净化厂循环水系统再生水回用的腐蚀控制

王月 李富元 雷宇 何泓勇 黄刚华 陈维铭 毛汀 田源

1.中国石油西南油气田公司天然气研究院 2.中国石油西南油气田公司川中油气矿

净化厂循环水系统再生水回用的腐蚀控制

王月1李富元2雷宇2何泓勇2黄刚华1陈维铭2毛汀1田源1

1.中国石油西南油气田公司天然气研究院 2.中国石油西南油气田公司川中油气矿

某净化厂循环水系统引入再生水后，腐蚀严重，严重影响了设备的正常使用，给净化厂的正常生产造成了一定的影响。针对此情况，对其循环水体系现况进行了详细的分析研究，发现其主要问题在于对再生回用水的不正确使用。对此开展了阻垢、缓蚀、杀菌等实验研究工作，开发出适合于该厂的循环水系统稳定运行方案，为现场应用提供了技术支持。

循环冷却水 再生水 阻垢 缓蚀 杀菌

我国是一个严重缺水的国家，被国际组织列为13个贫水国家之一［1］。进入21世纪，随着国民经济的发展和人口数量的增加，我国对水资源的需求与供给的矛盾将会进一步加剧，可以说水资源已经成为21世纪制约我国国民经济发展的重要因素［2］。因此，在我国淡水资源严重短缺、又严重污染的今天，如何采取措施节约用水、控制水资源污染以及加大水资源的重复利用势在必行。

污水再生后回用于工业循环冷却水是解决我国水资源短缺的有效途径之一［3］。但是，在再生水回用过程中，由于对再生水的不正确认识，出现了一些问题。

某净化厂对污水进行了再生回用，再生水回用于循环水系统、绿化、冲洗等。该厂循环水系统补充水来源有3个部分：酸水汽提塔底汽提水、经RO反渗透装置处理后生成的再生水和新鲜水。反渗透水来源：锅炉房排污废水＋循环水系统排污废水。反渗透水处理工艺见图1。

该净化厂在2012年和2013年运行期间，循环水冷换设备爆发性地出现大批损坏，循环水冷却设备腐蚀窜漏故障18次，由于冷换设备多次出现窜漏现象，装置被迫多次临时停运抢修设备，对装置连续运行带来很大威胁；设备多次维修导致换热效果降低，最终报废更换。因设备更换而被迫切换装置，对生产造成较大影响，因溶液泄漏至循环水造成大量溶液损失，多次大量更换循环水，造成污水处理的巨大压力和新鲜水的大量损失，带来较大经济损失。

对此情况进行了分析并提出了解决方案，且获得了良好的效果。

1 腐蚀原因分析

1.1 循环水系统水质分析

该循环水系统相关水质的分析结果见表1。

水质分析结果表明：①经水质模拟计算，相关水体均为严重腐蚀性的水质；②铁细菌严重超标。

表1 2013年1月循环水系统水质情况Table 1 Water index analysis of circulating－water system

1.2 补充水补加情况

对该净化厂2009～2013年的运行情况进行分析发现，2012～2013年期间反渗透再生水使用比例增大。

循环水系统补充水补加情况见表2。

表2 补充水补加情况Table 2 Supplement of the make－up water

1.3 腐蚀模拟试验

1.3.1 模拟评价方案依据的标准和规范

GB／T 18175－2000《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》，GB 50050－2007《工业循环冷却水处理设计规范》。

1.3.2 模拟不同补充水补给比例下的循环水水质，进行腐蚀评价

分别模拟不同补充水补给比例下的循环水水质，进行旋转挂片缓蚀试验。通过试片失重来计算腐蚀速率，试验结果见表3。由表3可知，随着反渗透再生水加注比例的增加，增大了系统的腐蚀倾向。

表3 不同补充水补给比例模拟循环水的腐蚀挂片试验结果Table 3 Corrosion rates of different make－up proportions

1.4 腐蚀原因

由上述分析可知，其循环水系统腐蚀的主要原因为：①再生水加注比例的增大，导致水体腐蚀倾向增大；②铁细菌失控，形成大量黏泥沉积物，加速了系统腐蚀。

2 解决方案

2.1 调整水体控制方案

根据该净化厂循环水系统的实际运行情况，调整净化厂循环水系统“钙＋总碱”控制范围，将其控制在900mg／L左右进行室内模拟实验。

2.1.1 静态缓垢试验

配制“钙＋总碱”为900mg／L的模拟循环水用以进行静态缓垢试验，试验结果见表4。从表4可看出，缓蚀阻垢剂CT4－36质量浓度为60mg／L时，即可达到100%的缓垢率。

表4 静态缓垢试验结果Table 4 Test results of static scale－inhibition

2.1.2 旋转挂片腐蚀试验

配制“钙＋总碱”为900mg／L的模拟水，按GB／T 18175－2000的方法进行旋转挂片缓蚀试验，通过试片失重来判断缓蚀效果，试验结果见表5。

表5 缓蚀试验结果Table 5 Test results of corrosion inhibition

由表5可知，对于“钙＋总碱”为900mg／L的模拟水，各质量浓度下的CT4－36对碳钢的缓蚀效果均较好，腐蚀速率均能控制在0.075mm／a的行业标准之下。

2.1.3 水体控制方案

（1）控制再生水的回用比例，将循环水的“钙＋总碱”控制在900mg／L左右。

（2）控制缓蚀阻垢剂CT4－36的质量浓度在60 mg／L左右。

2.2 调整杀菌方案

由于铁细菌失控，因此对杀菌剂进行优选，考察了12种不同类型的杀菌剂，并进行了模拟实验。

2.2.1 室内模拟评价结果

模拟现场水质，12种杀菌剂的室内模拟评价结果见表6。由表6可知，氧化型杀菌剂2＃、氧化型杀菌剂3＃和非氧化型杀菌剂8＃对铁细菌均有较好的杀菌效果。

表6 杀菌剂对铁细菌的杀菌效果Table 6 Sterilizing results of IOB

2.2.2 现场评价结果

在净化厂现场回用过滤水池，模拟循环水循环状态，进行杀菌模拟试验，模拟出杀菌剂使用质量浓度：推荐2＃60mg／L，推荐3＃20mg／L，推荐8＃75mg／L。实验结果见表7～表9。

表7 2＃杀菌剂在不同浓度下的杀菌效果Table 7 Sterilizing results of 2＃different concentration

表8 3＃杀菌剂在不同浓度下的杀菌效果Table 8 Sterilizing results of 3＃different concentration

表9 8＃杀菌剂在不同浓度下的杀菌效果Table 9 Sterilizing results of 8＃different concentration

2.2.3 杀菌方案

根据上述实验结果，结合现场实际情况调整杀菌方案：2＃、3＃、8＃药剂交替使用。2＃推荐使用质量浓度60mg／L，3＃推荐使用质量浓度20mg／L，8＃推荐使用质量浓度75mg／L。

3 效果

针对调整后的循环水水体，在净化厂进行了现场挂片监测。该方案自2014年运行1年多，平均腐蚀速率为0.005 7mm／a，远远低于0.075mm／a的要求；黏附速率为8mg／（cm2·月），达到≤15mg／（cm2·月）的要求。期间设备运行平衡，未再出现严重腐蚀现象，而且由于再生水的正确应用，循环水系统正常运行阶段趋近于零排污，对水资源进行了有效的利用。

4 结论

净化厂再生水在循环水系统中的回用是切实可行的，但在使用过程中要注意回用比例，不能盲目地增大，否则会有造成腐蚀失控的风险，需要根据现场实际情况进行控制才能达到良好的回用效果。

5 建议

该净化厂不管是新鲜水、循环水还是再生水，铁细菌数量均较高。据现场了解后分析认为，是在原投产时，管道等未做好预处理造成贮水池沉积大量腐蚀产物淤泥，对水体形成污染而造成的。建议大修时对贮水池进行清空，彻底清理，并且在原水处理时加强对铁细菌的杀菌处理，减小循环水系统细菌处理的负荷。

［1］马强.工业循环冷却水节水技术发展趋势［J］.工业用水与废水，2010，41（2）：15－18.

［2］周本省.工业水处理技术［M］.北京：北京工业出版社，1997.

［3］李艳萍.城市中水用于电站循环冷却水的关键技术研究和应用［D］.山东：山东大学，2013.

Corrosion control of reclaimed water used in recycle cooling water system of purification plant

Wang Yue1，Li Fuyuan2，Lei Yu2，He Hongyong2，Huang Ganghua1，Chen Weiming2，Mao Ting1，Tian Yuan1
（1.Research Institute of Natural Gas Technology，PetroChina Southwest Oil &Gasfield Company，Chengdu610213，China；2.Central Sichuan Oil and Gas District，PetroChina Southwest Oil &Gasfield Company，Suining629000，China）

The reclaimed water used in recycle cooling water system of purification plant has caused severe corrosion，seriously affected the normal use of equipment and the production of purification plant.This article has carried on analysis and research of the circulating water system in detail，and found that the main problem is the incorrect use of the reclaimed water.Researches such as scale inhibition，corrosion inhibition，and sterilization are carried out to propose a solution which could assure the steady operation of the recycle cooling water system.

recycle cooling water，reclaimed water，scale inhibition，corrosion inhibition，sterilization

TE986

A

10.3969／j.issn.1007－3426.2015.05.025

王月（1976－），女，工程师。2002年毕业于四川大学精细化工专业。现任职于中国石油西南油气田公司天然气研究院腐蚀与防护所，主要从事水处理及腐蚀防护技术的研究工作。E－mail：yue＿w＠petrochina.com.cn

2015－05－04；编辑：钟国利