這里所說的水處理并不是普遍意義上的污水處理,而是工業水處理,相反,我們處理的往往不是污水,而是可以被利用的正常態的水,這些水的來源有很多,例如地表水、河水、經過處理后的生活污水(我們多叫中水),這些水我們同稱作補水。按照大范圍概況我們統稱各種水質處理為環保水處理,因為他們都是需要根據環保工程技術去處理的。
在我們環保水處理中所用到的補水,不論哪一種補水,陽離子含量最多的往往是Ca+,陰歷含量最多的往往是HCO3-或者是硫酸根例子,這幾種離子在離子濃度較高時,會形成碳酸鈣或者硫酸鈣垢,且以碳酸鈣垢居多(沒錯,就是你家水壺里面的那種),這些的沉積會造成換熱器的換熱效率降低,更嚴重的是將助長某些細菌如鐵細菌的繁殖,導致管壁腐蝕穿孔而泄露。同時隨著水的蒸發水中各種離子含量也在逐漸增加,這些離子的增加也會導致結構或者產生腐蝕。而經過處理之后的循環水可以保證在離子濃度增加后而減少結垢,降低腐蝕,減少菌藻生長的效果。
一、何為海淡化資源
海淡化又稱海水化淡、海水脫鹽,是一種實現水資源利用的開源增量技術,目前全球海水淡化技術超過20余種,包括反滲透法、低溫多效、壓汽蒸餾、露點蒸發法、多級閃蒸、電滲析法、水電聯產、熱膜聯產及利用核能、太陽能、風能、潮汐能海水淡化技術等及微濾、超濾、納濾等多項預處理和后處理工藝。循環補充水采用發電廠排放的海水作為水源,進行深度處理后,經超濾、RO膜生產淡水,只有充分了解了海淡化水的性能,才能做到有效利用,故在使用前我們先分析一下海淡化水的性能指標。
二、工業循環冷卻水的水質控制
1、冷卻水系統的日常運行
為及時發現并處理海淡化水作為循環冷卻水補充水在使用中產生的問題,在正常運行中應嚴格控制各項操作指標(如濃縮倍數、Ca2+濃度、pH值、濁度、藥劑濃度、余氯等);注意檢測補充水的水質,并及時監測系統中換熱器的結垢腐蝕程度及系統中微生物的繁殖狀態。歸納總結了對水質的日常檢測指標,并列出了各項檢測分析工作的意義。
2、循環冷卻水的水質穩定性
循環水在冷卻過程中,由于水分的蒸發,溶解鹽類的濃縮,CO2的逸出,外界污染物的進入等原因,會出現結垢、腐蝕及菌藻繁殖等現象。這將影響到循環水系統的正常運行,更嚴重地甚至會引起生產工藝上的失調。為了防止循環冷卻水在使用中出現上述現象,需采取一些措施來控制循環冷卻水的水質,主要是在循環冷卻水中投加化學藥劑,如用緩蝕劑控制腐蝕,用阻垢劑控制結垢,用殺生劑控制菌藻類繁殖等。
3、循環水在冷卻系統中的不穩定性主要是由于其在使用過程中會受到化學作用、電化學作用、生物作用和機械作用等作用的影響而產生的。
在工作中,常常通過研究分析一些性能指標來具體體現這些作用的影響效果,其中朗格利爾飽和指數可用來判斷水是否有結垢或腐蝕的傾向;雷茲諾穩定指數可判斷水的特性,而飽和指數IL和穩定指數IR在使用中都有一定局限性,故目前常同時使用這兩種穩定性指標來判斷水的結垢和腐蝕傾向。
三、海淡化水在應用中遇到的問題及解決措施
海淡化水作為循環冷卻水的補充水使用,我們發現了一些問題,并對這些問題做了總結,也得出了一些相應的解決辦法,但仍需進一步地優化。
下面將環保水處理中所遇到的問題和采取的措施做下歸納:
1、因使用雙膜系統處理海水受水源影響較大,故海淡化水水質變化較大,尤其是雨季等惡劣天氣,Cl-、酸堿度、硬度與平時相差幾倍之多,所以加藥承包商需根據水質隨時調整藥劑;
2、海淡化水硬度偏低,運行中需考慮一些離子的補充如Ca2+;海淡化水Cl-偏高,控制系統Cl-濃度,可使用雙水源或混合水補水;
3、濃縮倍數是工業循環水的重要指標,它能判定循環冷卻水的利用率。系統中K+的來源少,其含量相對穩定,不受土壤和地面水等外界環境影響。K+的溶解度較大,很難從水中析出,故用K+法檢測循環水濃縮倍數。現采用海淡化水作為補充水,由于K+含量很不穩定,所以化驗濃縮倍數計算數值變化很大,故需參考其它指標如電導、硬度、堿度等進行判定;
4、循環水中Cl-的含量能加快腐蝕的速度,也能使不銹鋼產生應力腐蝕開裂,還能穿透緩蝕膜,也是局部腐蝕的必要條件。
由于海淡化水Cl-較高,它對碳鋼管道造腐蝕,進而表現為系統中鐵離子超標,然而鐵離子能為鐵細菌提供營養源,鐵離子能形成難以去除的磷酸鐵垢,再加上膠態鐵沉積在換熱器的表面,影響換熱效果。為了減少Cl-對換熱器的腐蝕和鐵離子對換熱器的影響,故采用襯塑管作為補水管。