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电石生产循环冷却水的水质稳定处理摘要：在化工企业生产中，循环冷却水是不可或缺的重要公共工程系统，循环冷却水中的防垢、腐蚀和微生物繁殖问题严重影响循环冷却水的正常运行。
通过对化工企业循环冷却水系统结垢、腐蚀和微生物繁殖的分析，提出了相应的循环冷却水水质处理措施，为化工企业处理循环冷却水提供参考。
关键词：循环冷却水；缩放；微生物1引言在化工企业中，生产所需的冷却水量约占总用水量的60 ~ 80%。
但在循环冷却水运行过程中，设备总会因结垢、腐蚀或微生物生长而损坏，严重时还会因受热不均而发生设备爆炸，往往给企业造成巨大损失。
为了减少循环冷却水系统的巨大事故，大多数化工企业只能增加循环冷却水设备的维护次数，导致循环冷却水的维护成本越来越高。
因此，如何保证化工企业循环冷却水水质的稳定，已成为科研人员非常热门的研究课题。
本文通过对化工企业循环冷却水水质具体问题的分析，提供了有效的解决方案，为化工企业循环水系统的工作提供了有效的支持。
2循环冷却水水质问题分析在化工企业中，循环冷却水分为开式循环冷却水系统和闭式循环冷却水系统。
在开式循环冷却水系统中，由于冷却水在循环过程中不断蒸发，水中的盐分不断浓缩，水的PH值不断升高，而循环冷却水的水温、溶解氧和营养物质特别丰富，会促进微生物的不断繁殖，最终导致循环水无法继续使用，大多数企业不使用，使用价值低；闭式循环冷却水系统是一个全封闭的循环，其中没有水的蒸发和曝气过程，只需要一些软化水或脱盐水来补充泄漏。
因为循环冷却水中没有氧气补充，微生物繁殖少，盐分少，不会造成大量结垢。
但这种运行方式只适用于工艺要求高、易结垢、冷却水运行管道狭窄等特殊场合，运行成本高。
3循环冷却水水质处理方法分析化工企业循环冷却水的水质问题主要集中在结垢、微生物繁殖和腐蚀三个方面，下面我来详细分析一下。
3.1结垢问题的分析与解决循环冷却水经过长时间的循环，往往会产生许多盐垢，如碳酸钙、硅酸钙、硫酸钙等，其中以碳酸盐最多。
DOI ：10.19965/ki.iwt.2023-0164第 44 卷第 2 期2024年 2 月Vol.44 No.2Feb.，2024工业水处理Industrial Water Treatment 循环冷却水系统的电化学水质稳定技术案例分析张延进1，张泽坤1，徐星2，韩英强2，高宪2，江波3，徐浩1，2（1.西安交通大学环境科学与工程系，陕西西安 710049； 2.山东深信节能环保科技有限公司，枣庄市工业循环水处理工程技术中心，山东滕州 277531； 3.青岛理工大学环境与市政工程学院，山东青岛 266033）［摘要］水垢沉积和金属腐蚀会导致循环冷却水系统传热效率下降和能耗增加，严重影响工业生产的安全稳定运行。
以某厂循环水系统的电化学除垢设备为案例，通过分析其处理效果和经济效益，为电化学技术处理循环冷却水的应用推广提供依据。
现场所得运行数据表明，该厂所采用的电化学除垢设备能够有效改善水质，防止结垢，控制循环冷却水系统的腐蚀情况。
每年减少循环水系统补水量和排污量各4.38×105 t ，并显著降低药剂投加量。
经济核算显示该电化学系统每年可节省约212.9万元。
［关键词］ 循环冷却水；电化学除垢；水质稳定技术［中图分类号］ TQ085 ［文献标识码］B ［文章编号］ 1005-829X （2024）02-0184-06Case analysis of electrochemical water quality stabilization technologyfor circulating cooling water systemZHANG Yanjin 1，ZHANG Zekun 1，XU Xing 2，HAN Yingqiang 2，GAO Xian 2，JIANG Bo 3，Xu Hao 1，2（1.Department of Environmental Science Engineering ，Xi ’an Jiaotong University ，Xi ’an 710049，China ；2.Shandong Shenxin Energy Saving and Environmental Protection Technology Co.， L td.， R ecycled Water Engineering Technology Center of Zaozhuang City ，Tengzhou 277531，China ；3.College of Environmental and Municipal Engineering ，Qingdao Technological University ，Qingdao 266033，China ）Abstract ：Scale deposits and metal corrosion in circulating cooling water systems can lead to reduced heat transfer efficiency and increased energy consumption in circulating water systems ，seriously affecting the safe and stable op⁃eration of industrial production. This paper takes the electrochemical descaling equipment of a plant ’s circulating water system as a case study ，and provides a basis for the application of electrochemical technology for the treatment of circulating cooling water by analyzing its treatment effects and economic benefits. Operational results from the site show that the electrochemical descaling equipment used in the plant can effectively improve water quality ，pre⁃vent scaling and control the corrosion of the circulating cooling water system. It can reduce 4.38×105 t of water re⁃charge and discharge from the circulating water system each year ，and significantly reduce the amount of chemicalsadded. Economic calculations show that the electrochemical descaling equipment can save approximately 2.129 mil⁃lion yuan per year.Key words ：circulating cooling water ；electrochemical descaling ；water quality stabilization technology工业用水量在我国总用水量中占有较大比例，其中循环冷却水又在工业用水中占据着最重要的地位〔1〕。
宁夏中宁发电有限责任公司2×330MW机组循环冷却水系统使用TRL-004B水质稳定剂运行控制西安热工研究院有限公司电站水处理药剂部（西安国电水处理有限公司）二 零 零 五 年 十二 月一、循环冷却系统的有关参数宁夏中宁电厂2×330MW 机组循环水系统参数见下表。
表 2×330MW 循环水系统的参数 单位：m 3/h项目浓缩倍率2.02.53.03.54.0循环水量 2×36036 2×36036 2×36036 2×36036 2×36036 蒸发损失 2×504.5 2×504.5 2×504.5 2×504.5 2×504.5 风吹损失 2×362×362×362×362×36排污损失 2×468.47 2×300.18 2×216.22 2×165.77 2×132.25 补充水量2×1009.00 2×840.68 2×756.72 2×706.27 2×672.752×330MW 机组总补充水量 2018.001681.361513.441412.541351.50凝汽器管材 HSn70-1AB ，B30 循环水处理方式 加酸、加水质稳定剂联合处理二、硫酸的加入 1、加酸量理论加酸量可按下式计算：()31221049-⨯-=B Q JD JD KG 式中：G 2 —— 硫酸加入量，kg/hQ B —— 补充水量，t/h 。
K ——工业硫酸的纯度（按95%计）； JD 2 —— 补充水碱度，mmol/L ；JD 1 —— 加酸后补充水残留碱度，mmol/L 。
① 补充水碱度≤3.00mmol/L ，循环水浓缩倍率控制在≤ 3.00倍时，循环水系统可不加酸。
循环冷却水的水质循环冷却水的水质水在循环冷却过程中，由于水分的蒸发，溶解盐类浓缩，二氧化碳的逸出，外界污染物的进入等原因，会产生结垢、腐蚀及菌藻繁殖等现象，将影响循环循环水系统的正常运行，甚至引起生产工艺上的失调。
为了使循环冷却水不产生上述现象而采取的水质控制措施，常称做水质稳定。
水质稳定的基本方法是在循环冷却水中投加化学药剂：用缓蚀剂控制腐蚀，用阻垢剂控制结垢，用杀生剂控制藻类繁殖。
此外，还使用清洗剂、消泡剂、抗污泥剂等辅助药剂。
影响循环水水质稳定性的因素1、化学作用水垢的主要成分是碳酸钙(及氢氧化镁)。
碳酸钙、重碳酸钙；游离CO2在水中存在下列平衡关系：Ca2+ + 2HCO3 - « CaCO3 + CO2 + H2O当它们的浓度符合此平衡条件时，水质呈稳定状态；否则，将产生化学结垢或化学腐蚀。
1.1化学结垢：造成碳酸钙沉积而产生水垢的原因有：水在冷却塔中与空气接触时，水中原有CO2逸入大气，破坏了上述平衡，使平衡向右移动；重碳酸盐受热分解；水的蒸发，使婚环水中溶解性碳酸盐浓缩；在换热器热水出口端，由于水温升高，提高了平衡CO2需要量，造成CO2含量不足；1.2化学腐蚀：当水温降低时，水中平衡CO2需要量也降低，使水中的CO2超过平衡浓度，CaCO3溶解，水失去稳定性而具有腐蚀性。
此外，无机酸的存在，亦产生腐蚀性。
2、电化学作用金属器壁或管壁的不同部位，由于材料的化学组分不均匀或沉积物不均，而具有不同的电极电位，当它们浸入有电解质杂质和溶解氧的水溶液中时，就形成局部原电池。
电极电位较高的部位(如碳钢的渗碳体)成为阴极，而电极电位较低的部位(如碳钢的铁素体)成为阳极。
以碳钢的电化学腐蚀为例，发生如下反应：在阳极Fe®F e2+ +2e在阴极1/2O2 + H2O + 2e®2OH-在水中 Fe2+ +OH- ®Fe(OH)2¯Fe(OH)2+1/2O2 + H2O ®Fe(OH)3¯溶于水中的Fe2+进一步生成Fe(OH)2、Fe(OH)3、FeCO3等而沉积于器壁。
循环冷却水结垢原理及处理方法一、循环冷却水系统为什么会结垢1.一般解释冷却水中溶解有各种盐类，如碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物等，它们的一价金属盐的溶解度很大,一般难以从冷却水中结晶析出，但它们的两价金属盐（氯化物除外)的溶解度很小,并且是负的温度系数，随浓度和温度的升高很容易形成难溶性结晶从水中析出，附着在水冷器传热面上成为水垢.如冷却水中的碳酸氢根离子浓度较高，当冷却水经过水冷器的换热面时，受热发生分解,发生如下反应：Ca(HCO3）2→CaCO3↓+ H2O + CO2.当冷却水通过冷却塔时，溶解于水中的二氧化碳溢出，水的pH 值升高，碳酸氢钙在碱性条件下发生如下反应:Ca（HCO3）2+ 2OH—→CaCO3↓+ 2H2O + CO32—难溶性碳酸钙可以是无定型碳酸钙、六水碳酸钙、一水碳酸钙、六方碳酸钙、文石和方解石。
方解石属三方晶系，是热力学最稳定的碳酸钙晶型,也是各种碳酸钙晶型在水中转变的终态产物。
2.碳酸钙的溶解沉淀平衡。
碳酸钙的溶解度虽然很小,但还是有少量溶解在水里,而溶解的部分是完全电离的。
所以在溶液里也出现这样的平衡:Ｃａ2++ＣＯ3 2—CACO3（固）在一定条件下达到平衡状态时〔Ｃａ2+〕与〔ＣＯ32—〕的乘积为碳酸钙在此条件下的溶度积K SP,为一定值.若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32—〕＞K SP时，平衡向右移,有晶体析出。
若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32—〕＜K SP时，平衡向左移，晶体溶解.注:实际情况下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32—〕值称为K CP二、抑制为结垢的方法（一)化学方法1。
加酸:目的:降低水的PH值，使水的碳酸盐硬度硬度转化重碳酸盐硬度.优点：费用较小，效果比较明显缺点：加酸量不易控制、过量会产生腐蚀的危险、投加过量有产生硫酸钙垢的危险.2.软化目的:降低水中至垢阳离子的含量优点:防止结垢效果好缺点：操作复杂、软化后水腐蚀性增强.3。
冷却循环水处理方案1.物理处理方法物理处理方法主要是通过物理手段去除循环冷却水中的颗粒物、悬浮物和悬浮杂质。
常用的物理处理方法有：（1）过滤：采用砂滤器、多介质滤器或超滤器等进行过滤，去除颗粒和悬浮物。
（2）沉淀：通过沉淀池，将悬浮物和悬浮物质沉淀，再通过污泥泵或底泥泵将其排除。
（3）脱气：通过脱气器将系统中的氧气和二氧化碳排除，减少腐蚀和细菌滋生的可能。
2.化学处理方法化学处理方法主要是通过添加化学药剂来调节循环冷却水的pH值、控制水垢和腐蚀，提高循环冷却水的稳定性和耐腐蚀性。
（1）碱性调整：在循环冷却水中加入氢氧化钠或石灰进行碱性调整，以控制水的酸碱度。
（2）阻垢剂：添加阻垢剂可以控制水垢的生成，减少设备的结垢和堵塞。
（3）缓蚀剂：通过添加缓蚀剂来减少金属腐蚀的速度，延长设备使用寿命。
3.生物处理方法生物处理方法主要是利用微生物对冷却循环水中的有机物进行分解和降解，减少水中的污染物。
（1）生物过滤器：利用微生物在过滤介质上生长繁殖，分解有机物和构筑微生物群落，去除COD、BOD等有机物。
（2）生物添加剂：通过添加含有特定细菌或酶的生物添加剂，加速有机物的降解和去除。
二、冷却循环水处理设备1.滤清器滤清器是冷却循环水处理中常用的设备之一，可按照过滤介质的不同分为砂滤器、多介质滤器和超滤器等。
（1）砂滤器：通过对水进行过滤，去除颗粒和悬浮物，常用于冷却塔进水前的预处理。
（2）多介质滤器：采用多种过滤介质，如石英砂、石英砾石、磁性颗粒等，能去除更小的颗粒和悬浮物。
（3）超滤器：采用高分子微孔膜进行过滤，能有效去除水中的胶体、微生物和有机物。
2.脱气器脱气器是用于去除冷却循环水中的氧气和二氧化碳的设备，既可以是物理脱气，也可以是化学脱气。
（1）空气式脱气器：通过将水与空气接触，气体从水中脱出，从而减少水中的氧气和二氧化碳含量。
（2）化学脱气器：利用化学药剂与水中的氧气和二氧化碳发生反应，将其转化为不易溶于水的化合物，再通过过滤器或沉淀池将其去除。
浅谈循环冷却水系统的化学法水质稳定处理
摘要: 缓蚀、阻垢、杀菌、灭藻是维持工业循环冷却水系统水质稳定的重要措施。
文章重点介绍了化学法碱性复合配方阻垢剂、分散剂、缓蚀剂及杀菌灭藻剂的药剂种类、投加量计算、投加方式、投加点和注意事项。
并简单介绍了旁滤处理及系统清洗预膜的重要性和操作方法。
关键词: 循环冷却水系统;化学法;水质稳定处理
中图分类号：g633.8 文献标识码：a 文章编号：
在工业生产中，循环冷却水系统贯穿于某些生产装置或设备中，以水为冷却介质循环运行，在交换设备余热保护其正常运转的同时也节约了大量的水资源。
按照循环冷却水系统的结构特点可分为敞开式循环体系和密闭式循环体系，前者一般在大型循环冷却水系统中应用，如火力发电机组、中央空调机组等，与空气直接接触，补水量较大；而后者一般存在于小型的循环冷却水系统中，如加工机床、空压机、空分设备、电焊机等设备，不与空气直接相通，耗水量较小。
但在循环冷却水系统实际运行中，由于循环冷却水的温度、盐份、ph值等均适合微生物的繁殖和水垢的生成，若不加以控制，微生物繁殖将导致粘泥堵塞热交换器，而水垢也会影响输送管线的流量，并且在粘泥沉积的地方会产生垢下腐蚀。
总之，在外界条件（如温度、流速、浓度）改变时，循环冷却水水质多表现为不稳定的状态，极易产生金属材质腐蚀、设备表面结垢、粘泥沉积与微生物滋生等
三类问题。
如不进行科学的水处理，势必会引起管道堵塞、腐蚀泄漏、换热效率降低等一系列问题，对系统设备和管道造成损坏或非计划性停机停产。
为了使循环冷却水系统正常运行，防止循环冷却水在冷却设备、输水管线内形成污垢、产生腐蚀及附着生物粘泥，提高热交换设备的冷却效果，确保生产运行的经济性和安全性，就必须对循环冷却水系统进行清洗除垢及缓蚀、阻垢分散、菌藻控制等日常的水质稳定处理。
目前最为有效的措施是通过投加阻垢分散剂、缓蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂等化学水质稳定剂以降低设备和管道的腐蚀，控制结垢生成，抑制微生物繁衍，保证系统正常安全运行。
这不仅能延长设备的使用寿命，降低动力消耗，并且能节约能源和水资源，减少污水排放，对环境保护有非常深远的意义。
一、缓蚀阻垢剂
向循环水系统投加并保持一定量的缓蚀药剂，可以使金属表面生成一层致密而连续的金属氧化膜或其它类型的膜，以抑制管路及设备的腐蚀过程，从而达到控制腐蚀的目的。
投加阻垢剂，可以提高循环水的极限碳酸盐硬度，使碳酸钙晶体畸变，并起分散螯合作用，达到阻垢目的。
过去长期沿用的酸性法阻后，由于需调整循环水系统的ph值，投加设备较为繁琐，以及药剂本身的腐蚀作用，已逐渐为向循环水中投加阻垢剂、分散剂的碱性法所代替。
目前常用的阻垢剂、分散剂、缓蚀剂碱性法复合配方具有对不同水质适应性强，缓蚀、阻垢
效果好；药剂化学性能稳定；无毒或低毒，易生物降解，对环境污染小；易于制备，方便运输和储存；配制、投加及操作方法简单，价格较低等特点。
1．缓蚀阻垢剂种类及适用水质
2．缓蚀阻垢剂投加方式、投加量和投加点
2．1缓蚀阻垢剂常采用计量泵连续投加或与补充水同步投加，根据药剂浓度可稀释或不稀释。
2．2缓蚀阻垢剂的投加点可选择在冷却水池、冷却水箱出水口或冷却水泵吸水管段。
二、杀菌灭藻剂
在循环冷却水系统中，因其水温和ph值均适宜微生物的生长，微生物的浓度和它们生长所需要的营养源均因循环水浓缩而不断增加。
加上冷却塔集水盘(或冷却水池)常年露置室外，日照充足，更有利于微生物的繁殖生长。
循环水中常见的微生物有藻类、细菌、真菌和原生动物四大类。
它们在系统内的繁殖生长，不仅使水质恶化，而且还会与其它有机或无机杂质形成粘垢沉积在系统管壁上，增加了水流阻力，严重降低换热管的传热效率。
粘垢不但阻碍加入水中的缓蚀剂正常发挥防腐蚀功能，还会加速设备及管道的腐蚀过程。
敞开式循环冷却水系统的菌藻处理一般采用氧化性杀生剂液氯、二氧化氯或活性溴，并辅助投加非氧化性杀生剂。
1．氧化性杀生剂
1．1氧化性杀生剂种类
1．2投加方式、投加点
氧化性杀生剂一般采用定期冲击投加。
液氯可用加氯机投加到冷却水池(或冷却水箱)的分布管中，不允许采用液氯钢瓶与水体直接相连投加的方法：并应将液氯钢瓶与加氯机分开设置。
氯气管通常采用紫铜管，加氯管可采用橡胶管或塑料管。
二氧化氯可用计量泵将杀菌剂和活化剂按1：1的比例通过紫铜管或塑料管混合(时间1-—2min)后投加到冷却水池(或冷却水箱)的分布管中。
液体活性溴与10％次氯酸钠溶液按1：4的比例混合后通过紫铜管或塑料管直接投加到冷却水池(或冷却塔集水盘)中。
固体活性溴可直接投加到冷却水池(或冷却塔集水盘)中；也可配制成溶液通过紫铜管或塑料管投加到冷却水泵吸水管段。
1．3投加量
除二氧化氯余氯控制在0．2—0．5mg／l外，其余药剂余氯量可控制在0．5-1．0mg／l。
2．非氧化性杀生剂
2．1非氧化性杀生剂种类
2．2投加方式、投加量
非氧化性杀生剂可直接投加到冷却水池(或冷却塔集水盘)中。
三、循环冷却水系统自动加药装置
由于影响循环冷却水系统加药量的参数和因素较多，人工操作往往难以控制和掌握。
加药过量或排污过量，将造成药剂和水量的浪费；而药量不足或排污不足，则使系统水质逐渐恶化。
导致管路和设备的腐蚀或结垢，影响系统的正常运行和使用寿命。
自动加药装置采用补充水流量传感器和系统水电导率、ph值探头自动检测补充水的瞬时流量、累计流量和水中电导率、ph值等参数，并根据设定的程序进行计算，由智能控制器控制计量泵自动投加一种或两种不同类型缓蚀、阻垢药剂，定时交替投加两种杀生剂，以免因长期投加单一杀生剂而使菌藻产生抗药性。
并自动开启或关闭排污电磁阀，控制系统浓缩倍数。
四、旁滤水处理
旁滤水处理是从系统中取出部分(1％一5％)循环水量按要求进
行处理后仍返回系统的处理方法。
其目的是保持循环水水质符合要求。
使循环水系统在满足浓缩倍数条件下正常和经济地运行。
在高浓缩倍数条件运行时，可减少补充水量和排污水量，减轻对环境的污染。
旁滤处理方法主要用于去除循环水中的悬浮杂质、溶解性固体及藻类微生物。
旁滤处理宜有用多功能旁滤装置、无阀过滤器，也可根据设计需要选用其它旁流过滤器。
五、系统清洗预膜
循环冷却水系统在安装和运行过程中。
不可避免地会有油污、铁锈、泥沙、灰尘、结垢等进入系统。
这些杂质的存在很难使金属表
面活化，严重影响缓蚀剂形成保护膜。
清洗是系统水质稳定处理过程中极为重要的一环。
无论是新系统，还是停用后需要重新启动的老系统，都必须对金属表面进行清洗，以除去杂质，为预膜做好准备。
预膜的目的就是在系统投入运行之前，投加预膜剂，使金属表面形成一层缓蚀保护膜。
实践证明，系统预膜与否及预膜操作的好坏对缓蚀效果影响很大。
对没有投药的老系统和新安装的循环冷却水系统必须进行清洗
预膜。
清洗预膜一般按下述方法进行：
1．清洗预膜药剂可直接投加到冷却水池(或冷却塔集水盘)中. 2．管道及设备只有轻微腐蚀的老系统及新系统，可采用上表方法一对系统进行一步法完成清洗预膜。
3．对管道及设备腐蚀结垢严重的老系统，用高压水对系统换热器进行单台清洗。
清洗完毕，排污换水。
先加分散剂3dt120、再将预膜剂3dt129、3dt180 及3dt199，常温运行24—48h，排放冲洗。
