浅谈循环水处理与排污系统设计

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1、广东建材2010年第3期建筑设计与装饰浅谈循环水处理与排污系统设计陈姣(广东省建筑工程监理公司)摘要：本文论述了循环水系统水处理与排污的必要性与重要性，对循环水的水处理及污水排放系统进行了简单计算与设计。关键词：循环水系统；水处理；排污：浓缩倍数1前言在敞开式循环冷却水系统中，一般面临以下几个问题：1．1结垢与沉积由于在水中之Ca2+、HCO。、SO：、Mg“、SiOi等离子及悬浮物、有机物、油脂等质，其溶解度受到温度、流速、及pH等因素作用，在高温和低流速地方沉积，造成降低热传效率或传热不均、设备腐蚀(垢

2、下腐蚀)、增加管线输送压力落差及电力消耗。1．2腐蚀由于冷却水中含有溶解氧以及各种电解质，它会由于电位差而产生电化学反应，从而产生金属腐蚀。阴极反应：牟02+H20+2e一20H一二阳极反应：Fe—Fe2++2e当微生物繁殖时，其微生物体的分泌物与冷却水中有机物，无机物聚积而形成的粘泥，沉积在系统中时，将造成沉积下金属腐蚀。不同金属互相接触时，因金属间电位差而造成电偶腐蚀，例如热交换器之铜管与碳钢端板，接触部分的碳钢部分会因此加速腐蚀。其它影响腐蚀的因素尚有：pH、固溶物、温度、流速等。腐蚀会缩短设备寿命、

3、腐蚀产物会加剧污垢的形成，引起非计划停车1．3微生物滋生微生物可分为细菌、真菌及藻类，由于其散布在自然界各角落，而冷却水的温度、pH值均在适合微生物繁衍的范围，若未加以控制，微生物不断繁殖，会在换热器管内产生粘泥污垢，导致端差增加，换热效果下降，影响生产效率。严霞时，粘泥甚至将堵塞管束，且在粘泥沉积地方造成沉积物下腐蚀，导致设备损坏等。由于冷却水系统在运行过程中会出现如上所述的若干问题，为了确保一个系统高效安全运行，对冷却水系统所进行的任何处理方案都必须能有效控制上述问题，才能使系统能顺利运行。同时，在敞开

4、式循环冷却水系统中，由于循环冷却水在循环过程中不断蒸发而浓缩导致水质恶化，不能达到冷却水水质标准，此时必须不断补充新鲜水并将盐分含量较高的浓水排放，使水中的含盐量维持在一定的浓度，以平衡水质。循环水系统水量损失应包括冷却塔的蒸发、风吹与排污的损失水量，排污损失则与水质状况与水处理系统的运行状况有关，本文以循环水量为3300m3／h，系统容积为825m。，冷却塔进出水温差为lO℃的循环水系统水处理与排污的设计来进行探讨。2循环水处理及污水排放系统的设计2-1污水排放量的计算与水处理方案选择循环水系统的污水排放

5、量可按下式进行计算：Qb=鲁飞(式1)式中：Qb一排污水量，m3／h：Qe——蒸发损失水量，m3／h；Qr风吹损失水量，ma／h：卜浓缩倍数。蒸发与风吹损失与当地的气象条件有关，本处蒸发损失水量取循环水量的0．015进行计算，即49．5m3／h，风吹损失水量取循环水量的0．001进行计算，即3．3m3／h，而循环水的浓缩倍数则由选用的循环水处理方案及其效果决定，并取决于循环水补充水的水质状·—127—-建筑设计与装饰广东建材2010年第3期况。2．1．1水质状况本工程补充水的水质检测资料如表l所示：序号项目

6、单位分析数据l总硬度mg／L2992pH无量纲7．883Caz+mg／L61．74M92+mg／L35．3一5HC03mg／L323．46总碱度mg／L5307酚酞碱度mg／L85．02说明：硬度、碱度均以碳酸钙计。2．1．2水质评价不难看出，该水质属结垢性的水，同时随着浓缩倍率的提高其结垢倾向越来越严重。原水循环浓缩后的结垢倾向见表2。表2结垢倾向项目K=2．5K=3K=4PHS5．685．645．49PH循8．648．688．78L．S．I2．963．043．29R．S．I2．722．62．2倾向严重结

7、垢说明：具体判断公式参见中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》2．1．3循环水处理方案的确定对于水质的处理，如果采用软化处理(离子交换法或石灰软化法)，虽说町以大大减少排污水量，但从投资和运行成本上是极不经济的。为了防止换热面上结垢而影响换热设备传热，防止设备腐蚀及微生物的繁殖，循环冷却水必须采取水质稳定处理。下面以浓缩倍率分别取2．5、3和4时进行分析(以年运行设计7000h，阻垢缓蚀剂投加浓度以70mg／L排污量进行计算)。(1)K=2．5时。当浓缩倍数为2．5时，正常投加阻垢缓蚀剂即可有效阻止系统的结

8、垢倾向，排污量为29．7m3／h，补水量为82．5ma／h，此时年排污量为207900m3，年补充水量为577500m3，年投加复合阻垢缓蚀剂约14．55吨。(2)K=3时。当浓缩倍数为3时，正常投加阻垢缓蚀剂即可有效阻止系统的结垢倾向，排污量为21．45m3／h，补水量为74．25m3／h。此时年排污量为150150m3，年补充水量为519750m3，年投加复合阻垢缓蚀剂约10．51吨。—-128——(3)K=