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2015-硕士论文-循环水-减排-设想(配方设计)

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循环冷却水排水最小化技术研究
（初稿：2015-11-27；修订：2015-11-30；修订：2015-12-16）
1 背景
随着国家《水污染防治行动计划》的强势推进，企业排放水量受到极大限制。火电厂面临减少废
水排放，实现厂内工业废水内部最大消纳的强大压力，特别是靠近水源地的火电厂必须达到零排放。
目前，具有循环冷却水系统火电厂的外排水主要是循环排污水，因此，研究循环冷却水系统排水
最小化技术具有重要的社会效益。
本论文拟以长江水域企业为研究对象，试验研究循环冷却水系统排水最小化技术，或者说高浓缩
倍数技术。

2 目标
（1）通过试验研究，确定不同工艺组合条件下长江水源循环冷却水系统最小排水量，或者最高
浓缩倍数。
（2）确定在最高浓缩倍数下运行条件下材料的腐蚀速度（包括点蚀）。
（3）经济比较不同工艺组合，包括投资、运行费用。

3 研究内容
3.1 文献研究
查阅文献，研究以下内容：
（1）仅采用阻垢处理，循环冷却水碳酸盐硬度的允许值。
（2）采用工艺组合处理（阻垢+酸、阻垢+弱酸交换、阻垢+石灰软化……），循环冷却水碳酸盐
硬度的允许值。
（3）上述处理的技术参数（具体数据）。
……

3.2 阻垢试验
（1）药剂：药剂（国外+国产）6种以上。
（2）水源：长江上、中、下游三处水源（A、B、C）。
（3）采一阻垢处理工艺的最高浓缩倍数测定试验（试验因子：药剂种类与剂量、水源ABC）
（4）组合工艺处理的最高浓缩倍数试验。

3.3 腐蚀试验
（1）试验温度：循环冷却水夏季最高温度。
（2）材质：碳素钢，304、304L、316、316L不锈钢。
（3）挂片时间：碳素钢4d、不锈钢20d。
（4）试验方法：腐蚀挂片；电化学测试，特别是测试材料的耐局部腐蚀行为。

3.4 动态模拟试验
验证两种方案的阻垢、防腐性能。
3.5 经济比较
经济比较诸工艺组合。
2

4 关键试验
4.1 垢渣测定
目前，水样浓缩后Ca2+、HCO3-未依水浓缩倍数增加是由于生成的CaCO3。但是，生成的CaCO
3

存在两种状态：垢或渣。前者附着在壁面，后者悬浮于水中。目前，文献报告的试验方法、若干国家

标准试验方法、△A经验判式，都没有区分这两种状态。为此，定义黏附系数：

ZC
C
WWWf

（4-1）

式中，f为黏附系数；WC为垢重，g；Wz渣重，g。
关键问题：如何定量区分和测定水垢和水渣。

4.2 极限浓缩倍数的测定
基于△A测定极限浓缩倍数，常出现△A负值现象，而且重复性差，有必要找到引起误差的原
因，彻底解决负值问题。

4.3 点蚀的判断
对于不锈钢，点蚀评判比均匀腐蚀速度测定更为重要，尽管《工业循环冷却水处理设计规范》没
有规定点蚀指标，但是，希望本研究在点蚀评判方面有所作为。点蚀评判需要解决的问题：
（1）采用什么手段判断点蚀（肉眼还是显微镜观察）？
（2）是否存在某一简单方法测量点蚀深度和密度？
（3）点蚀程度的评判标准是什么？（或者说允许的点蚀速度、密度……）

5 配方设计
5.1 目的
以长江水为试验水，研制最优配方。此配方将作为3.2（1）中的一种药剂。
5.2 技术路线
例如，根据阻垢分散剂单体的性能试验结果，选择阻垢分散能力较佳的三种药剂（记作A、B、
C）作为优化水质稳定剂配方的主要组分。
依据以下路线图寻找水质稳定剂的最佳配方。
（1）确定组分的取值范围。考虑到配方的阻垢能力和分散能力、组分之间的协同效应、配方成
本、磷排放，以及根据经验，确定A、B、C的取值范围。
（2）组合配方。在A、B、C取值范围内，依据均匀设计理论中的混料配方设计方法组合配方。
（3）配方试验。分别试验测定每一个配方的阻垢效果（如结垢率）和腐蚀速度。
（4）建模。以数学公式描述配方效果（因变量、目标函数）与配方（自变量）的关系，常用多
项式数学模型，即：


mmGGy

110
（5-1）

式中，y为配方效果（如结垢率、腐蚀速度）；
m,,0为待定系数；mGG,,1

为设定的备选变

量，如23211,,,,/,/iijiiiijxxxxxxxx，这里，jixx,为配方组分；ε为误差。
（5）筛选Gi和计算βi（i=0，1，2，……，m）。将n个配方的试验数据代入式（5-1），得到
式（5-2）：
3








niminmnjnimijimjniGGGGGGGGGyyy111111110
0
01

（5-2）

式中，yi为第i个配方的结晶率或黏附系数；Gij为第i个配方的第j个备选变量；i为第i个配方结晶
率或黏附系数的误差。
拟采用逐步回归方法筛选Gi和计算βi。逐步回归的基本思想是，从m个备选变量中逐步舍弃不
显著变量，或逐步挑选出显著变量，最终得到一个仅由全部显著变量而组合成的最优回归方程。
（6）求解最佳配方。即求解最优回归方程的最小值（或配方效果的最好值）。可采用多元函数
求最大值或最小值的方法。
（7）确认试验。试验测定最佳配方的实际效果，比较与模型预测值的差异，以及与n个配方相
比，判断是否确实最佳。

5.3 单体准备
至少准备表5-1的HEDP和ATMP、PAAS和AA/AMPS Terpolymer作为候选单体。
表5-1 阻垢分散剂的筛选对象
种类 英文名缩写 中文名 某生产厂代号 价格（元/吨）

有机磷类 PAPEMP 多氨基多醚基甲基膦酸 xf-335 17,500 DTPMPA 二乙烯三胺五甲基膦酸 xf-336 11,500 PBTC 2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸
xf-210 10,500
HEDP 1-羟基亚乙基-1，1-二膦 xf-334 7,500
ATMP 氨基三甲基膦酸 xf-333 6,800

阻垢
分散剂

PMA 马来酸酐均聚物 xf-321 （水法） 7,000
PAA 聚丙烯酸 xf-324 7,200
PCA 次膦酸基聚丙烯酸 xf-325 10,200
PMA 马来酸酐均聚物 xf-322（溶剂法） 10,000
PAAS 聚丙烯酸钠 xf-324s 7,200

聚合物类
PESA 聚环氧琥珀酸 xf-4000 14,000
AA/AMPS xf-3211(碱法) 9,000
AA/AHPS 1-丙烯氧基-2-羟基丙烷磺酸钠 xf-3300 14,200
AA/AMPS Terpolymer 丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物 xf-3100 11,200

AA/AMPS 丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基 丙磺酸共聚物 xf-3211（酸法） 8,000

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间冷开式循环冷却水系统节水分析及设计探讨

间冷开式循环冷却水系统节水分析及设计探讨

间冷开式循环冷却水系统节水分析及设计探讨李璐【摘要】According to some design projects, various water saving measures of indirect open circulating cooling water system were elaborated, including: 1. determining concentration multiple of circulating cooling wa-ter and temperature difference between influent and effluent water rationally, selecting type of cooling tower rea-sonably; 2. choosing efficient water collector and water-saving filter; 3. strengthening automatic control of circu-lating cooling water system; 4. designing volume capacity of the system rationally. Beside, some related issues about the design of circulating cooling water field were also discussed.%结合相关设计项目针对间冷开式循环冷却水系统的几点节水措施进行了阐述，其中包括：①合理确定循环冷却水的浓缩倍数、进出水温度差以及优选塔型；②优选收水效果好的收水器和节水型过滤器；③加强循环冷却水处理的自动化控制；④合理设计循环冷却水系统容积。

同时，对循环水场设计中的相关问题进行了探讨。

【期刊名称】《工业用水与废水》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P52-55,73)【关键词】间冷开式循环冷却水;浓缩倍数;系统容积;节水减排【作者】李璐【作者单位】中国天辰工程有限公司，天津 300400【正文语种】中文【中图分类】TU991.42;TQ085+.42在全球水资源严重紧缺的现状下，保护水资源，节约用水是每个人的责任。

循环冷却水系统节能方案设计实践

循环冷却水系统节能方案设计实践

循环冷却水系统节能方案设计实践导读：从能量守恒定律出发，分析了循环冷却水系统各构成单元的能量转化过程。

以降低循环冷却水系统运行能耗为目标，剖析了可采用的三种节能技术。

结合钢铁生产工艺中的循环冷却水系统现场，通过数据采集、运行状况诊断、技术方案设计及节能评估，完整阐述了循环冷却水系统节能方案实践过程。

1、前言钢铁工业是国民经济的重要基础产业，包括从采矿、选矿、烧结(球团)、焦化、炼铁、炼钢、轧钢，直到金属制品及辅料等生产工序。

为推动钢铁工业转型升级，走中国特色的新型工业化道路，工业和信息化部印发《钢铁工业“十二五”发展规划》，规划明确指出要深入推进钢铁工业节能减排。

在钢铁工业链上各生产工序中，工业冷却水的循环使用非常普遍。

循环冷却水系统是工艺生产主线的生命保障线，对于生产正常运行及设备安全运转起着至关重要的作用。

因此，有必要对循环冷却水系统的节能技术进行分析，促进系统安全、节能运行。

中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司以为客户提供“用能设备的全生命周期服务”的理念，提供包括工业炉及钢铁全流程中终端用能设备的节能技术服务。

2、循环冷却水系统能量使用2.1循环冷却水系统构成循环冷却水系统依据系统输送介质不同，有密闭式和敞开式两种系统。

以较常用的敞开式系统为例，包括电源装置、传动系统、循环水泵组、管网、换热装置、冷却塔等，其系统构成如图1所示。

其中电源装置提供了整个系统的能源供给，如机械输送设备、传动控制系统及自动化控制系统等；自动化控制系统包括电气自动化(如变频调速控制)及仪表自动化(如管网上流量调节阀)；冷却塔通常有风机及驱动电机等子设备；冷却水使用设备包括在广义的循环系统管网中，没有分别列出。

图1典型循环冷却水系统示意图2.2系统能量输入与转化电能输入。

如图1中的电源装置，通过工厂电网将电能输入到循环冷却水系统。

水泵配用的电机、风机配用电机、以及系统中自动化控制设备均需输入电能来保证设备运行与运转。

循环养殖水系统工程设计

循环养殖水系统工程设计

编号：本科毕业设计（论文）题目：1500t/d循环养殖水处理系统工程设计The 1500t/d water treatment design forrecirculation aquaculture systems分院理工分院专业环境工程班级学号姓名指导教师职称完成日期宁波大学科学技术学院本科毕业设计（论文）诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《1500t/d循环养殖水处理系统工程设计》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。

承诺人（签名）：年月日1500t/d循环养殖水处理系统工程设计摘要【摘要】循环养殖的特点是水的循环利用，养殖废水中的主要污染来源是残饵和粪便。

其中含有较高的有机物，氨氮和磷元素。

有机物的分解会增大水体的耗氧量，使水质下降。

本设计针对循环养殖的特点将养殖废水通过生物接触氧化池处理，除去大部分有机物和氨氮；之后再通过人工湿地，利用人工湿地的降解和吸附能力使水得到净化；最后经过臭氧消毒，达到渔业水质标准后回用到养殖池。

循环养殖水的系统处理对保证良好的养殖用水和减少环境污染有着十分重要的意义。

【关键词】循环养殖水处理；生物接触氧化；人工湿地；臭氧消毒。

宁波大学科学技术学院本科毕业设计（论文）The 1500t/d water treatment design for recirculationaquaculture systemsAbstract【ABSTRACT】The characteristics of circular breeding is that the water recycling, the main pollution sources aquaculture effluent is residual bait and feces. Contains high organics, ammonia nitrogen and phosphorus elements. Organic decomposition in water can increase the oxygen consumption, make the decrease of water quality. This design according to the characteristics of circular breeding，make the wastewater go though the biological contact oxidation pool processing, remove most of the organic matter and ammonia nitrogen; Then through the artificial wetland and using artificial wetland degradation and adsorption ability purified water; Finally using ozone disinfection，recycle the water when achieve fishery water quality standards. It has is a very important meaning for circulating water aquaculture systems to ensure good breeding deal with water and reduce the pollution of the environment.【KEYWORDS】water treatmen t of circulation aquaculture；biological contact oxidation；artificial wetland；ozone disinfection。

循环水水质分析及对策

循环水水质分析及对策

在企业的生产运行中，许多单位的循环水投用污水回用水，冷却水重复利用是节水减排的必然趋势，但也不是无条件的，一方面，在水的重复利用过程中随着水分的蒸发，水中的溶解盐类、悬浮固体及非挥发性有机物质量浓度逐步增大，超过一定质量浓度时在管道设备特别是在换热面上发生结垢；另一方面，在水中有溶解氧存在的条件下，以铁素体的阳极发生反应可促进形成腐蚀电池，造成严重的垢下腐蚀，污垢覆盖下的贫氧区与裸露的富氧区之间也能形成氧浓度差电池，使金属遭受局部腐蚀。

反之，腐蚀也必然改变金属的表面形状，使结垢加剧。

这样，结垢、腐蚀相互促进，形成错综复杂的协同效应，影响甚至破坏生产系统的正常运行。

总之循环水的水质直接影响装置水冷器及管路的安全运行，水质超标，对换热器形成腐蚀，造成泄漏，泄漏进一步使水质恶化，恶化的水质再对冷换设备加重腐蚀，形成恶性循环，严重时可造成装置停产。

1循环水情况分析1)循环水中氯离子受回用污水中氯离子较高的影响，质量浓度越来越高(水质分析见表一)，这是腐蚀设备速度增高的一个主要原因。

2)氨氮指标偏高促进微生物的繁殖。

在循环水中有充足的碳源、磷源、氧气、适宜的温度，非常适合细菌、藻类等微生物生长，若加上氮源，就会极大促进微生物的繁殖，硝化菌群大量繁殖，硝化菌群对水质最大的危害是使氨氧化成为亚硝酸根、硝酸根，从而影响氯的杀菌能力，产生酸性环境，造成水质恶化。

微生物没有得到有效控制，导致生物粘泥大量超标，给循环水场的连续，稳定生产造成了一系列的负面影响。

①造成换热器的沉积和腐蚀加剧，使换热效率降低，同时这种非均匀的沉积必然会促使氧浓差的形成，会使垢下腐蚀加剧，另外由于粘泥中有大量微生物的繁殖，一方面消耗氧气量，一方面产生许多酸性代谢物使局部微环境中的PH值降低，造成酸腐蚀。

②造成循环水水质恶化，水质稳定处理效果下降，生物粘泥的大量增加，会使循环水水质恶化，严重时会使循环水变黑发臭，同时造成循环冷却水水质稳定处理效果大大下降，设备的腐蚀速率和沉积速率增加-同时增加了供水生产成本，由于在循环水场出现生物粘泥故障时，供水生产不得不加大排污置换力度，造成供水生产中的补充水量、杀菌剥离剂及水处理药剂用量的增加，从而造成水成本的增加，严重时还会危及合成氨和尿素装置的正常运行。