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工業循環水系統水處理

一、循環水處理中敞開式循環冷卻水系統存在的問題
敞開式循環冷卻水系統中,由于流速的變化、冷卻水的蒸發、水溫的升高、各種有機物質和無機離子的濃縮,冷卻水直接與空氣接觸使水中的含氧量升高,使水中的藻類繁殖很快,加上冷卻水系統的飛濺損失、蒸發損失、排污損失和泄漏損失的影響,使系統的補水量較大。以上這些都是造成系統氧腐蝕、結垢、微生物服侍和有害離子腐蝕的重要原因。水垢的附著、微生物的大量滋生和設備腐蝕,可導致系統換熱效率下降、粘泥污垢堵塞管道、水質指標低劣,對企業的產品質量、節能降耗和安全生產造成嚴重威脅。所以選擇經濟實用的水處理方案,可有效的改善和解決以上所產生的問題。
(一)設備腐蝕影響生產和縮短使用壽命
在循環冷卻水系統中,很多設備都是金屬制造的換熱器。對于碳鋼制造的換熱器,長期使用會發生腐蝕穿孔,腐蝕的原因是由多種因素綜合造形成的。
1.有害離子腐蝕
循環冷卻水在濃縮過程中,除重碳酸鹽濃度隨濃縮倍數增長而增加外,其它的鹽類如硫酸鹽、氯化物等的濃度也會增加。當SO2—和Cl ̄離子濃度增高時,會加速碳鋼的腐蝕。SO2—和Cl ̄離子會使金屬表面保護膜的保護性能降低,尤其是Cl ̄離子半徑較小,穿透性強,容易穿過膜層,置換氧園子形成氯化物,加速陽極過程的進行,所以氯離子是引起點蝕的原因之一。
對于不銹鋼制造的換熱器,Cl ̄是引起應力腐蝕的主要原因,因此冷卻水中Cl ̄離子的含量過高,常使設備上應力集中部位,如換熱器花板上脹管的邊緣迅速受到腐蝕破壞。循環冷卻水系統中如有不銹鋼制的換熱器時,一般要求Cl ̄的含量不超過300mg/l。
2.微生物引起腐蝕
微生物的滋生也會使金屬發生腐蝕。這是由于微生物排出的粘液與無機垢和泥沙雜物等形成的沉積物附著在金屬表面,形成氧的濃差電池,促使金屬腐蝕。此外,在金屬表面的沉淀物之間缺乏氧,因此一些厭氧菌(主要是硫酸鹽還原菌)得以繁殖,當溫度為25~30℃時,繁殖更快。它分解水中的硫酸鹽,產生H2S,引起碳鋼腐蝕。
3.冷卻水中溶解氧引起的電化學腐蝕
敞開式冷卻循環水系統,水與空氣中氧氣能充分地接觸,因此水中溶解的O2可達到飽和狀態。當碳鋼與溶有O2的冷卻水接觸時,由于金屬表面會形成許多腐蝕微電池,微電池的陽極和陰極區分別發生下列的氧化和還愿反應以上反應機理,促使微電池在陽極區的金屬不斷的被溶解而被腐蝕。

(二)水垢析出降低傳熱效率 一般天然水中都溶解有重碳酸鹽,這種鹽是冷卻水發生水垢附著的主要成分。鹽的濃度隨著蒸發濃縮而增加,當鹽的濃度達到飽和狀態時,或者經過換熱器傳熱表面使水溫升高時,會發生反應促使了反應向正反應方向進行,這樣CaCO3沉淀就附著在換熱器的傳熱表面,積累形成致密的碳酸鹽水垢,使傳熱表面的傳熱性能下降。不同的水垢,其導熱系數不同,但一般不超過1.16w/m·k,遠遠低于鋼材的導熱系數45w/m·k。所以,水垢必然造成換熱器的傳熱效率下降。水垢附著的危害很大,輕者降低換熱器的傳熱效率影響產量;重者堵塞管道,影響安全生產。

(三)微生物粘泥導致系統失效 冷卻水中的微生物一般是指細菌和藻類。在新鮮水中,一般來說細菌和藻類都較少。但在循環水中,由于水中營養成分的濃縮,水溫的升高和日光的照射,給細菌和藻類創造了迅速繁殖的條件。大量細菌分泌出粘液和藻類產生的粘性物質就像粘合劑一樣,能使水中飄浮的灰
 
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