和硫化氢而获得生命过程所需能量的一类化能自养菌 硫细菌生长时会产生硫酸，在氧化硫杆菌大量繁殖的静止角落硫酸浓度可达10%，强烈腐蚀设备硫 细 菌借助氧化硫磺、硫代硫酸盐和硫化氢而获得生命过程5050铁 细 菌较大的细菌，往往肉眼可以看见铁细菌的生命过程是把可溶性的二价铁变为不溶性的三价铁增加腐蚀，也直接从铁表面摄取铁多为点蚀或结节状腐蚀，穿透速度快大量繁殖时冷却水会出现红水，PH值和色度增加，产生恶臭，污染冷却水铁 细 菌较大的细菌，往往肉眼可以看见5151硫酸盐还原菌为厌气型细菌，生活在锈蚀物或垢下，进行无氧呼吸，将硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐还原为硫化氢硫酸盐还原菌主要侵蚀输水管道和低温换热器还可破坏缓蚀膜，使垢下缺氧环境恶化，加速电化学腐蚀硫酸盐还原菌为厌气型细菌，生活在锈蚀物或垢下，进行无氧呼吸，5252五、杀菌灭藻剂无机杀菌灭藻剂：Cl2、Br2、ClO2、O3、NaClO 有机杀菌灭藻剂：氯酚类，季铵盐类，大蒜素类，氯胺类五、杀菌灭藻剂无机杀菌灭藻剂：Cl2、Br2、ClO2、5353氯气 Cl2氯和氯的化合物主要有：氯气，次氯酸钠，次氯酸钙，漂白粉和氯氨丁氯的杀菌作用主要是氯在水中生成分子状态的次氯酸，次氯酸可穿透微生物的细胞膜，和蛋白质形成稳定的N-Cl 键，使呼吸作用所须的还原酶失去活性PH值为7时效果最佳氯气 Cl2氯和氯的化合物主要有：氯气，次氯酸钠，次氯5454二氧化氯 ClO2强氧化性杀菌剂，效果为氯气的25倍不仅杀菌灭藻，还可以杀灭孢子和病毒不稳定，易分解，现配制现使用无毒，对环境无污染浓度为1ppm 时对异氧菌的杀灭率仍为99.9%二氧化氯 ClO2强氧化性杀菌剂，效果为氯气的25倍5555氯酚类为非氧化性杀菌灭藻剂这类化合物不宜分解，对水生物和动物有毒害作用，使用时必须考虑环境污染氯酚类为非氧化性杀菌灭藻剂5656工业循环水处理基本知识课件5757