嚴格管理 科學殺菌——優化天福循環水系統運行管理探索

周禮崗，李木俊

（貴州天福化工有限責任公司，貴州 福泉 550501）

在工業循環水化學處理行業中，對于一個穩定的循環水系統，選擇合理的塔型結構和水質處理配方固然重要，但若管理不善，保證不了水溫和水質，同樣可能使系統發揮不了好的作用。為了加強循環水系統的運行管理，天福公司水處理車間制定了嚴格的循環水處理操作規程，并定期對循環水進行水質監測，根據監測數據適時調整各類藥劑投加用量，確保了循環水系統的穩定運行。同時，在循環水系統的運行過程中及時加強與藥劑服務商和循環水用戶的協調溝通，及時的將用戶使用情況及循環水系統運行存在的問題反饋給藥劑服務商，盡力做到對系統動態管理。通過近3年的實踐，形成了藥劑服務商定時走訪與用戶齊心協力解決存在問題的溝通模式，達到了優化系統管理的目的。

一、天福循環水處理現狀

天福化工循環水系統是貴州省“十一五”重點工程，年產30萬t合成氨及15萬t二甲醚項目配套的重要裝置。整個循環水系統由冷卻塔、循環水泵、無閥濾罐、加藥設備、吸水井等組成。裝置的冷卻水處理能力為50 000m3/h。其中空分循環水系統12 600m3/h，保有水量3 500m3；綜合循環水系統37 400m3/h，保有水量10 500m3。設備在廠房內外為聯合布置。基本處于正常狀態。在今年4月底設備檢修過程中觀察循環水系統未出現結垢，也未出現較大的腐蝕及粘泥滋生現象，說明服務商所提供藥劑良好，員工操作精心。

二、管理探索

1.水質管理

(1)pH值的控制。循環水的pH決定了循環水腐蝕或結垢的傾向。根據經驗pH超過8.7，循環水總硬度就會超過800mg/L，總堿度就會超過300mg/L，就開始明顯發白；pH低于4并超過2h，總堿度就會低于100 mg/L，腐蝕會明顯加劇。設計公司建議循環水pH值夏季控制在7.5～8.6，冬季控制在7.5～8.7。公司在近3年的摸索中發現，控制好pH關鍵是做好在線pH監測儀表監控和pH儀表的校正。公司在每周做好在線pH儀表校正基礎上，采用連續滴加硫酸的方式進行加酸，將在線pH值控制在8.4～8.7進行實時監控。從2012年分析數據顯示通過將pH值控制在8.2～8.7正常范圍內，總堿度總能維持在170～250mg/L左右，有效的防止了因pH值過高帶來的結垢現象(圖1)。

圖1

(2)濃縮倍數。濃縮倍數的高低反映了水資源復用率的高低，也體現了藥劑的消耗情況。濃縮倍數高，可節水、節藥，但水質不易控制；若濃縮倍數過低，不僅補充水及藥劑成本增加，而且還會因藥劑大量隨水排走而造成設備腐蝕率升高。天福循環水濃縮倍數基本上控制在3.5～4.5倍左右，較為合理。

(3)總鋅控制。一般濃縮倍數控制在3.5倍左右時，根據系統的保有水量及循環水量計算的藥劑投加量，水質分析監測總鋅基本能穩定在2.0～2.5mg/L，系統就能處于正常穩定運行狀態。若系統處于大排大補的低濃縮倍數情況下，則藥劑基本上隨排污水流走，循環水水質監測總鋅始終處于低位(1.0mg/L)，掛片腐蝕率就隨之升高。這可以從天福公司2012年的生產實踐得到印證：由于設計原因在2012年炎熱的夏季，為了保證公司的正常生產運行，空分循環水系統始終處于大排大補狀況，從分析取樣監測結果顯示整個空分循環水總鋅始終處于低位(＜1.0mg/L)，監測掛片腐蝕率也隨之升高。所以在循環水系統的運行管理中務必加強總鋅控制，2012年分析數據顯示通過調整加藥量控制總鋅在2.0～2.5mg/L范圍內，總鐵數據非常穩定(圖2)。

圖2

(4)NO2-2控制。一般而言，亞硝酸根高，異養菌及真菌相應高。根據實際經驗，亞硝酸根超過2mg/L，加氯幾乎達不到殺菌效果，必須換用ClO2或投加非氧化性殺菌劑。需要指出的是，在系統穩定的情況下，亞硝酸根高主要還是系統漏氨或空氣中含氨引起的。

2.加藥管理

關注加藥設備，確保加藥正常。在藥劑質量得到保證的情況下，藥劑的平穩投加及適時調整應引起注意。公司循環水系統緩蝕阻垢劑基本上由藥劑廠家復配成品供貨，這樣雖然成本較高，但藥劑質量得到了保證。但加藥設備的正常與否及各種異常情況的適時調整與否，直接影響到循環水水質的穩定。2011年8月曾因空分循環水大排大補，藥劑大量隨排污水流失，基本起不到對循環水緩蝕阻垢作用。同時，由于電修停電使自動加藥系統失去自動加藥功能，造成空分循環水系統總鋅連續5天只有0.5mg/L，當月水系統碳鋼、銅掛片腐蝕嚴重超標，此點應引起注意。

3.冷卻塔管理

(1)冷卻能力。人們常把進出水溫差作為冷卻塔冷卻能力的衡量標準。事實上，出水溫度和進塔空氣濕球溫度的差值才是衡量冷卻塔冷卻能力的主要指標，因濕球溫度才是冷卻的極限值。

(2)冷卻效果。風機和填料是重要冷卻部件，但還有許多影響冷卻的因素仍然值得高度重視。

①配水均勻。這是最易被忽視的重要因素。所以，冷卻塔噴頭及布水管要經常檢查、修復。

②風路及風量。風筒、風機葉片以下的孔洞、縫隙會使風短路，應全部堵住。在風筒頸部，應使風機葉片與風筒內壁的間隙小于風機直徑的0.3%，因為間隙處會存在渦流，間隙越大，風機效率越低。所以對于破損、變形的舊風筒應及時更換，如換為新型動能回收型風筒，這樣可降低風筒出口動壓，提高風筒入口靜壓，動能回收率可達50%以上。在安全的情況下，風機葉片的度應調至最大，以保證足夠的風量。

③燈火管制。昆蟲具有趨光性的特點，為了防止昆蟲進入系統，造成濾網及換熱器堵塞，公司規定在昆蟲較多的夏、秋季節，嚴禁開啟冷卻塔周圍、冷水池及吸水井上的照明燈具，這樣做效果好。

④在冷卻水池與吸水井的連通渠上安裝格網。

4.工藝介質泄漏管理

對工藝漏泄物質要盡早發現，快速采取措施，避免危害擴大。

5.掛片管理

在掛片器內掛上材質與系統換熱器及管道的材質（碳鋼、不銹鋼、黃銅）相同的掛片，并定期（一般為30天、60天、90天等）取出掛片進行檢測。根據新掛片情況及時進行工藝及藥劑調整，確保系統正常。

6.排污管理

(1)旁濾池反洗排污。在高濃縮倍數下運行，一旦污染物進入系統，很難由正常排污除去。于是污染物會在系統中長期為害，使系統的被動局面難以扭轉。為此，在平時，操作工要及時對池面漂浮物進行打撈，降低循環水的濁度。同時，增加旁濾池的反洗頻率，加大系統污物的排放。

(2)池底排污。在冷卻水池底部設有深入池底的排污管，可開啟排污控制閥，將池底污物排出。

(3)溢流排污。有些污染物漂浮于吸水井水面上，可將集水池液面升高，溢流排污。

三、科學殺菌

使用殺菌劑應科學、恰到好處，達到既能殺菌又經濟合理。應根據監測數據，以NaClO及ClO2等氧化性為主，輔助使用非氧化性殺菌劑及黏泥剝離劑，對癥下藥，確保系統安全、穩定運行，使設備腐蝕率達到國家標準。

1.以NaClO為主，輔助使用ClO2

公司自2009年系統投產以來，一直采用投加ClO2進行常規殺菌處理，但由于采用連續式投加，ClO2會隨水循環擴散揮發，大大減少有效氯含量從而測不出余氯，給工藝的操作及控制帶來困難。同時，ClO2采用HCl和NaClO2現場制作，較危險。為此車間于2011年9月將投加ClO2殺菌改成投加NaClO進行殺菌。通過較長期摸索，公司基本上以沖擊式投加NaClO作為經常性控制微生物的手段，僅在投加氧化性殺菌劑殺生困難時，或連續兩天檢測不出余氯時，定時間隔投加ClO2殺菌劑。特別是最近中水回用到循環水后整個殺菌情況顯示，這種方法行之有效。

(1)NaClO殺菌的優點。控制微生物有效；價廉易得，費用低；使用安全，排放方便。

(2)NaClO腐蝕性低，對環境污染小得多。

2.科學使用非氧化性殺菌劑

(1)對癥下藥。只有在加氯不能解決問題時，才需要投加非氧化性殺菌劑。在3年來的實踐中，如監測出有菌藻產生水質惡化或有其他困難時，多在夏季使用3～5次，對癥下藥。

(2)適時加藥。在循環水細菌數和黏泥超標時投加非氧化性殺菌劑和黏泥剝離劑將微生物控制住。2012年整個循環水的掛片腐蝕率基本上優于國家標準。

四、結論

循環水處理工藝及技術雖然比較成熟，但由于循環水系統的復雜性，決定了循環水管理方面的問題和矛盾是客觀存在的。但在生產實踐中通過加強管理、科學殺菌，靈活采用各種辦法解決現場出現的各種問題，整個系統的運行和管理得到了優化。2012年整個系統的腐蝕率優于國家標準，取得了較好的成績。

[1]唐受印，戴友芝.工業循環水冷卻水處理[M].化學工業出版社，2003.

[2]齊冬子.敞開式循環冷卻水系統的化學處理[M].化學工業出版社，2001.

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