加氣站工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)研究

柳曉寧

摘? ? 要：為節(jié)約水資源，降低污水的排放量，加氣站的壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)多采用循環(huán)水冷卻方式。由于冷卻水循環(huán)利用，導(dǎo)致冷卻循環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)結(jié)垢情況，降低了設(shè)備的使用壽命與工作效能。目前傳統(tǒng)的水處理工藝處理效果差，因此需要探尋新的水處理技術(shù)，在達(dá)到水質(zhì)處理要求的同時(shí)降低資金的投入、對(duì)資源的消耗和對(duì)環(huán)境造成的污染。

關(guān)鍵詞：加氣站;循環(huán)水;處理技術(shù)

1? 循環(huán)水水質(zhì)處理技術(shù)

1.1? 電磁水處理方法

高頻電磁場(chǎng)阻垢技術(shù)是一種通過向水中施加高頻電磁場(chǎng)而實(shí)現(xiàn)水處理的方法，高頻電磁場(chǎng)能促進(jìn)水對(duì)致垢物質(zhì)或其組分的極化作用，改變水中各種離子的物理性質(zhì)以及致垢物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，水分子簇在高壓靜電場(chǎng)的作用下，其結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，水分子將定向地按正極、負(fù)極的順序呈鏈狀整齊排列，水中的水合陰陽離子，也將按正負(fù)極順序整齊排列，不能在水偶極子群中自由運(yùn)動(dòng)，也就不能靠近器壁，起到了抑垢、除垢、緩蝕和殺菌滅藻的作用。

由上述機(jī)理可知，電磁場(chǎng)的存在將改變水的理化性質(zhì)和復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)，促進(jìn)分子運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)水的活性，再通過活化水作用于鈣、鎂等成垢離子或晶體垢樣，將對(duì)阻止水垢的形成以及清除己有的老垢有很好的效果。

但電磁水處理方法也存在著一些弊端，電磁處理設(shè)備的造比較價(jià)高，運(yùn)行過程也比較復(fù)雜，在運(yùn)行的過程中容易出現(xiàn)故障，并且耗能較大，經(jīng)濟(jì)性較差。并且電磁處理主要是預(yù)防性處理，其主要功能是減少垢類的產(chǎn)生，但是當(dāng)垢類產(chǎn)生時(shí)，電磁處理無法將附著在設(shè)備上的垢類清除，并且電磁處理方法也無法控制循環(huán)水中的微生物，一旦微生物產(chǎn)生，設(shè)備腐蝕及循環(huán)水濁度變大等危害就會(huì)出現(xiàn)。

1.2? 化學(xué)處理方法

循環(huán)水在循環(huán)過程中，循環(huán)水換熱后溫度升高，水的蒸發(fā)加快。然而水中的鹽類等離子物質(zhì)不具有蒸發(fā)性保留在循環(huán)水中，水中鹽含量增大，容易沉積結(jié)垢，所以增加補(bǔ)充水降低循環(huán)水中離子濃度，添加化學(xué)藥劑增大循環(huán)水對(duì)鹽類物質(zhì)的溶解度。從而保證水質(zhì)的平衡，使循環(huán)水在循環(huán)過程中不會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。

化學(xué)處理方法是通過加入阻垢緩蝕劑和殺菌滅藻劑來控制設(shè)備中的結(jié)垢、腐蝕及大量繁殖微生物等現(xiàn)象，通過加入化學(xué)藥劑來控制循環(huán)水中元素含量及pH值等各種參數(shù)。化學(xué)水質(zhì)穩(wěn)定藥劑處理的原理是通過絡(luò)合增溶、靜電排斥等方式來穩(wěn)定循環(huán)冷卻水中的鈣、鎂等成垢離子在水體中不易與堿性碳酸根、氫氧根等離子結(jié)合析出晶體附著在設(shè)備表面形成污垢，即使有結(jié)晶體析出也受藥劑影響產(chǎn)生晶格畸變不易形成堅(jiān)硬致密的硬垢附著，進(jìn)而形成流沙型軟垢隨系統(tǒng)排污排出系統(tǒng)之外，不影響設(shè)備的正常使用，延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行周期，增加設(shè)備使用壽命。同時(shí)輔以殺菌滅藻劑來處理循環(huán)水系統(tǒng)中的菌藻滋生，控制微生物菌藻滋生對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)帶來的危害。

1.3? 超聲波處理法

循環(huán)水中的Ca2+濃度是判定結(jié)垢程度的關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)，Ca2+濃度減小表征循環(huán)水中Ca2+己形成CaC03等物質(zhì)。超聲波利用空化效應(yīng)使CaC03晶體析出的誘導(dǎo)期延長(zhǎng)，從而達(dá)到阻垢的目的。試驗(yàn)利用超聲波強(qiáng)聲場(chǎng)處理流體，首先由超聲波驅(qū)動(dòng)電源發(fā)出高頻振蕩信號(hào)，之后通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩傳播到循環(huán)水管路上，從而影響Ca2+濃度。此外，在超聲場(chǎng)作用下，液體中成垢物質(zhì)的物理性能和化學(xué)形態(tài)發(fā)生一系列變化，阻礙垢體的長(zhǎng)大，使之分散、粉碎、松散、松脫而不易附著管壁形成積垢。試驗(yàn)通過正交法在敞開體系下進(jìn)行試驗(yàn)，分析超聲頻率、超聲功率和循環(huán)水流速對(duì)模擬水樣Ca2+濃度的影響，并確定出阻垢效果最佳時(shí)各因素水平。

2? 循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理技術(shù)

2.1? 電磁軟化法處理

電磁軟化法主要原理是借助電子方式產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)，重組或干擾水中的鈣、鎂等離子，改變水中絕大部分的碳酸鈣鎂及汞、鍋、鉛、砷離子的原有特性。硬水在電磁場(chǎng)的作用下，其所含的碳酸鈣與其他成垢離子會(huì)結(jié)合成較大的晶粒沉淀或被流水沖走。用電磁方法軟化硬水主要優(yōu)點(diǎn)在于環(huán)保無污染，但其使用的缺點(diǎn)更明顯，主要有：不能適合各種類型規(guī)模的循環(huán)冷卻水系統(tǒng);對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)要求很高，不能在水質(zhì)條件差的狀況下使用;電子電磁軟化設(shè)備連續(xù)運(yùn)行不穩(wěn)定，問題較多;軟化設(shè)備耗電量較大等。

2.2? 人工物理方法處理

目前國內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)人工物理處理主要有以下幾方面：人工清除涼水塔及填料、集水池等處的菌藻粘泥;人工清除循環(huán)水水體中漂浮的油類等有害雜質(zhì);系統(tǒng)停車后打開設(shè)備人工除垢;系統(tǒng)停車后化學(xué)酸洗除垢除藻等。人工物理方法處理存在的缺陷有：只能清除設(shè)備表面的污垢，清除不徹底;耗時(shí)、耗人力，減少系統(tǒng)設(shè)備的開機(jī)時(shí)間;對(duì)設(shè)備的損害量較大，減少設(shè)備使用壽命等。

2.3? 化學(xué)水質(zhì)穩(wěn)定藥劑法處理

我國的工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)從上世紀(jì)70年代就開始使用化學(xué)水質(zhì)穩(wěn)定藥劑的方法處理。早期主要使用的是國外購買的化學(xué)水處理藥劑，后來國內(nèi)開始逐步自主研發(fā)工業(yè)循環(huán)水處理藥劑，從單一的聚磷酸鹽處理開始經(jīng)過有機(jī)麟酸鹽處理、全有機(jī)復(fù)合配方處理、新一代低磷系藥劑處理到目前主要使用的綠色環(huán)保型藥劑處理，我國的研發(fā)人員經(jīng)過幾十年漫長(zhǎng)艱辛的研究開發(fā)，取得了很大的成果，不僅開發(fā)出幾十種磷系藥劑，還同時(shí)開發(fā)了鋁系、硅系、鉻系、全有機(jī)綠色低磷、無磷系等上百種水處理藥劑，目前國內(nèi)市場(chǎng)所占份額達(dá)到了60%以上。化學(xué)水質(zhì)穩(wěn)定藥劑法主要優(yōu)點(diǎn)有：藥劑使用安全方便、對(duì)系統(tǒng)設(shè)備無危害;適用范圍更廣;增加設(shè)備高效、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行時(shí)間;減少設(shè)備化學(xué)清洗頻率;對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生二次污染等。

3? 結(jié)束語

簡(jiǎn)而言之，循環(huán)水處理技術(shù)是一項(xiàng)不斷發(fā)展、不斷創(chuàng)新的技術(shù)，它的發(fā)展與研究工作的深入以及新藥劑、新水處理技術(shù)息息相關(guān)。我國的工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)仍然有很大的發(fā)展空間，但隨著排污、節(jié)水的效果也會(huì)越來越好，技術(shù)難度也會(huì)隨之越來越高。因此，找出一條技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的技術(shù)路線，有效解決加氣站循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕與結(jié)垢問題，是工業(yè)水處理理論工作者和實(shí)踐工作者的當(dāng)務(wù)之急，其意義十分深遠(yuǎn)。

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