循環水系統中膠體物產生的原因及對策

摘 要：通過對循環水膠體粘性附著物產生的原因從循環水的加藥、中水回用裝置運行控制到生產裝置換熱器的泄漏等方面進行分析，找到了問題的根本原因，對癥下藥及時解決存在的問題，使循環水水質恢復了正常，杜絕了長期大量的膠體粘性物質附著在循環水換熱器內造成設備腐蝕等更加嚴重的問題。

關鍵詞：循環水；膠體粘性；沉積；換熱效率；堵塞；吸水井；腐蝕；濾網

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.140

寧夏寶豐能源集團股份有限公司甲醇循環水裝置，采用敞開式循環水系統，設計循環水量均為40500m3/h，系統設置8臺循環水泵（6800m3/h），9臺冷卻塔（4500 m3/h），并設置6臺過濾器（330 m3/h）用于循環水旁路過濾。甲醇循環水裝置循環水供水水源：第一股為寧東鎮鴨子蕩水庫，經加壓泵站加壓后送入循環水裝置作為補充水；第二股為水處理廠處理完的中水及清凈下水裝置產水。

1 膠體粘性附物問題出現過程

甲醇循環水崗位值班人員于2016年8月31日操作人員巡檢發現甲醇循環水3#塔池吸水井過道濾網有堵塞現象，現場人員隨即對濾網進行清理，發現濾網表面被大量膠體狀粘附著物堵塞。

2 膠體粘性附著物主要表現現象

甲醇循環水出現的膠裝物體主要在3#塔池出現，并大量聚集至格柵濾網。從9月2日開始在中水補水口發現小型膠狀團體，增加濾網過濾后，濾網表面明顯存在膠狀團。補水口膠狀團無味；呈淺黃色透明、散碎狀；膠團內存在小顆粒雜質（類似鐵銹）。補水口膠狀團進入循池后，逐漸變大并粘附于池壁及格柵。

3 膠體粘性附物對系統有可能會產生的危害

（1）有可能產生沉積，導致裝置換熱效率下降。沉積或粘附于系統高位、遠端、水走殼程的低流速換熱裝置及部分特殊結構的換熱裝置內，影響換熱效果。經生產部協調，9月10日凌晨打開凈化車間的丙烯液冷卻器，此換熱器為高位不銹鋼列管式換熱器，循環水走管程，從打開的情況看，無粘附物沉積問題。由于生產原因大多數循環水換熱器無法打開來檢查，特別是水走殼程的碳鋼換熱器，公司將在合適的時候打開查看，確定是否有沉積。

（2）促進系統腐蝕，造成循環水指標波動。此粘附物粘附在設備表面后，隔絕水與金屬表面的直接接觸，水處理藥劑無法接觸設備本體表面，因而無法起到有效的緩蝕效果，粘附物下方會產生垢下腐蝕，近階段循環水總鐵和現場掛片即反映出粘附物對系統腐蝕造成了一定的影響。循環水總鐵控制指標≤1.0mg/l，自8月30日開始，甲醇循環水的總鐵升高，平均在1.5mg/l左右，超出控制指標。

4 膠體粘性附物的分析結果

分別將樣品送至藥劑廠家（上海高森）和第三方檢測機構進行ICP（等離子發射光譜）金屬元素分析及紅外光譜分析，結果如下：

（1）藥劑廠家（上海高森）分析結果。垢樣綜合分析結果：550℃ 灼燒減重占比58.98%，說明垢樣中主要以有機物和微生物類為主。（2）外送第三方垢樣分析結果。樣品中主要的組成元素為：碳、氧兩種元素，根據這兩種元素在樣品中的原子百分比含量關系基本可以確定樣品主要成分為有機物；且根據污染物的外觀特性（性狀、氣味等），該樣品有機組成中含有微生物。因此可以得出結果，該樣品主要是由微生物和有機物組成的復合污染，含有少量鹽分和鐵、鋁、硅等氧化物。

通過以上分析結果判定：此粘性附著物為微生物菌類與有機物在循環水中結合體。

5 膠體粘性附著物成因分析

（1）從質檢中心對近期到貨水處理藥劑檢測結果中發現8月、9月份采購的聚合氯化鋁（PAC）更換廠家，第一次使用，鹽基度在60-80%之間，以前使用的基本均在95%以上。雖然國標要求鹽基度在35-95%，但鹽基度低的PAC，分子鏈短、聚合度低，更容易透過超濾系統。（2）水處理廠對中水回用裝置超濾膜進行檢查發現存在斷絲現象，也會造成PAC、PAM透過超濾系統。（3）中水外送水攙兌超濾水后，透過超濾系統的PAC、PAM在輸送管道中與鐵銹、微生物等顆粒雜質形成小的絮凝體。（既補水口發現的膠狀團）。（4）經過對甲醇循環水換熱器進行排查發現甲醇廠MTO甲醇冷卻器泄漏，造成甲醇漏入循環水系統中。（5）帶有微生物膠狀團的絮凝體補入循環水中，架橋吸附循環水中泄漏的有機物、懸浮物、鐵銹等物質的同時微生物在豐富營養源的情況下快速繁殖，最終使膠狀團絮凝體迅速結合增大片狀膠體物。（6）在甲醇循環水3#塔池，之所以能形成大量片狀膠體物是由于中水中的小絮凝體吸附有機物營養源后達到微生物生長繁殖的條件。單一的中水絮凝體或單一的循環水有機物質泄漏均不會造成此類物質的形成。

6 處理措施

針對現場的膠狀粘附物和水質變化， 為保證循環水系統粘附物得到有效的抑止，采取如下處理措施：

（1）水處理廠使用的聚合氯化鋁（PAC）更換為原來使用廠家，并要求水處理廠今后在更換水處理藥劑生產廠家時要更換品種時，需進行現場匹配性，用量小試，產品不匹配影響使用效果，待小量試驗無異常試用報告后方可大量使用。（2）控制機加池出水濁度在5NTU以內。（3）檢查超濾膜的完整性，更換斷絲膜元件。（4）暫停超濾產水進入反滲透產水箱，避免受到污染。（5）對中水輸送循環水池管線進行殺菌剝離處理。（6）甲醇廠MTO裝置停車對MTO甲醇冷卻器泄漏管束進行堵漏處理。

7 總結

寧夏寶豐能源集團公司甲醇循環水運行中發生的膠體粘性附著物質，在同行業裝置中均未發生過，對生產裝置的長周期、穩定運行構成了危險。通過試驗、分析，查找原因，找到了造成循環水中出現膠體粘性附著物的真正原因為微生物菌類與有機物在循環水中結合體，解決了影響生產的瓶頸問題。

參考文獻：

[1]賀永德.現代煤化工技術手冊[M].北京：化學工業出版社，2004：15-16.

[2]肖瑞華.煤化學產品工藝學[M].北京：冶金工業出版社，2003：126.

作者簡介：金彥斌（1976-），本科，工程師，副總經理，從事煤化工生產技術管理工作。endprint