循環(huán)水場各化學(xué)藥劑對循環(huán)水水質(zhì)的影響及優(yōu)化分析

(中國石油長慶石化公司 陜西 咸陽 712000)

循環(huán)水場各化學(xué)藥劑對循環(huán)水水質(zhì)的影響及優(yōu)化分析

賀大偉

(中國石油長慶石化公司陜西咸陽712000)

長慶石化公司60萬噸/年連續(xù)重整裝置配備有獨立的循環(huán)水系統(tǒng)，日常向循環(huán)水中加入藥劑有緩蝕劑OP8492、阻垢劑MS6209、殺菌劑NX1100、殺菌劑增效劑BD1500、水處理劑PB400、次氯酸鈉以及濃硫酸。本文介紹了各藥劑的作用機(jī)理和對循環(huán)水水質(zhì)的影響，以及加藥控制的優(yōu)化分析。

循環(huán)水;緩蝕劑;阻垢劑;殺菌劑

一、循環(huán)水中各化學(xué)藥劑的作用及對循環(huán)水水質(zhì)的影響

(一)緩釋劑、阻垢劑

緩蝕阻垢劑對循環(huán)水水質(zhì)的影響[1]：

循環(huán)裝置運行過程中，水中的Ca2+、Mg2+、Cl-等離子、鐵銹、細(xì)菌等都導(dǎo)致系統(tǒng)中設(shè)備出現(xiàn)結(jié)垢、腐蝕現(xiàn)象。微生物繁殖也對系統(tǒng)結(jié)垢、腐蝕有影響，污垢和微生物粘泥會引起垢下腐蝕，而腐蝕產(chǎn)物又參與水中其他物質(zhì)反應(yīng)生成污垢，影響生產(chǎn)裝置的正常運行。使用了緩蝕阻垢劑后循環(huán)水管線內(nèi)形成一層完整的防腐膜，該膜通透性很低。同時由于磷酸鹽與鋅鹽可以加強(qiáng)對金屬腐蝕的控制。OP8492用來控制結(jié)垢和沉積，對懸浮物、Fe3+、Mg2+和其它難溶物具有良好的防聚合作用。使用了緩蝕阻垢劑后，循環(huán)水的腐蝕及結(jié)垢現(xiàn)象大為減少，使循環(huán)水可長時間使用，保證了裝置的正常平穩(wěn)運行。

(二)殺菌劑

1.殺菌劑的作用原理[2]

連續(xù)重整循環(huán)水場采用的殺菌劑為生物分散劑BD1500和非氧化性殺菌劑NX1100及氧化性殺菌劑PB400。

雖然BD1500本身沒有殺菌活性，但可作為工業(yè)殺菌劑助劑，提高殺菌效果。當(dāng)單獨使用殺菌劑無法達(dá)到殺滅效果時BD1500尤其有效。例如，在殺菌劑的使用或排放受到環(huán)境法規(guī)限制的地方，BD1500的作用就會顯示出來。

NX1100是一種專利的復(fù)配殺生劑，專門為工業(yè)水處理而設(shè)計，它可以用于敞開式和封閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中。NX1100已獲得了EPA美國環(huán)保署的批準(zhǔn)，可用于控制各種微生物，包括好氧細(xì)菌、厭氧細(xì)菌、藻類、酵母菌和真菌?？刂乒I(yè)水系統(tǒng)中的微生物數(shù)量對于防止生物污垢是十分必要的。在冷卻系統(tǒng)中，換熱設(shè)備和冷卻塔填料中的生物污垢會降低換熱效率，導(dǎo)致突發(fā)性停工、延長大修時間，從而使生產(chǎn)受損。與生物污垢相關(guān)的微生物腐蝕MIC也會使設(shè)備遭到破壞。因此，為了使操作裝置避免發(fā)生此類事故，達(dá)到盈利的目的，必須防止生物污垢。與單一配方的殺菌劑相比NX1100能以低劑量快速控制微生物。該混合物還限制了抗藥性微生物數(shù)量的增長，從而減少了為維持有效性而更換產(chǎn)品的需求。NX1100與氯和溴等鹵素殺生劑有增效作用這表明向冷卻水系統(tǒng)投加該產(chǎn)品時，可以連續(xù)投加鹵素，不必暫停或擱置。當(dāng)有機(jī)物泄漏污染導(dǎo)致微生物快速增長時這一點尤其重要。NX1100是水基的，對環(huán)境的危害性很小。它不含金屬穩(wěn)定劑，如銅或鐵，符合環(huán)保要求。

PB400是一種新一代含溴液體氧化性殺生劑。屬實際無毒級,易于降解,強(qiáng)力溴在不同pH情況下對異養(yǎng)菌都有殺滅效果,而且在常溫下對有機(jī)磷的分解率很小,對阻垢劑的阻垢性能影響不大,在緩蝕配方實驗中均能達(dá)到防腐要求。

2.殺菌劑對循環(huán)水水質(zhì)的影響

殺菌劑NX1100、殺菌劑增效劑BD1500及水處理劑PB400加入后，循環(huán)水中微生物含量明顯減少，循環(huán)水至今未出現(xiàn)大量的細(xì)菌繁殖生成生物粘泥情況。

(三)其他藥劑

1.次氯酸鈉。次氯酸鈉的加入是為了控制循環(huán)水中的余氯含量，配合殺菌劑的使用，保證殺菌劑的效果，同時也作為一種氧化性殺菌劑與其他殺菌劑一同使用。

2.濃硫酸。濃硫酸的加入是為了控制循環(huán)水的pH值，循環(huán)水中所加其余藥劑均為堿性，長期加入必然導(dǎo)致循環(huán)水堿性增強(qiáng)，不利于緩蝕阻垢劑功效的發(fā)揮，加入濃硫酸可以控制循環(huán)水的pH值，使緩蝕阻垢劑的功效最大限度的發(fā)揮。

二、循環(huán)水場加藥操作優(yōu)化分析

(一)緩蝕劑與阻垢劑的加入[3]

通過正交試驗確定緩蝕劑MS6209的最有效濃度，并考慮到節(jié)約和環(huán)保等問題，將MS6209濃度控制在5.15mg/L。

經(jīng)過實驗及查閱資料得到，控制pH在8.0-8.6、Ca2+濃度為500-1200時，控制OP8492濃度為40-60mg/L對難溶物有較好的防聚合效果。

通過阻垢、腐蝕試驗得出以下結(jié)論：OP8492:MS6209加入比為5:1并將pH值控制在8-8.6，緩蝕阻垢效果最佳。

同時可通過循環(huán)水在線監(jiān)測儀來考察緩蝕阻垢劑的濃度來控制緩蝕阻垢劑的加入量，使其濃度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

(二)殺菌劑的加入[4]

NX1100及PB400的正確投加量和頻率取決于許多因素。其中包括但不限于：系統(tǒng)清潔度、微生物種類、營養(yǎng)素濃度、溫度、pH值、停留時間和其它系統(tǒng)特征。采用沖擊式定期投加(每月1次，冬季三個月不用添加)方式每次投加量按系統(tǒng)容積計50ppm。

(三)其他藥劑的加入

1.濃硫酸的加入

濃硫酸的加入取決于循環(huán)水的pH值，通過在線檢測儀對pH值的測量，控制循環(huán)水的濃硫酸加入量，將循環(huán)水pH至控制在8-8.6之間。在pH>8.6時啟硫酸泵，當(dāng)pH<8.2時停泵。

2.次氯酸鈉的加入

次氯酸鈉的加入取決于循環(huán)水中余氯量，控制在<700ppm，通過循環(huán)水在線監(jiān)測儀來觀察循環(huán)水中余氯含量，來控制次氯酸鈉的加入量。

三、總結(jié)

通過對文獻(xiàn)的查閱以結(jié)合60萬噸/年連續(xù)重整循環(huán)水場實際情況的結(jié)合討論，得出以下結(jié)論：

1.緩蝕劑MS6209和阻垢劑OP8492在循環(huán)水中的濃度分別為10mg/L、50mg/L，并控制pH8.0-8.6，緩蝕阻垢效果最好。

2.BD1500與強(qiáng)力溴配合使用，每次添加25kgBD1500及100kgPB400，添加方式為一次性沖擊加入。

每月第一、二、四周周五投加BD1500及PB400。

每月第三周周五投加NX1100，每次沖擊性投加50kg。

[1]李永剛，肖瑾.水處理阻垢性質(zhì)研究[J],工業(yè)水處理，1994,14(6)：18-20

[2]周本省.工業(yè)水處理技術(shù)[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002,42-45

[3]趙燕，鄭濤.改進(jìn)水處理藥劑配方提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)[J]，工業(yè)水處理，2008,28(03)：51-53

[4]李瑞華.工業(yè)冷卻水處理藥劑進(jìn)展[J],工業(yè)水處理，1993,13(4)：7-8

賀大偉(1989.06-)，男，漢族，湖南益陽人，本科，助理工程師，畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)，就職于中國石油長慶石化公司，研究方向石油煉制。