严格管理 科学杀菌——优化天福循环水系统运行管理探索

周礼岗，李木俊

（贵州天福化工有限责任公司，贵州 福泉 550501）

在工业循环水化学处理行业中，对于一个稳定的循环水系统，选择合理的塔型结构和水质处理配方固然重要，但若管理不善，保证不了水温和水质，同样可能使系统发挥不了好的作用。为了加强循环水系统的运行管理，天福公司水处理车间制定了严格的循环水处理操作规程，并定期对循环水进行水质监测，根据监测数据适时调整各类药剂投加用量，确保了循环水系统的稳定运行。同时，在循环水系统的运行过程中及时加强与药剂服务商和循环水用户的协调沟通，及时的将用户使用情况及循环水系统运行存在的问题反馈给药剂服务商，尽力做到对系统动态管理。通过近3年的实践，形成了药剂服务商定时走访与用户齐心协力解决存在问题的沟通模式，达到了优化系统管理的目的。

一、天福循环水处理现状

天福化工循环水系统是贵州省“十一五”重点工程，年产30万t合成氨及15万t二甲醚项目配套的重要装置。整个循环水系统由冷却塔、循环水泵、无阀滤罐、加药设备、吸水井等组成。装置的冷却水处理能力为50 000m3/h。其中空分循环水系统12 600m3/h，保有水量3 500m3；综合循环水系统37 400m3/h，保有水量10 500m3。设备在厂房内外为联合布置。基本处于正常状态。在今年4月底设备检修过程中观察循环水系统未出现结垢，也未出现较大的腐蚀及粘泥滋生现象，说明服务商所提供药剂良好，员工操作精心。

二、管理探索

1.水质管理

(1)pH值的控制。循环水的pH决定了循环水腐蚀或结垢的倾向。根据经验pH超过8.7，循环水总硬度就会超过800mg/L，总碱度就会超过300mg/L，就开始明显发白；pH低于4并超过2h，总碱度就会低于100 mg/L，腐蚀会明显加剧。设计公司建议循环水pH值夏季控制在7.5～8.6，冬季控制在7.5～8.7。公司在近3年的摸索中发现，控制好pH关键是做好在线pH监测仪表监控和pH仪表的校正。公司在每周做好在线pH仪表校正基础上，采用连续滴加硫酸的方式进行加酸，将在线pH值控制在8.4～8.7进行实时监控。从2012年分析数据显示通过将pH值控制在8.2～8.7正常范围内，总碱度总能维持在170～250mg/L左右，有效的防止了因pH值过高带来的结垢现象(图1)。

图1

(2)浓缩倍数。浓缩倍数的高低反映了水资源复用率的高低，也体现了药剂的消耗情况。浓缩倍数高，可节水、节药，但水质不易控制；若浓缩倍数过低，不仅补充水及药剂成本增加，而且还会因药剂大量随水排走而造成设备腐蚀率升高。天福循环水浓缩倍数基本上控制在3.5～4.5倍左右，较为合理。

(3)总锌控制。一般浓缩倍数控制在3.5倍左右时，根据系统的保有水量及循环水量计算的药剂投加量，水质分析监测总锌基本能稳定在2.0～2.5mg/L，系统就能处于正常稳定运行状态。若系统处于大排大补的低浓缩倍数情况下，则药剂基本上随排污水流走，循环水水质监测总锌始终处于低位(1.0mg/L)，挂片腐蚀率就随之升高。这可以从天福公司2012年的生产实践得到印证：由于设计原因在2012年炎热的夏季，为了保证公司的正常生产运行，空分循环水系统始终处于大排大补状况，从分析取样监测结果显示整个空分循环水总锌始终处于低位(＜1.0mg/L)，监测挂片腐蚀率也随之升高。所以在循环水系统的运行管理中务必加强总锌控制，2012年分析数据显示通过调整加药量控制总锌在2.0～2.5mg/L范围内，总铁数据非常稳定(图2)。

图2

(4)NO2-2控制。一般而言，亚硝酸根高，异养菌及真菌相应高。根据实际经验，亚硝酸根超过2mg/L，加氯几乎达不到杀菌效果，必须换用ClO2或投加非氧化性杀菌剂。需要指出的是，在系统稳定的情况下，亚硝酸根高主要还是系统漏氨或空气中含氨引起的。

2.加药管理

关注加药设备，确保加药正常。在药剂质量得到保证的情况下，药剂的平稳投加及适时调整应引起注意。公司循环水系统缓蚀阻垢剂基本上由药剂厂家复配成品供货，这样虽然成本较高，但药剂质量得到了保证。但加药设备的正常与否及各种异常情况的适时调整与否，直接影响到循环水水质的稳定。2011年8月曾因空分循环水大排大补，药剂大量随排污水流失，基本起不到对循环水缓蚀阻垢作用。同时，由于电修停电使自动加药系统失去自动加药功能，造成空分循环水系统总锌连续5天只有0.5mg/L，当月水系统碳钢、铜挂片腐蚀严重超标，此点应引起注意。

3.冷却塔管理

(1)冷却能力。人们常把进出水温差作为冷却塔冷却能力的衡量标准。事实上，出水温度和进塔空气湿球温度的差值才是衡量冷却塔冷却能力的主要指标，因湿球温度才是冷却的极限值。

(2)冷却效果。风机和填料是重要冷却部件，但还有许多影响冷却的因素仍然值得高度重视。

①配水均匀。这是最易被忽视的重要因素。所以，冷却塔喷头及布水管要经常检查、修复。

②风路及风量。风筒、风机叶片以下的孔洞、缝隙会使风短路，应全部堵住。在风筒颈部，应使风机叶片与风筒内壁的间隙小于风机直径的0.3%，因为间隙处会存在涡流，间隙越大，风机效率越低。所以对于破损、变形的旧风筒应及时更换，如换为新型动能回收型风筒，这样可降低风筒出口动压，提高风筒入口静压，动能回收率可达50%以上。在安全的情况下，风机叶片的度应调至最大，以保证足够的风量。

③灯火管制。昆虫具有趋光性的特点，为了防止昆虫进入系统，造成滤网及换热器堵塞，公司规定在昆虫较多的夏、秋季节，严禁开启冷却塔周围、冷水池及吸水井上的照明灯具，这样做效果好。

④在冷却水池与吸水井的连通渠上安装格网。

4.工艺介质泄漏管理

对工艺漏泄物质要尽早发现，快速采取措施，避免危害扩大。

5.挂片管理

在挂片器内挂上材质与系统换热器及管道的材质（碳钢、不锈钢、黄铜）相同的挂片，并定期（一般为30天、60天、90天等）取出挂片进行检测。根据新挂片情况及时进行工艺及药剂调整，确保系统正常。

6.排污管理

(1)旁滤池反洗排污。在高浓缩倍数下运行，一旦污染物进入系统，很难由正常排污除去。于是污染物会在系统中长期为害，使系统的被动局面难以扭转。为此，在平时，操作工要及时对池面漂浮物进行打捞，降低循环水的浊度。同时，增加旁滤池的反洗频率，加大系统污物的排放。

(2)池底排污。在冷却水池底部设有深入池底的排污管，可开启排污控制阀，将池底污物排出。

(3)溢流排污。有些污染物漂浮于吸水井水面上，可将集水池液面升高，溢流排污。

三、科学杀菌

使用杀菌剂应科学、恰到好处，达到既能杀菌又经济合理。应根据监测数据，以NaClO及ClO2等氧化性为主，辅助使用非氧化性杀菌剂及黏泥剥离剂，对症下药，确保系统安全、稳定运行，使设备腐蚀率达到国家标准。

1.以NaClO为主，辅助使用ClO2

公司自2009年系统投产以来，一直采用投加ClO2进行常规杀菌处理，但由于采用连续式投加，ClO2会随水循环扩散挥发，大大减少有效氯含量从而测不出余氯，给工艺的操作及控制带来困难。同时，ClO2采用HCl和NaClO2现场制作，较危险。为此车间于2011年9月将投加ClO2杀菌改成投加NaClO进行杀菌。通过较长期摸索，公司基本上以冲击式投加NaClO作为经常性控制微生物的手段，仅在投加氧化性杀菌剂杀生困难时，或连续两天检测不出余氯时，定时间隔投加ClO2杀菌剂。特别是最近中水回用到循环水后整个杀菌情况显示，这种方法行之有效。

(1)NaClO杀菌的优点。控制微生物有效；价廉易得，费用低；使用安全，排放方便。

(2)NaClO腐蚀性低，对环境污染小得多。

2.科学使用非氧化性杀菌剂

(1)对症下药。只有在加氯不能解决问题时，才需要投加非氧化性杀菌剂。在3年来的实践中，如监测出有菌藻产生水质恶化或有其他困难时，多在夏季使用3～5次，对症下药。

(2)适时加药。在循环水细菌数和黏泥超标时投加非氧化性杀菌剂和黏泥剥离剂将微生物控制住。2012年整个循环水的挂片腐蚀率基本上优于国家标准。

四、结论

循环水处理工艺及技术虽然比较成熟，但由于循环水系统的复杂性，决定了循环水管理方面的问题和矛盾是客观存在的。但在生产实践中通过加强管理、科学杀菌，灵活采用各种办法解决现场出现的各种问题，整个系统的运行和管理得到了优化。2012年整个系统的腐蚀率优于国家标准，取得了较好的成绩。

[1]唐受印，戴友芝.工业循环水冷却水处理[M].化学工业出版社，2003.

[2]齐冬子.敞开式循环冷却水系统的化学处理[M].化学工业出版社，2001.

[3]叶婴齐.工业用水处理技术[M].上海科学普及出版社，2004.