工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)改進(jìn)研究

宋璐璐

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)環(huán)境督查大隊，山西 大同 037003）

引言

在人們?nèi)粘Ｉ睢⑸a(chǎn)過程中，水資源是十分重要的可再生、可循環(huán)資源。然而針對我國現(xiàn)階段生態(tài)環(huán)境資源利用情況，各個地區(qū)水資源均出現(xiàn)緊缺的情況，滿足不了實際的生產(chǎn)需求，并且工業(yè)排放的廢水會對自然環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)采取合理的循環(huán)水處理技術(shù)來提高水資源的利用率。當(dāng)下部分企業(yè)在循環(huán)水處理技術(shù)方面依然存在諸多問題，容易產(chǎn)生水垢、腐蝕等現(xiàn)象，降低成產(chǎn)效率。因此，需要對循環(huán)水處理技術(shù)進(jìn)行合理改進(jìn)和優(yōu)化，現(xiàn)闡述如下。

1 工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)機(jī)理

1.1 水垢處理技術(shù)

水垢在工業(yè)循環(huán)水處理上是較為常見的問題。其主要原因在于水在被應(yīng)用、處理的過程中，由于處理設(shè)備上具有鹽類物質(zhì)沉積，在長時間的使用過程中會出水垢，如圖1 所示。水垢程度的不斷加深會嚴(yán)重阻礙水循環(huán)的正常運(yùn)行[1]。現(xiàn)階段，大多數(shù)工業(yè)企業(yè)在實際的生產(chǎn)運(yùn)行過程中會引入阻垢劑來起到除水垢的作用。例如，在工業(yè)循環(huán)水冷卻的過程中，能夠通過阻垢劑來提高離子濃度，從而可以降低水垢在水循環(huán)處理中帶來的不利影響。

圖1 循環(huán)水管道水垢

1.2 緩蝕處理技術(shù)

緩蝕處理技術(shù)與水垢處理技術(shù)的機(jī)理大致相同，緩解腐蝕的主要方法是通過藥劑來達(dá)到預(yù)期效果。現(xiàn)階段，緩蝕處理技術(shù)主要是通過緩蝕劑進(jìn)行處理，該類藥劑具有環(huán)保性、實用性、安全性，能夠滿足當(dāng)下環(huán)保理念。在實際應(yīng)用上能夠降低腐蝕程度，效果顯著。緩蝕劑市場中的種類較多，如聚磷酸鹽、磷酸鹽等，將此類緩蝕劑添加到工業(yè)循環(huán)處理水當(dāng)中，能夠在金屬表面形成薄膜，從而起到保護(hù)金屬設(shè)備的作用。由于緩蝕劑種類多，所具有的特點、優(yōu)勢、缺點也大不相同。例如，硝酸類緩蝕劑在緩解腐蝕方面效果顯著，然而用量過大、成本投入較多；而對于鋅鹽類緩蝕劑，雖然成本投入較低，但毒性較大。目前，大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)在緩蝕處理方面采用聚磷酸鹽類和磷酸鹽類緩蝕劑。成本低、毒性小才能滿足現(xiàn)階段的生產(chǎn)需求。

2 工業(yè)循環(huán)水處理方法

2.1 物理處理

在工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)中，常見的物理處理法包括了陰極保護(hù)法和膜處理法。陰極保護(hù)法是通過直流電流，對介質(zhì)流向進(jìn)行改變，使保護(hù)介質(zhì)聚集到金屬周圍，從而可以確保金屬負(fù)電位在合理的保護(hù)范圍內(nèi)。若金屬長期處在此條件下則可以起到防腐蝕的作用。膜處理法是通過薄膜自身的特性進(jìn)行循環(huán)水處理，薄膜中含有特殊成分能夠選擇性地過濾部分物質(zhì)，一般的膜處理技術(shù)包括了反滲透法、納濾處理法。在工業(yè)水處理時，當(dāng)滲透數(shù)值達(dá)到臨界值時則可以起到滲透作用。在此過程中，反滲透能夠?qū)舛鹊偷娜芤菏┘訅毫Γ羧芤簼舛雀撸谑艿綁毫髸虻蜐舛葏^(qū)域滲透，從而起到反滲透的效果。

2.2 化學(xué)處理

化學(xué)處理法包括了殺生劑處理技術(shù)和復(fù)合水處理劑技術(shù)[2]。殺生劑處理技術(shù)主要是為了殺死水中微生物。殺生劑一般分為氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑。氧化性殺生劑內(nèi)含有氯、溴、次氯酸鹽等物質(zhì)。在早期工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)中，采用的殺生劑為氯，該殺生劑成本投入低且殺菌效果顯著。另外，臭氧也是較為常見的氧化性殺生劑，具有環(huán)保的特點，不會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。而對于非氧化殺生劑而言，具有適用范圍廣、濃度低、降解能力強(qiáng)的特點，但在實際的使用過程中想要提高處理效果，需要與氧化性殺生劑配合使用。

復(fù)合水處理劑主要是通過阻垢劑、緩沖劑結(jié)合使用來達(dá)到循環(huán)水處理的目的。現(xiàn)階段，工業(yè)循環(huán)水處理中采用最多的復(fù)合水處理劑為有機(jī)磷系處理藥劑，不僅能夠有效預(yù)防金屬腐蝕，也可以提高水處理整體穩(wěn)定性。中鑰系水處理藥劑在實際的使用過程中，具有毒性小、污染物含量小的特點。上述兩種藥劑配方均具有操作簡單的特點，是我國現(xiàn)階段應(yīng)用較為穩(wěn)定的技術(shù)。

3 工業(yè)循環(huán)水處理存在的問題

3.1 設(shè)備漏油形成結(jié)垢

當(dāng)下部分企業(yè)在循環(huán)水處理過程中，設(shè)備老化會帶來諸多問題，例如設(shè)備容易出現(xiàn)漏油的情況，若沒有及時對其進(jìn)行維修，長期以往會導(dǎo)致機(jī)械表面覆蓋大量的油膜，為微生物提供了更多的生存空間，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。

3.2 抗腐蝕性差

相較于生活污水，工業(yè)廢水中含有的化學(xué)污染物相對較多，并且具有一定的腐蝕性，若沒有得到有效處理則會對設(shè)備系統(tǒng)造成嚴(yán)重的腐蝕，縮短設(shè)備的使用年限。另外，部分企業(yè)雖然在循環(huán)水處理中加入了阻垢劑、緩蝕劑，但沒有結(jié)合實際的循環(huán)水情況對藥劑配比進(jìn)行優(yōu)化、完善，導(dǎo)致工業(yè)循環(huán)水處理過程中依然出現(xiàn)諸多問題，得不到及時解決。

4 工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)改進(jìn)措施

4.1 循壞水水垢改進(jìn)措施

工業(yè)循環(huán)水處理時，隨著濃度的不斷增加，pH 值也會隨之增加，從而導(dǎo)致循環(huán)水環(huán)境為堿性，在濃縮過程中會產(chǎn)生水垢問題。為了有效解決此類問題可以從以下幾個方面進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn)：

1）做好水處理藥劑配方管理，若出現(xiàn)水垢等水處理問題，則需要明確循環(huán)水質(zhì)量相關(guān)影響因素，從而確保藥劑使用的合理性、可行性，自動加藥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 循環(huán)水自動加藥系統(tǒng)

2）在工業(yè)循環(huán)水處理的過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把控各個處理環(huán)節(jié)，合理設(shè)置濃縮倍數(shù)，確保水濃度比例的科學(xué)性，滿足實際的成產(chǎn)需求。

3）利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)，對工業(yè)循壞水的各項處理環(huán)節(jié)進(jìn)行分析、監(jiān)控，避免在處理后的使用過程中再次出現(xiàn)大量水垢的情況，降低水垢的不良影響。

4）在處理期間實時關(guān)注循環(huán)水指標(biāo)，包括溫度、水流、水質(zhì)等，采用現(xiàn)代化的監(jiān)控、工藝手段來降低結(jié)垢發(fā)生率。

4.2 定期檢查、清潔循環(huán)水處理設(shè)備

在工業(yè)循環(huán)水處理過程中，藥物處理技術(shù)能夠有效預(yù)防結(jié)垢的形成、緩解銹蝕。而長期的運(yùn)行過程中，避免不了循環(huán)水處理系統(tǒng)出現(xiàn)老化的現(xiàn)象。若企業(yè)相關(guān)維護(hù)、保養(yǎng)人員沒有認(rèn)識到這一問題的重要性，會導(dǎo)致處理設(shè)備無法滿足實際的處理需求，無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，工業(yè)企業(yè)管理層應(yīng)當(dāng)提高循環(huán)水處理設(shè)備保養(yǎng)重視程度，安排專業(yè)的保養(yǎng)人員定期對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面檢查、保養(yǎng)，提升循環(huán)水處理效果，也能夠減少更換設(shè)備成本。

4.3 合理設(shè)置濃縮倍數(shù)

在工業(yè)循環(huán)處理水過程中能夠采用化學(xué)藥劑來解決生產(chǎn)廢水有害物質(zhì)。在化學(xué)藥劑濃縮倍數(shù)設(shè)置方面，需要進(jìn)行優(yōu)化、分析，才能保證濃縮倍數(shù)的合理性。在制定的過程中對技術(shù)人員的專業(yè)水平提出了更高的要求。相關(guān)技術(shù)人員在制定濃縮倍數(shù)時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際循環(huán)水處理情況，采取采樣分析的方式，從而可以配出針對性、可行性的藥劑濃縮倍數(shù)。另外，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)分析水源補(bǔ)充的問題，結(jié)合工業(yè)循環(huán)水排放情況，及時檢查系統(tǒng)設(shè)備效率，確保化學(xué)藥劑起到顯著的效果。

4.4 優(yōu)化工業(yè)循環(huán)水物理法處理技術(shù)

現(xiàn)階段，大多數(shù)的工業(yè)生產(chǎn)采用循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)，如下頁圖3 所示。在現(xiàn)有的物理法處理技術(shù)上對其進(jìn)行改進(jìn)，加大技術(shù)研發(fā)力度，可以顯著提高工業(yè)循環(huán)冷卻水處理的整體質(zhì)量和效率[3]。例如，在專注于純物理法處理循環(huán)冷卻水技術(shù)的某環(huán)保企業(yè)中，經(jīng)過近6 年的工程應(yīng)用測試、技術(shù)研發(fā)、完善后，基于高壓靜電技術(shù)、生物抗性活濾料技術(shù)以及小分子技術(shù)的全程物理水處理方法，將各種物理技術(shù)集成到一個或多個處理設(shè)備當(dāng)中，通過合理設(shè)置冷卻水循環(huán)處理系統(tǒng)，代替了傳統(tǒng)的化學(xué)處理技術(shù)，真正實現(xiàn)了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)零結(jié)垢、零藥劑、零排放的發(fā)展目標(biāo)。此項物理法處理技術(shù)在水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水無磷無殺菌劑排放方面起到十分顯著的效果，大大縮減了磷排放，對于環(huán)境保護(hù)工作起到了十分重要的意義，作出了巨大的貢獻(xiàn)。

圖3 循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)工藝流程

5 結(jié)語

工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)是一項專業(yè)性、綜合性較強(qiáng)的技術(shù)。隨著我國工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展、完善，為了能夠有效解決水資源利用率低、水資源緊缺、水資源污染等生態(tài)問題，需要不斷優(yōu)化循環(huán)水處理技術(shù)，確保水資源的合理利用。通過合理制定濃縮倍率、在現(xiàn)有的處理技術(shù)上進(jìn)行優(yōu)化、完善，采用先進(jìn)的創(chuàng)新技術(shù)，提高循環(huán)水處理的重視程度，可以達(dá)到節(jié)約水資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的，在市場競爭中占有一席之地，推動工業(yè)發(fā)展，確保循環(huán)水處理技術(shù)的科學(xué)性、可行性。