工业冷却水处理概

按一下以編輯母片標題樣式,*,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,工业冷却水处理概论,第一章 冷却水概论,第二章 冷却水常发生之困扰,第一节 腐蚀困扰,第二节 水垢及沉积物困扰,第三节 微生物困扰,第三章 冷却水困扰解决,第一节 腐蚀控制,第二节 水垢及沉积物控制,第三节 微生物控制,第四章 系统处理考虑因素,第一章 冷却水概论,第一节 水的组成,悬浮固体物：泥沙、粘土及胶体物等,溶存固体物：,Ca,2+,、Mg,2+,、HCO,3-,、Cl,-,、SO,4,2-,、K,+,、Na,+,、NO,3,-,、SiO,2,及铁、锰化合物等,溶 存 气 体：,CO,2,、O,2,、H,2,S,有 机 物：,COD、BOD、TOC,第二节 水中主要不纯物质不良影响,不 纯 物 名 称,不 良 影 响,1,.硬度、碱度,在热交换器及管壁形成水垢,2.,溶存气体,CO,2,、O,2,及,H,2,S,等易导致金属腐蚀现象的发生,3.,铁、锰离子,金属表面退色、失去光泽并形成沉积物,4,.硅酸根离子,形成硅酸盐水垢,5.,氯离子,导致金属腐蚀，尤其是不锈钢材质,6.,硫酸根离子,导致金属腐蚀，且可能形成硫酸钙水垢沉积,7.,悬浮物(,S.S),易沉淀形成沉积物及引伸沉积物下方的腐蚀,8.,有机物,易繁殖微生物及其黏泥沉积，并产生腐蚀,9.,油污及制程泄漏,易繁殖微生物，并对腐蚀抑制剂产生干扰,第三节 冷却水系统之种类,直流式冷却系统,开放循环式冷却系统,密闭循环式冷却系统,第二章 冷却水常发生之困扰,第一节 腐蚀之形态,均匀腐蚀,流电腐蚀,点蚀,裂隙腐蚀,晶粒间隙腐蚀,选择性溶解或剥离,冲击腐蚀,应力腐蚀,摩擦腐蚀,疲劳腐蚀,影响腐蚀的因素,温度,PH,值,溶存气体,悬浮固体物,阴离子,微生物、,流速,电位差,应力,金属结构,第二节 水垢及沉积物之困扰,沉积物,水垢,泥泞物,碳 酸 钙,硫 酸 钙,磷 酸 钙,硅酸钙、镁,氧 化 铁,泥 沙、尘 土,腐 蚀 产 物,微 生 物 黏 泥,油污等有机物,胶状氢氧化物,水垢及沉积物形成之因素,悬浮物颗粒大小及密度,悬浮物粒子与金属表面静电的情形,水流速,水温与,PH,值,微生物活性,不当的抑制剂或抑制剂控制不当,离子浓度过饱和沉淀,制程泄漏,沉积物所引起的困扰,热传效率及冷却能力降低,水流速减低,增加沉积物下方腐蚀之机会,助长微生物的生长及繁殖,有助水垢的形成,排放增加，导致用水成本增加,停车次数增加既维护费用提高,碳酸钙、碳酸氢钙、氯化钙、镁化合物及硫酸钙之溶解度（,ppm as CaCO,3,),名 称,分 子 式,在 32,o,F,在 212,o,F,重碳酸钙,Ca（HCO,3,）,2,1620,分解,碳酸钙,CaCO,3,15,13,氯化钙,CaCl,2,336000,554000,硫酸钙,CaSO,4,1290,1250,重碳酸镁,Mg（HCO,3,）,2,37100,分解,碳酸镁,MgCO,3,101,75,氯化镁,MgCl,2,362000,443000,硫酸镁,MgSO,4,170000,356000,水垢组成的简便定性方法,水垢主要成分,水 垢 经 酸 溶 解 后 的 情 况,碳酸盐垢,加酸之后有大量气泡产生,硅酸盐垢,在热,HCl,和,HNO,3,中缓慢溶解，产生白色不溶物,氧化铁垢,加,HNO,3,溶解，产生黄色溶液,铜垢,加,HNO,3,溶解，产生蓝色和黄绿色溶液,磷酸盐垢,加钼酸铵试液再加,HNO,3,溶解，产生黄色溶液，然后再加氨水会使沉淀物溶解，即为磷酸盐垢,第三节 微生物之困扰,微 生 物,藻 类,细 菌,真 菌,微生物,繁殖,所需的能源与营养源,微生物种类,能 源,繁殖所需营养源,藻类、光合成细菌,太阳能,只利用无机物就能繁殖,铁细菌、硫细菌、硝化细菌,无机物的氧化燃烧,只利用无机物就能繁殖,丝状菌、丝状细菌,有机物的氧化燃烧,没有无机物就不能繁殖,冷却水中常见的细菌及其生长条件,细菌 类型,例 子,生长条件,产 生 的 问 题,温度（）,PH,值,好氧性 夹膜细菌,气杆细菌、黄杆细菌、普通变形杆菌、铜绿色家担孢菌、黄氏杆菌属、产碱杆菌属,20-40,4-8,7,.4为 最佳值,形成严重的细菌黏泥,好氧芽 孢细菌,覃状芽孢杆菌,枯草芽孢杆菌,20-40,5-8,产生难以消灭的细菌黏液芽孢,好氧硫 细菌,嗜硫氧化杆菌,20-40,0.6-6,把硫化物氧化为硫或硫酸,厌氧硫酸盐还原菌,去硫弧菌属,20-40,4-8,在好氧菌黏泥下生长引起腐蚀，导致硫化氢的形成,铁细菌,锈铁菌属,纤毛铁细菌属,嘉氏铁柄杆菌属,20-40,6-7,在细菌的外膜上沉淀清氧化铁，形成大量的黏泥沉淀物,微生物对系统所造成的困扰,形成黏泥，降低热交换率。,堵塞管路与热交换器。,泵压上升，流量减少。,沉积物下方腐蚀（严重的局部腐蚀）。,堵塞三水孔，降低冷却水塔的效率。,破坏冷却水塔的木材，减少使用寿命。,冷却水塔的填料变形、压坏或脱落。,处理药剂易被吸附，增加用药成本。,第三章 冷却水困扰解决,第一节 腐蚀的控制,PH,值的调整,稳定指数(,R.S.I.),等之控制,添加腐蚀抑制剂,选用耐腐蚀材料的换热器,使用防腐蚀的涂料涂覆,冷却水系统腐蚀抑制剂的类型,1.钝化型阳极抑制剂（氧化膜型抑制剂）,(,ANODIC PASSIVATING INHIBITORS),2.阴极抑制剂（沉淀膜型抑制剂）,(,CATHODIC PRECIPITATION INHIBITORS),3.有机抑制剂（吸附膜型抑制剂）,(ADSORPTIVE INHIBITORS),各类型腐蚀抑制剂的介绍,腐蚀抑制剂类别,腐 蚀 抑 制 剂 的 名 称,钝化型抑制剂,铬酸盐、钼酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、钨酸盐等,沉淀型抑制剂,磷酸盐、聚磷酸盐、有机磷酸盐、有机磷羧酸盐、硅酸盐、锌盐、碳酸钙等,吸附型抑制剂,有机胺类、芳香族类（,MBT,TTA,BTA),等,各类型腐蚀抑制剂的特性介绍,腐蚀抑制剂类型,腐 蚀 抑 制 剂 的 特 性,钝化型抑制剂,1.形成致密性和附着力极佳的耐久性阳化膜。,2.成膜速度较慢，膜厚极薄（约几十,）。,3.浓度不足时，易对碳钢造成点蚀的副作用。,沉淀型抑制剂,1.,沉淀膜的耐久性、致密性和附着力叫钝化膜为差。,2.成膜速度较快，膜厚较厚（约几百到一千,）。,3.浓度不足时，不会对碳钢造成点腐蚀。,吸附型抑制剂,1.,形成最薄的单分子或几个分子的膜厚而已。,2.对非铁金属的腐蚀抑制功效极佳（如铜、铜合金、铝、锌及镀锌铁等金属）。,3.,MBT,会受氯等强氧化剂分解，而失去功效。,第二节 水垢及,沉积物,的控制,软化处理,PH,值调整,稳定指数(,R.S.I.),等之控制,添加水垢抑制剂及分散剂,增设旁流过滤器,有机磷酸盐之特性,阈限效应,离子封锁性,去胶凝作用,水解安定性,分 散 剂 的 功 用,增加水垢的溶解度（阈限作用）,晶格畸变作用,分散无定形不溶性物质,减少沉积物下方腐蚀之问题,控制腐蚀保护膜之厚度及成长,第三节 微生物的控制方法,选择耐微生物腐蚀的金属材料,补充已消毒且经混凝沉淀、低浊度之补充水,使用防腐涂料,阴极防蚀,防止阳光直接照射,增设旁流过滤器,增加杀菌灭藻剂,杀 菌 灭 藻 剂 的 分 类,氧化性杀菌剂：,优点：杀菌力强且快速，成本费用较便宜！,缺点：添加过量会对系统金属材质腐蚀严重！,非氧化性杀菌剂：,优点：添加过量不会对系统金属材质腐蚀！,缺点：添加量较高，成本费用较贵！,氧化性杀菌剂的种类及其特性,种 类,特 性,氯,便宜，受,PH,值影响，环保污染影响大，已渐被淘汰,次氯酸钠,便宜，受,PH,值影响，会增加水中的碱度,二氧化氯,成本稍高，不受,PH,值、氨等影响，使用于高,PH,值之系统,有机氯(,TCCA),成本稍高，受,PH,值影响，但不受因阳光而破坏有效氯的影响，故杀菌效果较氯或次氯酸钠等为佳,有机溴(,BCDMH),成本贵，但较不受,PH,值影响，使用于碱性、高,PH,值之系统,释放型溴盐,成本较有机溴便宜很多，但功能与有机溴相同,NaOCl,+,Br,-,成本稍高，但功能与有机溴相同,臭氧,成本极贵，不受,PH,值影响，最为环保的杀菌剂,第四章 系统处理考虑因素,第一节 水质,第二节 系统状况,第三节 环境污染限制,第四节 处理方案选择,第一节 水 质,PH,值,悬浮固体物（,S.S）,（ppm）,总硬度（,T.H）,(ppm as CaCO,3,),M,碱度(,M-alk.),(ppm as CaCO,3,),溶存固体物（,TDS）,（ppm）,钙硬度（,Ca,2+,）,(ppm as CaCO,3,),P,碱度(,M-alk.),(ppm as CaCO,3,),氯离子（,Cl,-,）,（ppm）,镁硬度（,Mg,2+,）,(ppm as CaCO,3,),电导率,（,s/cm,）,硫酸根（,SO,4,2-,）,（ppm）,总铁（,T-Fe）,（ppm）,总固体物（,T.S）,（ppm）,二氧化硅（,SiO,2,）,（ppm）,铝离子（,Al,3+,）,（ppm）,循环冷却水的水质控制标准参考表,项 目,单 位,要 求 和 操 作 条 件,允 许 量,PH,值,-,根据药剂配方与客户要求而定,6.89.2,M,碱度,ppm as CaCO,3,根据药剂配方与制程条件而定,500,悬浮固体物,ppm,水走管内时（管侧）,20,水走管外时（壳侧）或板式等,10,Cl,-,ppm,热交换器为碳钢材质时,1000,热交换器为不锈钢材质时,300,SO,4,2-,ppm,SO,4,2-,+Cl,-,1500,减少腐蚀,SO,4,2-,Ca,2+,500,000,1400,SiO,2,ppm,Mg,2+,SiO,2,35,000,175,Fe,2+,ppm,根据药剂配方而定,0.5,Al,3+,ppm,注意原水处理时铝盐之携出,0.5,油脂含量,ppm,炼油厂冷却水系统,10,其他一般工厂冷却水系统,5,第二节 系统状况,热交换器,金属材质,制程最高温度,种类型式,冷却水流动情形,水流速,水走管内或管侧,水温最高点,最易产生问题的,B.,管路,C.,冷却水塔的结构,D.,可能污染物及其他特殊情况,第三节 环境污染限制,铬酸盐重金属，毒性大，已禁止使用,锌盐毒性稍低，但排放水均有所管制,特殊环境污染要求严格之区域亦限制磷酸盐的使用及排放浓度,杀菌剂的选择对废水处理不可有影响,排放水的,COD,须符合排放管制范围内,第四节 处理方案选择,非重金属,处理方案,稳定磷酸盐方案,全 有 机 方 案,金 属处理方案,7,8,9,碱 性 锌 方 案,钼 酸 盐 方 案,聚磷/有机膦/锌盐,有机膦/锌盐,