澤東化工地處鄂西地區,循環水系統以地下水作為補充,水質較差,具體表現在總堿度(799mg/L)和總硬度(473mg/L)較高,在循環水系統中極易結垢,長期運行會對設備產生危害。我公司結合此類水質的特點,采用以下三種處理措施作為該方案的重點:
1、加酸處理
通過對循環水加硫酸調節堿度、PH值,使之在允許的濃縮倍數范圍內不結垢,達到預期水處理效果。
1.1加酸量的計算
根據酸堿中和原理,理論上加酸量等于堿度降低量。如果加酸前堿度為M前,堿度控制值為M限,則循環水加酸前后的堿度差:
△ M=M前—M限
如果用98%的硫酸調節PH值,則循環水系統單位用水量為:
X=49·△M/(50×0.98×1000)=△M/1000
式中:X—循環水的加酸量,g/m3
49—1〔H+〕molH2SO4質量,g/〔H+〕molH2SO4(即克當量)
1.2加酸量自動控制
一般情況下,循環水PH值與堿度高度相關,因此該方案設計通過在線PH儀表,自動控制濃硫酸的投加,避免了人為投加的滯后性和誤差,也降低了人為操作不當可能帶來的人身傷害。
2、高堿度高硬度水質配方篩選
通過阻垢實驗篩選出在高堿度高硬度條件下能滿足循環水穩定運行的水處理藥劑,實驗結果如下:
HL-401A阻垢緩蝕劑(mg/L) | 25 |
溫度 | 70 | 80 | 85 | 90 |
阻垢率% | 99.96 | 99.89 | 98.72 | 97.96 |
電導率(us/cm) | 4000 | 5000 | 6000 | 7000 |
阻垢率(%) | 98.87 | 97.72 | 97.34 | 93.52 |
鈣硬(以CaCO3計 mg/L) | 1000 | 1200 | 1300 | 1500 |
阻垢率(%) | 99.43 | 99.37 | 98.16 | 92.58 |
總堿度(以CaCO3計 mg/L) | 750 | 1500 | 1800 | 2250 |
阻垢率(%) | 97.64 | 97.33 | 95.53 | 92.58 |
懸浮物( mg/L) | 50 | 100 | 150 | 200 |
粘附速率(mcm) | 6.12 | 6.23 | 7.32 | 7.53 |
通過上表中的實驗數據,可以得出以下結論:
1) HL-401A阻垢緩蝕劑高溫不分解,能夠在系統溫度高達90℃的情況下保持正常的工作;
2) HL-401A阻垢緩蝕劑在電導率高達6000us/cm的情況下仍能有良好的緩蝕阻垢性能;
3) HL-401A阻垢緩蝕劑在系統中鈣硬達到1500mg/l時仍有很好的阻垢分散效果;
4)HL-401A阻垢緩蝕劑在系統中堿度達到2250mg/l時仍有很好的阻垢分散效果;
5 HL-401A阻垢緩蝕劑對粘泥有良好的分散能力。
3、濃縮倍率的控制
循環水在運行過程中會不斷的濃縮,水中的各種有害離子濃度亦會不斷升高,當這些有害離子濃度超過水處理藥劑所能承受的范圍時,系統就會崩潰,所以控制好濃縮倍率也是循環水處理的重點。
3.1濃縮倍率的控制范圍
濃縮倍率一直是廠家非常注重的問題,因為濃縮倍率低,起不到節水的效果;濃縮倍率高,又體現不出水處理效果,所以,根據藥劑配方將濃縮倍率控制在合理范圍內顯得十分重要。任何水處理藥劑對于特定水質都有承受范圍,當水質超過此范圍時水處理藥劑就會失效,通過實驗我們可以確定其最合適的濃縮倍率范圍:
濃縮倍數 | 水質判斷指數 |
LSI | RSI | PSI |
K=1 | -0.1 | 6.05 | 6.03 |
K=2 | 0 | 6 | 5.97 |
K=3 | 0.2 | 5.93 | 5.9 |
K=4 | 1.5 | 5.13 | 4.87 |
K=5 | 5.54 | 3.44 | 3.12 |
根據不同的水質穩定指數可以判斷,該系統循環水當K>3時,水質已經有結構傾向,K>4時嚴重結垢,所以該循環水系統建議濃縮倍率控制在3-3.5之間。
3.2排污控制
一般情況下循環水系統不用排污,當濃縮倍率達到限定值需要通過排污來降低,排污水量可根據下列公式計算:
Qe—Qw(N-1)
Qb=——————
N-1
式中:Qb—最小排污水量占循環水量的百分比,%
Qe—蒸發損失占循環水量的百分比,%
Qw—風吹損失占循環水量的百分比,%
N —濃縮倍率。