毕业设计论文循环水

摘要:循环冷却水在使用之后，水中Ca2+、Mg2+、Cl-等离子，溶解固体和悬浮物对应增加，空气中污染物如灰尘、杂物、可溶性气体以及换热器物料泄漏等，均可进入循环冷却水，使循环冷却水系统中设备和管道腐蚀、结垢，造成换热器传热效率降低，过水断面降低，甚至使设备管道腐蚀穿孔。要处理循环冷却水系统中这些问题，必须进行综合治理。采取水质稳定技术，用物理与化学处理相结合方法控制和改进水质，使循环冷却水系统中腐蚀、结垢、微生物污垢得到有效处理，从而取得节水、节能良好效益。关键词:循环冷却水，腐蚀，结垢，微生物AbstractIntheuseofcoolingwater,waterCa2+,Mg2+,Cl-plasma,dissolvedsolidsandthesuspensionofacorrespondingincreaseinairpollutantssuchasdust,debris,gasandheatexchangersolublematerialssuchasleakage,canenterthecycleofcoolingWater,coolingwatersystemofequipmentandpipelinecorrosion,scaling,resultinginheatexchangerefficiency,reducecrosssection,eventheequipmentpipelinecorrosionperforation.Tosolvethecoolingwatersystemsintheseissues,theneedforcomprehensivemanagement.Useofwaterstability,physicalandchemicaltreatmentusingacombinationofmethodstocontrolandimprovewaterqualitysothatthecoolingwatersystemofcorrosion,scalingandmicrobiologicalfoulingbeaneffectivesolutiontoobtainwater-saving,energy-savingbenefitsofthegood.Keywords:Circulationchilledwater,corrosion,fouling,microorganism目录1引言……………12循环水系统及控制指标……………………22.1循环水系统特征………………………22.2敞开式循环水系统………………22.3循环水系统产生问题………………22．4循环水使用中控制指标………33循环水水质处理技术作用及其主要性………………54循环冷却水腐蚀……………64.1循环冷却水腐蚀成因……………………64.2循环冷却水中腐蚀影响原因………………64.3循环冷却水腐蚀抑制………………75循环冷却水系统中沉积物及其控制…………………95.1沉积物分类…………………95.2水垢控制技术…………105.3污垢控制………………136微生物控制………………156.1微生物引发危害………………………156.2微生物控制指标………………………156.3微生物控制……………157日常处理工作…………208结束语…………21参考文件………………………22致谢………………231引言在20世纪初，伴随工业快速发展，工业用水愈来愈多，不过，几乎没有一家工厂使用循环水。到了四十年代，人们生活用水、农田用水和工业用水之间出现了争夺，直流水系统已经受到了水资源限制，于是另觅用水出路而发展了循环水系统。比如一套水用量约0t/h左右装置，如采取循环水系统，每小时补充四五百吨新鲜水就够了，节约水量非常可观。我国淡水资源并不丰富，且分配甚不均衡，北方缺雨少水，更显水源担心。如华北地域和京津一带已连年闹水荒，严重影响工农业发展和人们生活用水，节约用水日益迫切。在水源上得天独厚长江流域和江南水乡，因为不注意排水处理，江河湖泊受到不一样程度污染，影响人们用水质量和鱼类生存。为保护生态环境不被破坏，环境保护部门对排出水温度、PH值及其它污染物都有要求。为使有害成份达成排放标准，只有降低污水流量才能适合处理，才能降低污水处理费用。所以，不论从节约水源还是从经济观点和保护环境观点出发，都应设法降低取水量，降低冷却水排污量，限制使用直流水系统，尽可能推广采取敞开式循环冷却水系统。循环水比起直流水，除了节约新鲜水量、降低排污水量之外，还能够预防热污染。循环水还因控制换热器污垢热阻而提升传热效果和生产效率，降低设备体积，节约钢材。循环水有效控制了系统中设备腐蚀，从而提升设备使用寿命。化学工业、石油工业、冶金工业及建筑空调系统中常需要将热工艺介质进行冷却，水特征很适适用作冷却介质。工业冷却水经过换热器（或称热交换器、水冷却器、水冷器）与工艺介质间接换热。热工艺介质在热交换中降低温度，冷却水被加热温度升高。工业冷却水用量往往很大，在化学工业许多企业中占到工业用水总量90%~95%以上。2循环水系统及控制指标2.1循环水系统特征冷却水系统是用水来作为工业冷却介质系统，它分为直排冷却水系统和循环冷却水系统。直排冷却水系统因其消耗水量大、加药处理费用过高，已经被淘汰。循环冷却水系统中冷却水流经换热器时，和工艺介质进行热交换，热介质经过冷却水冷却到需要温度，冷却水温度升高，成为热水。热水基本不排放，经过冷却后仍返回系统重复使用。即冷却水被加热成热水，热水被冷却成冷水，冷水再加热，热水再冷却，循环不止，因而大大节约了用水。这就是循环冷却水系统与直排冷却水系统不一样之处。循环冷却水系统又可分为密闭式和敞开式两种，其区分在于敞开式系统中热水是经过冷却塔（又称凉水塔）或冷却池与空气直接接触被冷却为冷水，再返回系统循环使用，而密闭式系统中水不与大气接触，密闭循环，水冷却主要依靠冷水机等伎俩来完成，水不浓缩，也基本上不消耗。2.2敞开式循环水系统在敞开式循环冷却水系统中，冷却水用过后也不是立刻排放掉，而是收回循环再用。水再冷却是经过冷却塔来进行，所以冷却水在循环水过程中要与空气接触，部分水在经过冷却塔时还会不停被蒸发损失掉，因而水中各种矿物质和离子含量也不停被浓缩增加。为了维持各种矿物质和离子含量稳定在某一个定值上，必须对系统补充一定量冷却水，通常称作补充水；并排出一定量浓缩水，通称排污水。这种敞开式循环冷却水系统要损失一部分水，但与直流冷却水系统相比，能够节约大量冷却水，且排污水也对应降低。所以，不论从节约水资源，还是从经济和保护环境观点出发，都应设法降低各类工厂冷却水用量，尽可能使用敞开式循环冷却水系统。2.3循环水系统产生问题冷却水经过换热器后水温提升成为热水，热水经冷却塔曝气与空气接触，因为水蒸发散热和接触散热使水温降低，冷却后水再循环使用。敞开式冷却水系统又叫冷却塔系统，因为它惯用冷却塔作为水冷却设备，这种系统在工厂得到广泛使用。如图2-1所表示。这种敞开式循环冷却水系统，因为在循环过程中要蒸发掉一部分水，还要排出一定浓缩水，故要补充一定新鲜水，以维持循环水中含盐量或某一离子含量在一定值上。比较起来，循环水补充水量是很有限，通常只是直流水四十分之一左右。冷却水在循环使用过程中，轻易带来以下三个问题：1、水在冷却塔内和空气充分接触，使水中溶解氧得到补充，所以循环水中溶解氧总是饱和。水中溶解氧是造成金属电化学腐蚀主要原因。加上水浓缩后含盐量增加，电导率上升，也增加了腐蚀倾向；图2-1敞开式循环冷却水系统2、水浓缩之后成垢离子成倍增加。尤其因为碳酸氢盐是很不稳定盐类，它在换热器表面会分解成为碳酸盐和二氧化碳。碳酸钙溶解度很低，使传热面上结碳酸钙水垢倾向增加；3、冷却水和空气接触，吸收了空气中大量灰尘、泥沙、微生物及其孢子，使系统污泥增加。冷却塔内光照、适宜温度、充分氧和养分都有利于细菌和藻类生长，从而使系统黏泥增加，在换热器内沉积下来，增加了黏泥危害。2．4循环水使用中控制指标要搞好循环取得良好效果，对于循环水和补充水和各种杂质应该有限制性要求，这种限制性控制指标就是水质控制边界条件，假如超出控制指标，就会给循环水处理带来危害。表2-1是循环水系统中各种离子或杂质允许含量：表2-1循环水中各种离子或杂质允许含量名称允许含量过高或过低时危害浑浊度通常要求≦20mg/L,使用板式，翅片式和螺旋式换热器时宜≦10mg/L污垢沉积含盐量投加缓蚀阻垢剂时，通常不宜>3000μs/cm腐蚀或结垢钙离子（以CaCO3计）依照碳酸钙稳定指数和磷酸钙饱和指数进行控制，大致要求≧50mg/L，≦500mg/L过高结水垢，过低则腐蚀总碱度（以CaCO3计）依照碳酸钙稳定指数选定PH指标，总碱度依照PH值自然平衡，大致要求≧50mg/L，≦500mg/L过高结水垢，过低则腐蚀钙离子加总碱度（以CaCO3计）采取全有机配方时，大致要求二者之和≦1000mg/L过高可能结水垢铁和锰（总铁量）≦0.5mg/L过高表明系统有腐蚀，可形成黏性污垢，造成局部腐蚀铜离子对碳钢换热，要求Cu+≦≦0.1mg/L过高产生点蚀氯离子依照换热器材质、壳程和管程、结构、应力及药剂、配方情况决定，通常碳钢换热器系统≦1000mg/L，不锈钢换热器较多系统≦300mg/L过高促进局部腐蚀，对碳钢主要是点蚀，对不锈钢是应力腐蚀开裂3循环水水质处理技术作用及其主要性化学水处理技术能够很好地处理循环冷却水所带来危害。它在国外应用已经有半个多世纪以上；在我国也日益广泛应用，大量推广已经有二十多年历史。其综合处理效果令人满意，处理费用也能为用户接收，是普通使用好方法。在循环冷却水中应用水处理技术，既可改进水质，降低对设备腐蚀和结垢，延长设备寿命，确保生产长周期均衡平稳地运行，又能节约用水，降低排污，对生态环境大为有利，从而取得良好经济效益和社会效益。评价化学水处理经济效益需要从处理费用上和生产上全方面评价。化学处理费用经济合理，占循环水成本中百分比极低，而且带给系统好处很多，有很好经济效益。据我了解，许多厂在这方面都深有体验，尤其是有厂早期投产时循环水未进行化学处理，运行一段时间后才发觉“水患成灾”，日后采取化学处理，“对症下药”，使水质得到显著改进。科学技术是第一生产力，循环水化学处理技术在节能降耗，高产稳产，提升效益等方面发挥着非常主要和关键作用，详细表现在：1、确保换热设备高效运行。经过化学处理，减缓设备和管道腐蚀和结垢，提升换热效率，改进工艺条件，延长设备及管道使用寿命。2、稳定生产。没有沉积物附着、腐蚀穿孔和粘泥堵塞等危害，冷却水系统中换热器就能够一直在良好环境中工作，除计划中检修外，意外停产检修事故就会降低，为生产长周期安全运行提供确保，从而降低生产过程中因设备维修造成时间延误。3、节约水资源。冷却水使用水处理剂后，能够提升循环水浓缩倍数，这对工业节水有着主要作用。与支流冷却水相比，即便循环水浓缩倍数比较低，比如仅为1.5倍，但此时补充水即可节约94.8%。由此可见，提升浓缩倍数，使用水处理技术，改进和净化水质，对节约水资源有着至关主要作用。4、降低环境污染。因为浓缩倍数提升，循环冷却水系统比起直排冷却水系统来，大大降低了冷却污水排放量，也就降低了对环境污染。5、经济效益显著。采取水稳技术后，循环冷却水系统处于良性循环，换热效率和冷却效果良好，同时降低原材料消耗，降低生产成本，实现生产满负荷运行，生产能力提升，产品质量改进，产量增加，经济效益突出。4循环冷却水腐蚀4.1循环冷却水腐蚀成因因为和周围介质相互作用，使材料（通常是金属）遭受破坏或使材料性能恶化过程称为腐蚀。腐蚀是一个电化学过程，经过腐蚀，一个金属能够恢复到它原来自然状态。比如：铁腐蚀过程即是铁回复到赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）状态。另外，还有一个特殊腐蚀叫做微生物腐蚀，这是因为微生物直接或间接地参加了腐蚀过程所起金属毁坏作用。微生物通常不单独存在，往往总是和电化学腐蚀同时发生，二者极难截然分开。引发腐蚀微生物通常为细菌及真菌，但也有藻类及原生动物等，在大多数场所下都可看作是各种细菌共同作用而造成危害。金属在溶液中电化学反应是这么过程：首先是在溶液中金属释放自由电子（通常把释放自由电子氧化反应称为阳极反应）；自由电子传递到阴极（接收电子还原反应称为阴极反应）；电子再由阴极传递到溶液中被其它物质吸收。所以腐蚀是一个发生在金属和溶液界面上多相界面反应，同时也是一个多步骤反应。由以上叙述中能够看出，一个腐蚀过程最少由一个阳极（氧化）反应和一个阴极（还原）反应组成。碳钢在冷却水中腐蚀是一个电化学过程。因为碳钢组织表面不均一性，所以，当它浸入水中时，在其表面就会形成许多微小腐蚀电池。阳极区域Fe不停失去电子，变成Fe2+进入溶液，也即铁不停被溶解腐蚀，留下电子，经过金属本体移动到阴极渗碳体表面，与水和溶解在水中O2起反应生成OH-离子。在水中，阴、阳极反应生成Fe2+溶与OH-即生成不溶性白色Fe(OH)2堆积在阴极部位，铁表面不再和水直接接触，这就抑制了阳极过程进行。担当水中有溶解氧时，阴极部位反应还要进行下去，因Fe(OH)2极（Fe2O3）这种物质极易被氧化为Fe(OH)3，即铁锈。因为铁锈基本不溶于水，所以只要水中不停有O2溶入，这种腐蚀电池共轭反应就不停进行。换言之，也就是碳钢腐蚀会不停地进行下去。4．2循环冷却水中腐蚀影响原因①PH值：如该金属氧化物溶于酸性水溶液而不溶于碱性水溶液（镍、铁、镁等），则该金属PH↘，腐蚀率↘；如氧化物即溶于碱性又溶于酸性水溶液，则为两性金属（铝、锌、铅等），则PH居中最好。②阴离子：水中不一样阴离子在增加金属腐蚀速度方面有以下次序：NO3-﹤CH3COO-﹤SO42-﹤CL-﹤CLO4-，而CL-等活性离子能破坏碳钢、不锈钢和铝等金属或合金表面钝化。铬酸根、亚硝酸根、硅酸根和磷酸根则对钢有缓蚀作用。③络合剂：如NH3、CN-、EDTA和ATMP等④硬度：垢下腐蚀。⑤金属离子：Cu、Ag等有害，Zn能够缓蚀等。⑥溶解气体：O2、SO2、CO2、NH3、H2S、CL2含量增加，则加速腐蚀。⑦悬浮固体：生成沉积物，引发垢下腐蚀。⑧温度流速：越高则腐蚀增加。4．3循环冷却水腐蚀抑制控制腐蚀路径有三种：①除去水中会引发腐蚀成份；②在金属表面造成保护膜；③采取阳极保护。循环水中，主要是用投加缓蚀剂形成保护膜方法来控制腐蚀，也有用涂料覆盖方法来隔绝金属与水直接接触来控制腐蚀。4.3．1投加缓蚀剂缓蚀剂是抑制不稳定水腐蚀过程药剂。可分为有机和无机两大类。依照缓蚀剂成膜类型能够将其分为：氧化膜型缓蚀剂、沉淀膜型缓蚀剂、吸附膜型缓蚀剂。依照缓蚀剂对电化学腐蚀控制部位不一样可分为：阳极缓蚀剂、阴极缓蚀剂和混合型缓蚀剂。阳极缓蚀剂作用是在阳极与金属离子作用，生成氧化物或氢氧化物，沉积覆盖在阳极上形成保护膜。有时还降低阳极金属电极电位，这么就抑制了金属向水中溶解。阴极缓蚀剂是抑制原电池阴极反应化学药剂。阴极缓蚀剂通惯用较多有聚磷酸盐和锌盐。聚磷酸盐作为缓蚀剂，其作用是与水中阳离子(Ca2+、Fe2+)络合形成带正电胶体，胶体颗粒向阴极沉积成膜，伴随膜增厚阴极释放电子反应被阻止。锌盐作为缓蚀剂，它在阴极部位产生Zn(OH)2沉淀，起保护膜作用。混合型缓蚀剂，既能在阳极成膜，也能在阴极成膜，其成膜作用是靠极性基团吸附。当缓蚀剂在阳极部位形成致密保护膜，以致金属离子不一样志溶解于水(即不再起阳极作用)时，这种缓蚀剂又叫钝化剂。把两种以上缓蚀剂组合成复合剂使用，往往起到增效作用，所以现在极少采取单一缓蚀剂。3．2防腐蚀涂料覆盖法这种方法是在碳钢换热器传热表面上涂上防腐涂料，形成一层连续牢靠附着薄膜，使金属与冷却水隔绝，防止受到腐蚀。涂料品种很多，与通常金属防腐涂料相比，冷却水防腐涂料应满足以下要求。①有良好屏蔽作性和化学稳定性。因为冷却水防腐涂料长久浸泡在水中，这就要求它在冷却水中化学性能稳定，能够阻止水分子、溶解氧和其它腐蚀性物质透过涂层与碳钢基体接触而发生腐蚀。②与基体金属有良好结协力，不易脱落。冷却水防腐涂料若有脱落将使碳钢换热器金属表面暴露在水中而被腐蚀。同时，脱落下涂层碎片也可能堵塞冷却水管道而影响换热。③涂覆后不应显著地降低换热器换热效率。④能预防微生物附着和微生物破坏。⑤能耐受较高温度而不被破坏。冷却水防腐涂料主要成份有：基料、防腐颜料、填料、溶剂以及其它涂料助剂。5循环冷却水系统中沉积物及其控制5．1沉积物分类循环冷却水系统在运行过程中，会有各种物质沉积在换热器传热管表面。这些物质统称为沉积物。它们主要是由水垢（scale）、淤泥（sludge）、腐蚀产物(corrosionproducts)和生物沉积物(biologicaldeposits)组成。通常人们把淤泥、腐蚀产物和生物沉积物统称为污泥(fouling)。各类沉积物组成大致以下：1、水垢又称硬垢或无机垢。为补充水中带入确实难溶或微溶盐在案循环水中条件改变时所形成垢。常见有碳酸盐、碳酸钙或磷灰石、硫酸钙、氢氧化镁、硅酸镁等。2、污泥相对水垢而言较疏松，又称软垢。常含有泥渣、粉尘、砂粒、腐蚀产物、天然有机物、微生物菌落和分泌物、氧化铝、磷酸铝、磷酸铁、通常碎屑等。3、淤泥以泥砂为主软垢。4、粘泥又称生物沉积。由微生物及其分泌物和残骸组成，具备滑腻感胶状粘泥或粘液。5、腐蚀产物因为设备腐蚀而产生金属氧化物，主要为氧化铁、氧化铜等。5.1、来自补充水未经预处理或处理不量补充水会使泥砂、悬浮物、微生物带入系统，即使澄清、过虑、消毒良好补充水也会有一定浑浊度并带有少许微生物。澄清过程中还可能将混凝剂水解产物，铝或铁离子，留在补充水中。另外，不论是否经过预处理，补充水中溶解盐都会带入循环水系统。2、来自空气泥砂、粉尘、微生物及其孢子苔随空气带入循环系统。有时侯昆虫（如甲壳虫）也会大量带入系统，引发换热器堵塞。当冷却塔周围环境受到污染时，硫化氢、二氧化硫、氨等腐蚀性气体有可能随空气进入循环水中造成沉积。3、来自工艺介质泄漏换热器泄漏，尤其是漏油或一些有机物造成污泥沉积。4、来自化学处理药剂如在循环水中加锌盐或聚磷酸盐缓蚀剂，则有结锌垢或磷酸盐垢可能性。5、来自系统腐蚀所形成腐蚀产物。5.2水垢控制技术5．2．1循环冷却水结垢成因在循环冷却水系统中,水垢是由过饱和水溶性组分形成。水中溶解有各种盐类，如碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐等，其中以溶解碳酸氢盐如Ca(HCO)3、Mg(HCO)3最不稳定，极易分解生成碳酸盐。所以，当冷却水中溶解碳酸氢盐较多时，水流经过换热器表面，尤其是温度较高表面，就会受热分解，其反应式以下：Ca(HCO)2=CaCO3+H2O+CO2(3-1)当循环水经过冷却塔，溶解在水中CO2会逸出，水PH值升高，此时，碳酸氢盐在碱性条件下也会发生以下反应：Ca(HCO)2+2OH=CaCO3+2H2O+CO2(3-2)如水中溶有适量磷酸盐与钙离子时，也将产生磷酸盐沉淀。上述一系列反应生成Ca(CO)3和Ca(PO4)2等均属难溶性盐。它们溶解度比起Ca(HCO)3来要小得多。同时，它们溶解度与通常盐类还不一样，其溶解度不是伴随温度升高而加大，而是伴随温度升高而降低。所以，在换热器传热表面上，这些难溶性盐很轻易达成过多饱和状态而从中结晶析出，尤其当水流速度小或传热面较粗糙时，这些结晶沉淀物就会沉积在传热器表面上，形成了通常所说水垢。因为这些水垢结晶致密，比较坚硬，又称之为硬垢。常见水垢成份为：碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、镁盐、硅酸盐。准确判断水质结垢或腐蚀程度应该依照各种试验结果。在试验之前往往称依照水质及一些运行条件进行计算，作出对结垢或腐蚀倾向初步判断，方便考虑试验方案。现在计算方法都是依照水中某种盐类溶解平衡关系提出，也就是说水中某种盐达成能够析出数量，即有结水垢倾向。假如该盐类在水中能全部溶解，则在金属表面上完全没有水垢作保护层，即有腐蚀倾向。循环冷却水中最易成垢是碳酸钙，如使用磷系配方常有磷酸钙垢，一些水质还可能产生硫酸钙、硅酸镁等到水垢，故常以这几个盐类分别判断结垢或腐蚀倾向。通常以经验饱和指数来判断碳酸盐结垢倾向，即依照循环水中氢离子浓度与达成平衡时氢离子浓度比较，来判断循环水中是否达成平衡，也就是饱和指数： IL=PH0—PHS(3-3) 式中：IL——饱和指数； PH0——循环冷却水在实际使用温度下实际PH值；PHS——在循环冷却水使用温度下，式(3-3)达成平衡时PH值；IL=0时，Ca(CO)3刚好达成饱和，此时水不会产生水垢，也不会发生腐蚀；IL>0时，水中Ca(CO)3处于过饱和状态有析出水垢倾向；IL<0时，Ca(CO)3未饱和，有过量CO2存在，会出现消溶循环水系统中水垢倾向，即存在腐蚀可能。考虑控制水垢方案时，要结合循环水量大小、要求怎样、药剂起源等，因地制宜地选择控制方案。控制水垢析出方法大致有以下几类：5．2．2从冷却水中除去成垢钙离子冷却水中如无过量PO43-或SiO2，则磷酸钙和硅酸钙是不轻易生成。循环冷却水中最易生成水垢是碳酸钙垢，所以谈到水垢控制时，主要是指怎样预防碳酸盐水垢析出。而水中Ca2+是形成碳酸垢主要原因，如能从水中除去Ca2+，使水软话，则碳酸钙就无法结晶析出，也就不形成水垢。从水中除去钙离子方法主要有以下两种：1．离子交换树脂法离子交换树脂法就是让水经过离子交换树脂，将Ca2+、Mg2+从水中置换出来并结合在树脂上，达成从水中除去Ca2+、Mg2+目标。用不一样性质离子交换树脂，能够很简地从硬水中除去等离子，使水软化。其主要操作流程如：图5-1所表示：软化时采取树脂是钠型阳离子交换树脂。硬水经过交换树脂，其中Ca2+、Mg2+等二价阳离子与Na+交换，并与树脂结合，从而除去Ca2+、Mg2+等，使水软化。当树脂失去交换能力时，就要停顿软化操作，并经过进食盐水，使结合在树脂上Ca2+、Mg2+与食盐中Na+进行交换，让Na+从新结合在树脂上，原先结合在树脂上Ca2+、Mg2+经过交换后进入水中，随再生废液一起排走。这个过程称为再生。如此软化、再生交替进行，就能简便地得到软水，再生反应以下：R(SO3Na)2+Ca(HCO3)2=R(SO3)2Ca+2NaHCO3R(SO3Na)2+MgSO4=R(SO3)2Mg+Na2SO4R(SO3)2Ca+2NaCL=R(SO3Na)2+CaCL2R(SO3)2Mg+2NaCL=R(SO3Na)2+MgCL2用离子交换法需较高补充水，成本高。所以只有补充水量小循环冷却水系统才会使用。2．石灰软化法补充水未进入循环冷却水系统之前，在预处理是就投加适当石灰，让水中酸投加石灰所耗成本低.原水钙含量高而补水量又较大循环冷却水系统常采取这种法.但投加石灰时,灰尘较大,劳动条件差.如能从设计上改进石灰投加法,此法是值得采取,尤其对暂时硬度大结垢型原水更适用。3．控制浓缩倍数循环水在运行过程中不停浓缩和蒸发，当浓缩到一定程度时，就会发生CaCO3沉淀，为了预防水垢生成，方法之一就是控制好循环水中盐类浓缩倍数，使其碳酸盐硬度低于极限碳酸盐硬度。5．2．3加酸或通CO2气体,降低PH,稳定重碳酸盐1．加酸通常是加硫酸.因为加盐酸会带入CL-,增加水腐蚀性,加硝酸则会带入硝酸根,有利硝化细菌繁殖.因为重碳酸盐在水中常呈以下平衡:Ca(HCO3)2=Ca2++2HCO3-HCO3-=H++CO3-所以加酸带入H+,可促使反应向左进行,使重碳酸盐稳定。加酸法现在仍有使用,因为硫酸加入后,循环水PH会下降,如不注意控制而加酸过多,则会加速设备腐蚀.在操作中假如依靠工人分析循环水PH来控制加酸量,则有取样点是否有代表性及调整PH滞后等问题.所以,假如采取加酸法,最好配有自动加酸,调整PH设备和仪表。2．通CO2气有些化肥厂在生产过程中常有多出CO2气,而有些化工厂烟道气中也含有相当多CO2气.假如将CO2气或烟道气通入水中,则可使以下平衡向左进行,从而稳定重碳酸盐:Ca(HCO3)=CaCO3+CO2↑+H2O但此法常因冷却水经过冷却塔时,CO2气轻易从水中逸出,因而在冷却塔中析出碳酸钙,堵塞冷却塔与填料之间孔隙.这种现象称钙垢转移,所以采取有困难.依照近年来实践经验,只要在原水塔中适当注意补充一些CO2气,并控制好冷却水PH值,就能够降低或消除钙垢转移危害,故此法对一些化肥厂或化工厂,电厂等仍有推广使用价值。5.2结垢是水中微溶盐结晶沉淀结果。在盐类过饱和溶液中，首先产生晶核，再形成少许微晶粒，然后这些微晶粒相互碰撞，并按一个特有方式或次序排列起来，使小晶粒不停成长，形成大晶体。假如，投加一些药剂（阻垢分散剂），改变循环水中碳酸钙等微溶盐类晶体生长过程和形态，使其处于对应过饱和介稳状态分散在水中，就能够防止结垢或减轻结垢程度，甚至使已附着垢物剥离。具备阻垢性能药剂有螯合剂、抑制剂和分散剂。螯合剂和阳离子形成螯合物或络合物，将金属离子封闭起来，阻止其与阴离子反应生成水垢，其结果实际上是降低了水中游离钙镁离子浓度，因而起到阻垢作用。EDTA是性能良好螯合剂，几乎能与全部金属离子螯合。螯合剂投药量符合化学计量关系。要想经过螯合来阻垢，必须添加高剂量螯合剂，在工业上难以办到。抑制剂能扩大物质结晶介稳区，在相当大过饱和程度上将结垢物质稳定在水中不析出。当水中产生微小晶核时，它们强烈吸附在晶核上，将晶核与其它离子隔开，从而抑制晶核长大。即使晶核能长大，但因为其干扰作用使晶核排列不正常，发生畸形或扭曲，也难于形成致密而牢靠垢层。这种垢层中有大量空隙，彼此无粘结力，在水中很轻易被冲走。聚磷酸盐和膦酸盐是性能优良钙垢抑制剂。抑制剂投量是非化学计量，比螯合剂用量少。分散剂是一类阴离子型或非离子型高分子聚合物，如聚丙烯盐酸，聚马来酸等，它们吸附在微晶粒上，使微晶粒表面形成双电层，相互排斥，或者将数个微晶粒连成彼此有相当距离疏松微粒团，阻垢微粒相互接触而长大，使其长时间分散在水中。作分散剂用聚合物分子量要适当，最好为1000～50000。分子量太小，分散作用差；分子量太大即聚合物链太长，反而使粒子絮凝成大团粒而造成产生污垢。5．3污垢控制污垢形成主要是由尘土、杂物碎屑、菌藻尸体及其分泌物和细微水垢产物等组成。腐蚀所以，欲控制好污垢，必须做到以下几点：1、降低补充水浊度天然水中尤其是地面水中总夹杂许多泥砂、腐殖质以及各种悬浮物和胶体物，它们组成水浊度。作为循环水系统补充水，其浊度愈低，带入系统中可形成污垢杂质就愈少。洁净循环水不易形成污垢。当补充水浊度低于5-8mg/L以下。如城镇自来水、井水等能够不作预处理直接进入循环水系统。当补充水浊度高时，必须进行预处理，使其浊度降低。为此《中华人民共和国国家标准工业循环冷却水处理设计规范》中要求，循环冷却水中悬浮物浓度不宜大于20mg/L。当换热器型式为板式、翅片管式和螺旋板式时，不宜大于10mg/L。2、补充水预处理假如补充水悬浮物含量高，就会使循环水系统遭到污染，给运行带来一定问题，必须进行处理，这包含对循环冷却水补充水进行混凝、澄清处理及过滤处理。3、投加药剂在进行阻垢、防腐和杀菌水质处理时投加一定分散剂，也是控制污垢好方法。分散剂能将粘合在一起泥团等杂质分散成微细物悬浮与水中，伴随水流流动而不沉积在传热器表面，从而降低污垢对传热器影响，同时部分悬浮物还能够随排污水排出循环水系统。投加药剂有四类：（1）．杀菌剂及灭藻剂（2）．分散剂和渗透剂（3）．絮凝剂（4）．乳化剂。这几中药剂能够单独使用，也能够混合使用，也能够针对性地对个别污泥较重部位投加某种药剂。4、做好循环冷却水水质处理冷却水在循环使用过程中，如不进行水质处理，必定会产生水垢或对设备腐蚀，生成腐蚀产物。同时必定会有大量菌藻滋生，从而形成污垢。假如循环水进行了水质处理，但处理不太好时就会使原来水垢因阻垢剂加入而变松软，再加上腐蚀产物和菌藻繁殖分泌粘性物，它们就会粘合在一起，形成污垢。所以，做好水质处理，是降低系统产生污垢好方法。5、增加旁滤设备旁流过滤（sidestreamfiltration）是指从循环冷却水系统中分流出一部分流量进行过滤处理，以维持循环水中悬浮物在一定范围之内。旁流水量通常为整个循环水量2%---5%。即使在水质很好、补充水浊度也较低情况下。循环水系统中浊度依然会不停在升高，从而加重污垢形成。循环冷却水系统在稳定操作情况下浊度升高是因为冷却水经过塔与空气接触时，空气中灰尘被带入水中，尤其是工厂所在地理环境干燥、尘土飞扬更为显著。6．严格控制浓缩倍数主要依靠选择高效缓蚀阻垢剂，提升浓缩倍数，控制排污量，禁止系统在循环水使用温度范围内参缓蚀阻垢剂，也是提升浓缩倍数方法之一。7．强化设备管理 （1）、随时消除设备跑、冒、滴、漏，防止工艺介质对循环水系统污染或循环水对工艺介质影响（2）、凉水塔收水器规格、安装要求是控制漂水量关键步骤，努力降低系统渗水、漏水量（3）、抓好设备安装和维修质量是控制工业循环水运行费用有效方法。8．强化生产管理；加强对输水管道、水沟、水池封闭管理，预防杂物、塑料袋、包装盒、杂草之类物质进入循环水系统。6微生物控制6．1微生物引发危害循环冷却水系统环境极利于微生物生长繁殖，微生物滋生将产生两大直接危害，即微生物腐蚀和沉积腐蚀。循环水系统中大量细菌分泌出粘液像粘合剂一样，并以微生物群体及其遗骸为主体，与水中灰尘、杂质、化学沉淀物、腐蚀产物等粘结在一起，形成粘糊糊胶粘状物，即微生物粘泥。微生物粘泥既能促进污垢沉积，又能促进腐蚀，给系统造成危害是相当突出。粘泥是微生物引发最严重危害，常表现在以下几个方面：1、粘泥附着在换热部位金属表面上，降低冷却水冷却效果。2、大量粘泥将堵塞换热器中冷却水通道，从而使冷却水无法工作；少许粘泥则降低冷却水通道截面积，从而降低冷却水流量和冷却效果，增加泵压。3、粘泥集积在冷却塔填料表面或填料间，堵塞了冷却水经过，降低冷却塔冷却效果。4、粘泥覆盖在换热器金属表面上，阻止缓蚀剂和阻垢剂抵达金属表面发挥其缓蚀和阻垢作用，阻止杀生剂杀灭粘泥下微生物，降低这些药剂功效。5、粘泥覆盖在金属表面，形成氧浓差腐蚀电池，引发金属设备及管道腐蚀。6．2微生物控制指标冷却水系统中微生物控制主要是经过对微生物生长控制来实现，即经过控制冷却水中微生物数量来实现。循环冷却水系统中微生物生长控制可采取表6-1中一些指标。表6-1循环冷却水系统中微生物控制指标及监测频率监测项目控制指标监测频率异养菌真菌硫酸盐还原菌铁细菌黏泥量﹤5×105个/ml（平皿计数法）﹤10个/ml﹤5个/ml﹤100个/ml﹤4ml/m3（生物过滤网法）﹤1ml/m3（碘化钾法）2～3次/周1次/周1次/月1次/月1次/天1次/天6．3微生物控制在循环冷却水系统中主要是投加某种化学药剂来控制微生物污污染。控制水中微生物药剂分为杀死生物药剂和抑制生物繁殖药剂两类。这两种药剂在使用过程中要依照循环冷却水实际杀生效果，不停调整药剂剂量和种类，以取最好杀菌效果。6．3．1选取耐腐蚀材料金属材料耐微生物腐蚀性能大致能够排列以下：钛﹥不锈钢﹥黄铜﹥纯铜﹥硬铝﹥碳钢现在惯用海洋用低合金钢耐受好氧性和厌氧性细菌腐蚀能力都较抵。6．3．2控制水质控制水质主要是控制冷却水中氧含量、pH值、悬浮物和微生物养料。油类是微生物养料，故应尽可能预防它泄漏入冷却水系统。假如漏入冷却水系统中油较多，则应及时去除。去除漏油方案中应包含机械除油和化学清洗除油。6．3．3采取杀生涂料在采取防腐涂料保护金属换热器冷却水一侧时，所用涂料应能耐受冷却水中微生物破坏。涂料中添加能抑制微生物杀生剂（比如偏硼酸钡、氧化亚铜、氧化锌、三丁基氧化锡等）是人们常采取一些控制微生物生长、破坏涂料和引发腐蚀有效方法。用由改性水玻璃、氧化亚铜、氧化锌和填料等制成无机防藻涂料涂刷在冷却塔和水池内壁上，则不但能够控制冷却水系统中冷却塔、水池内壁、抽风筒、收水器等处藻类生长，而且还能够控制冷却水中异养菌生长。6．3．4阴极保护法冷却水系统中存在硫酸盐还原菌时，碳钢阴极保护电位通常应为-0．95V（相对于Cu/CuSO4电极）。这一电极可使碳钢在厌养环境中处于免蚀状态，也就是使碳钢处于热力学稳定状态，从而预防碳钢被腐蚀。采取牺牲阳极保护时，则应注意生物附着物影响。有研究表明，铝合金牺牲阳极表面易长满海洋生物，能造成牺牲阳极电阻增高，阳极输出电流下降，影响阴极保护效果。与之相反，锌牺牲阳极则极少受到生物污染影响。6．3．5清洗进行物理清洗或化学清洗，能够把冷却水系统中微生物生长所需养料（比如漏入冷却水中油类）、微生物生长基地（比如黏泥）和呵护所（比如腐蚀产物和淤泥）以及微生物本身从冷却水系统中金属设备表面上除去，并从冷却水系统中排除。清洗对于一个被微生物严重污染冷却水系统来说，是一个十分有效方法。清洗还能够使清洗后剩下来饿微生物直接暴露在外，从而为杀生剂直接达成微生物表面杀死它们创造有利条件。6．3．6预防阳光照射藻类生长和繁殖需要阳光，故冷却水系统应防止阳光直接照射。为此，水池上面应加盖；冷却塔进风口则可加装百叶窗。6．3．7旁流过滤在循环水系统中，设计安装用砂子或无烟煤等为滤料旁滤池过滤冷却水是一个控制微生物有效方法。经过旁流过滤，能够在不影响冷却水系统正常运行情况下除去水中大部分微生物。6．3．8混凝沉淀在补充水前处理或循环冷却水旁流处理过程中，常使用铝盐、铁盐等混凝剂或高分子絮凝体一起沉淀下来，从而把它们除去。用这种方法除去微生物占水体中微生物80％左右。6．3．9噬菌体法噬菌体（Bacteriophage）是一个能够吃掉细菌微生物，也称为细菌病毒。这种细菌病毒与动物病毒、植物病毒不一样，它们只对细菌细胞发生作用，故是一个很小、在控制细菌数量方面非常有用病毒。噬菌体靠寄生在叫做“宿主”细菌里进行繁殖，繁殖结果使“宿主”裂解、被吃掉。其“吃菌”机理为：噬菌体首先吸附于敏感细菌表面，释放酶水解细菌细胞壁胎聚糖，把头部核酸注入到细菌细胞内，利用细菌内DNA合成本身DNA，然后在细菌内装配成噬菌体，借宿主细胞裂解而释放，这个过程叫做溶菌作用。最近研究表明，利用噬菌体控制和消除冷却水中微生物是一个颇有前途生物学方法。已用与于预防电站海水冷却水系统和造纸厂地表水冷却水系统中微生物黏泥形成，十分有效。图6-1中示出了动态模拟试验中噬菌体对循环水中有害细菌杀灭作用。曲线1代表未加噬菌体循环水中细菌数量改变，曲线2代表加入噬菌体循环水细菌数量改变。由图中可见，加入了噬菌体循环水中，细菌增殖较慢，24h时达成最高点，继而下降。以对照细菌量达最高时计算，噬菌体杀菌率达成83．3％。图6-1动态模拟试验水样中加入噬菌体后细菌数量改变图6-2表明挂片菌量达成最高时间同水样一致，按24h时计算，噬菌体对于挂片附着菌杀菌率为70％。噬菌体对挂片上附着菌杀菌率低于在水样中杀菌率，可能同噬菌体在液体中比在固体表面游动快、吸附几率大以及菌分泌黏液层覆盖保护作用而妨碍噬菌体侵染关于。图6-2动态模拟试验中挂片上细菌数量改变噬菌体法消除冷却水系统中黏泥和微生物优点：①与加氯相比，噬菌体溶菌作用不会影响生态环境；②一个噬菌体溶菌后，能放出数百个噬菌体，故只要加入少许噬菌体，就能取得好效果