冶金動(dòng)力2012年第5期60METALLURGICAL POWER總第153期提高回用水pH值降低循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕速率李建梅，吳良玉(武鋼能源動(dòng)力總廠供水廠，湖北武漢430083)[摘要]對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō),污水回用可以解決水資源緊張問題。但是,回用水對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕影響也非常大,通過進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn),提出了提高回用水pH值,達(dá)到降低循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕的目的。[關(guān)鍵詞回用水;循環(huán)水系統(tǒng);廣蝕速率;pH值[中圖分類號(hào)] TQ085[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B[文章編號(hào)]1006 -6764(2012)05 -0060-03Increasing pH Value of Reusing Water to ReduceCorrosion Rate of Circulating Water SystemLI Jian- mei, WU Liang yu(Water Supply Plan, Energy Sources and Power Plant, Wuham lron ond Steel (Group) Corp., Wuhan, Hubei 430083, China)[ Abstract ]The reusing of wastewater can solve the problem of shortage of water resourcefor industrial companies. However, reusing water corrodes the circulating water system. Thresults of the relative tests show that the corrosion rate of the circulating water system caube reduced by increasing pH value of the reusing water.[Key words] reusing water; circulating water system; corrosion rate; pH value1回用水水質(zhì)特征及存在的問題表1循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水水質(zhì)分析結(jié)果為了減少污水排放,武鋼從2007年起先后建起污水處理站項(xiàng)目?jī)艋?兩座污水處理站處理廠區(qū)廢水,處理水量18000 m2/進(jìn)水出水pH8.27.67.22ho處理后的回用水主要替代凈化水回用于武鋼各敞Ss/(mg/L)3002開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)作補(bǔ)水。運(yùn)行三年來(lái)由于回用COD/(mg/L)10018.57水水質(zhì)的改變(與原長(zhǎng)江水源的凈化水比),給相關(guān)不溶解油/(mg/L)0.84-用戶帶來(lái)了一定影響,如進(jìn)人循環(huán)水系統(tǒng)時(shí),導(dǎo)致濃總硬度/(mmol/L)2.2~3縮倍數(shù)降低,管道結(jié)垢和腐蝕加劇等問題。武鋼污水總堿度(mmol/L)1.9-31.732.30處理站采用石灰+ PFS+ PAM混凝工藝,去除硬度、Ca*+(mgL)67.3846.49堿度濁度、COD。污水處理站的水源為工廠工業(yè)廢C:/(mgL)918.61水和生活污水混合水。約70%~80%工藝廢水(燒結(jié)、SoO:/(mg/L)142.643.2煉鐵煉鋼、冷軋、熱軋、電廠、制氧等),約20%廠區(qū)Te/(mg/L)0.480.95電導(dǎo)率/(μS/cm)82081636內(nèi)生活水(洗浴、沖洗、食堂..)和初期雨水。細(xì)菌總數(shù)(個(gè)/mL)3.8x10*1.1 水質(zhì)特征循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)水水質(zhì)分析結(jié)果見表1。(2)回用水含鹽量高,表現(xiàn)為電導(dǎo)率高。加速金從表1中分析數(shù)據(jù)來(lái)看,回用水總硬度、總堿屬的電化學(xué)腐蝕。度、Ca2*、含鹽量、Cl、S02等遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于凈化水。(3)回用水CI-含量高。CI對(duì)鋼鐵類材質(zhì)的腐蝕1.2回用水存在的問題有促進(jìn)作用。隨著回用水作為循環(huán)水補(bǔ)水的比例不斷提高,2腐蝕因素分析凈化水比例的下降，回用水存在的問題越來(lái)越突循環(huán)冷卻中國(guó)煤化工導(dǎo)率不斷升出。主要表現(xiàn)在:高,腐蝕加劇YHCN MH G效控制,先要(1)水硬度高。將導(dǎo)致循環(huán)冷卻水系統(tǒng)易結(jié)垢,了解哪些因素對(duì)水質(zhì)的腐蝕嚴(yán)生影啊。腐蝕的影響濃縮倍數(shù)降低。因素包括pH值硬度、離子濃度、溶解氣體和懸浮.2012年第s期冶金動(dòng)力總第153期METALLURGICAL POWER51物等叫。硬度、離子濃度的控制需增加設(shè)備投入，目前統(tǒng)補(bǔ)水時(shí)對(duì)循環(huán)系統(tǒng)、回用水系統(tǒng)造成的腐蝕危害。暫不考慮;對(duì)于溶解氣體的影響,溶解氧的影響因素2.1 pH 提高水質(zhì)的變化較大,回用水的溶解氧濃度在6~7 mg/L 之間,對(duì)碳2.1.1當(dāng) PFS、PAM投加量不變時(shí)提高pH值變化鋼的影響較大，,但是無(wú)法改善;回用水懸浮物的處理試驗(yàn)水質(zhì):污水處理站調(diào)節(jié)池出口是采用v型濾池處理,出水懸浮物波動(dòng)較小,一般試驗(yàn)藥劑:(1)石灰; (2)PPS; (3)PAM; (4)小于3 mg/L,無(wú)需再處理。本著不改變污水處理站H2SO4;的現(xiàn)有工藝流程,且經(jīng)濟(jì)有效、簡(jiǎn)便易行的原則,腐試驗(yàn)步驟:取1 L水樣,加石灰后攪拌,轉(zhuǎn)速蝕的控制可采用提高pH值的方法。150 r/min, 1min;加PAF攪拌，轉(zhuǎn)速150 r/min,2根據(jù)金屬腐蝕理論四,隨著水的pH值升高,水中min;加PAM慢速攪拌,轉(zhuǎn)速70 r/min,1 min后。靜的氫離子濃度降低，并可降低溶解氧的臨界點(diǎn)濃度止,測(cè)pH值(1),加HSO,調(diào)節(jié)pH值(2)至8.0~m,使回用水對(duì)鋼的腐蝕性隨著pH值升高而降低。8.8,測(cè)定水樣P堿、M堿、總硬、鐵、濁度等。分析結(jié)即降低腐蝕速率，來(lái)緩解回用水作為循環(huán)冷卻水系果見表2所示。表2提高pH值試驗(yàn)水質(zhì)分析結(jié)果號(hào)Ca(OH)2 濃度pH值(1)濁度/NTU1( mmol/L)_ /(mmol/L) 1(mmoL/L)總硬度鐵(m/)電導(dǎo)率(mg/L)八uS/cm)0-188C2.063.047209.223.80.18.280.457109.088.474.00.121.213.140.477099.132.80.06719.458.531.23.240.319.47300.30709.498.524.0.873.020.297068.514.20.109.528.550.787089.538.545.00.130.76從水質(zhì)分析數(shù)據(jù)來(lái)看,石灰隨著石灰濃度的提通過混凝形成絮體被去除了。因此通過調(diào)整石灰投高,水的堿度、鐵呈下降趨勢(shì),總硬度下降不明顯。加量,控制pH值,可以使水中鐵含量降低。2.2 pH 值提高的影響表2數(shù)據(jù)進(jìn)-步驗(yàn)證上述分析。污水處理站提高出水pH值使用的處理劑是石2.2.1 pH 值提高對(duì)腐蝕的影響灰。石灰可以有效降低水中的堿度、碳酸鹽硬度、濁武鋼回用水pH值按設(shè)計(jì)要求控制在6~9,實(shí)際度,對(duì)有機(jī)物和氨氮也有一定的去除能力。處理pH值在7~8之間。試驗(yàn)?zāi)康氖菍⑻幚砗蟮乃胰コ捕?石灰乳的有效成份為Ca(0H)2,pH值提高到8.5左右,來(lái)測(cè)定水質(zhì)腐蝕速率,了解投加到廢水中帶人Ca*和0H ,0H使水中的HCO3水質(zhì)腐蝕是否改善。- +CO3-， 因此隨著石灰投加量增加，水中Ca2和不同pH值條件下的腐蝕速率CO3-不斷積累,直至形成碳酸鈣沉淀。水中碳酸鹽堿試驗(yàn)方法:靜態(tài)旋轉(zhuǎn)掛片失重法度充足時(shí),緩沖性強(qiáng),系統(tǒng)pH值穩(wěn)定;隨著HCO3減試驗(yàn)條件:試驗(yàn)材質(zhì):A3碳鋼;試驗(yàn)水溫:50+1少，石灰加入量繼續(xù)增加，緩沖性減弱,HCO3-→C;試片旋轉(zhuǎn)速度:75 r/min; 試驗(yàn)時(shí)間:72 h;試液CO3-,進(jìn)一步產(chǎn)生碳酸鈣沉淀,同時(shí)系統(tǒng)pH有所增體積與試片表面積之比:100 mLcm2加。當(dāng)水中HCOz消耗殆盡,pH迅速升高,產(chǎn)生氫氧試驗(yàn)水質(zhì):污水處理站出水?；V沉淀,但由于Ca*的引人,鈣硬會(huì)增加,而總硬污水處理站出水pH值設(shè)計(jì)值是6~9 ,實(shí)際運(yùn)行度不變。反應(yīng)中產(chǎn)生的沉淀在混凝除濁的過程隨后值是7~8。取回用水調(diào)節(jié)pH值至8~9,通過旋轉(zhuǎn)掛水中原有的膠體顆粒- -同被除去，最終降低水中硬片失重法,漢中國(guó)煤化工速率。試驗(yàn)結(jié)度。果見表3。IHCNM HG石灰投加量對(duì)鐵的影響:石灰中的0H會(huì)和原由表3可見,pH值調(diào)整前的腐蝕速率很高,其水中的金屬離子如三價(jià)鐵離子結(jié)合,形成膠體顆粒,中北湖污水站達(dá)到1.825 mm/a遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家對(duì)循.冶金動(dòng)力2012年第5期62METALLURGICAL POWER總第153期環(huán)水系統(tǒng)的要求(<0.125 mm/a)。 當(dāng)加石灰調(diào)整至電導(dǎo)率:700~850 uS/cmpH值8.0-8.8 時(shí)碳鋼的腐蝕速率有明顯降低,但是經(jīng)過靜態(tài)模擬試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)的驗(yàn)證,摸腐蝕速率仍然偏高。索出武鋼污水處理站回用水提高pH值運(yùn)行參數(shù)。表3污水處理站旋轉(zhuǎn)掛片試驗(yàn)結(jié)果提高pH值后的北湖出水腐蝕速率有不同程度降pH值腐蝕速率/(mn/a)備注低。作為循環(huán)冷卻水的補(bǔ)水,可以緩解循環(huán)冷卻水系7.641.825調(diào)整前.統(tǒng)的腐蝕。.0調(diào)整后4討論3.51.103污水處理站采用次氯酸鈉消毒，表1中氯離子8.8的正是通過“次氯酸鈉消毒’這個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)人的。次氯2.2.2 pH 值提高對(duì)結(jié)垢趨勢(shì)的影響酸鈉消毒是一-種經(jīng)濟(jì)、且應(yīng)用普遍的消毒方法,現(xiàn)場(chǎng)水中各種水垢的產(chǎn)生為陰陽(yáng)離子共同產(chǎn)生的結(jié)消毒效果能夠保證。次氯酸鈉進(jìn)人水中不穩(wěn)定,迅速果，處理方法的主要手段就是去除其中- -種離子或分解成氯離子和很強(qiáng)氧化能力的氧自由基,因此次同時(shí)去除形成水垢的離子,或使其穩(wěn)定在水中心。氯酸鈉消毒給系統(tǒng)帶來(lái)氯離子是不可避免的。通常循環(huán)水冷卻水系統(tǒng)中;主要的結(jié)垢問題是碳酸剛生產(chǎn)的新鮮次氯酸鈉溶液有效氯含量約120 mg/鈣垢,其次是磷酸鈣垢和硅酸鈣垢,隨著pH值的升L,總氯含量約240 mg/L。也就是說(shuō)當(dāng)次氯酸鈉用量高,水中CaCO3結(jié)垢趨勢(shì)增大,由表2水質(zhì)分析數(shù)為20 mg/L 時(shí),出水氯離子增加4.8 mg/L,但生產(chǎn)中據(jù)來(lái)看，增加石灰的投加量可以降低水中的HCO35實(shí)際增加氯離子含量超過8 mg/L。 因此在消毒效果離子,堿度的降低使水中重碳酸鹽的含量降低,能緩有何障的前提下,盡可能減少引人的氯離子含量,對(duì)解系統(tǒng)的結(jié)垢。進(jìn)廠的次氯酸鈉溶液總氯含量應(yīng)按《次氯酸鈉溶液2.2.3 pH 值提高對(duì)殺菌效果的影響標(biāo)準(zhǔn)GB19106- -2003》中A類I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,限定總武鋼污水殺菌處理劑使用的是次氯酸鈉，它是氯含量不高于24%?；虿捎闷渌痉绞?比如:紫作用機(jī)理和氯基本相同,依靠HCl0來(lái)殺菌的。長(zhǎng)期外線消毒、臭氧消毒等。以來(lái)，普遍認(rèn)為pH值在8以上比在7以下時(shí)氯的5結(jié)論殺菌效果差。近年來(lái),美國(guó)Nalco水處理公司研究氯武鋼污水處理站采用提高石灰投加濃度的處理在不同pH值條件下對(duì)微生物膜的去除作用，結(jié)果工藝,運(yùn)行費(fèi)用低,同時(shí)降低出水堿度,提高pH值,發(fā)現(xiàn)，雖然CI0的殺生活力比HCI0慢,但如果給它使循環(huán)冷卻水結(jié)垢、腐蝕趨勢(shì)減弱,為循環(huán)水系統(tǒng)提提供一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間作用的機(jī)會(huì),同樣也能達(dá)到HCI0供了更安全的保證，提高了循環(huán)水濃縮倍數(shù),節(jié)水效的殺生作用2。因此,提高回用水pH值,不會(huì)影響次益明顯。由于處理后的回用水主要用于敞開式循環(huán)氯酸鈉的殺生效果。冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水。所以,以上采取的措施只能緩3現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)解回用水水質(zhì)的腐蝕和結(jié)垢,在某個(gè)敞開式系統(tǒng)中,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)階段，調(diào)整自動(dòng)加藥系統(tǒng)的石灰投加冷卻水在換熱設(shè)備中吸收熱量后,經(jīng)冷卻構(gòu)筑物與濃度,通過硫酸調(diào)節(jié)pH值,污水處理站出水pH值大氣及陽(yáng)光接觸,水分蒸發(fā),二氧化碳逸散,溶解氧現(xiàn)在控制在8.0~8.8之間。石灰投加濃度為40~50和懸浮固體物增加,水中溶解鹽類濃縮等,也會(huì)給系m/L,基本停止工業(yè)濃硫酸的投加,pH值控制基本統(tǒng)帶來(lái)腐蝕、結(jié)垢和菌藻繁殖等問題。因此,循環(huán)冷達(dá)標(biāo)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)階段水質(zhì)情況如下:卻水系統(tǒng)必須采取相應(yīng)措施與對(duì)策,通過投加緩蝕試驗(yàn)日期:5.1~5.25劑、高效阻垢分散劑和殺菌滅藻劑使其達(dá)到循環(huán)冷pH:8~9;濁度:<5 NTU卻水正常運(yùn)行要求。不溶解油:0.3~0.8 mg/L[參考文獻(xiàn)]COD:10~30 mg/L[1]唐受印,戴芝友.工業(yè)循環(huán)冷卻水處理M北京:化學(xué)工業(yè)出版社.總硬度:2.5~3.2 mmol/L2003.[2]李文融,曾堅(jiān).循環(huán)吟卻水外押手冊(cè)nn天津.科學(xué)技術(shù)出版社.1991.總堿度:1~1.5 mmol/L[3]解魯生.鍋爐水中國(guó)煤化工社:1998.Ca2: 70~80 mg/LYHC N M H G期:2012-03-19Ch: 80-~130 mg/L作者簡(jiǎn)介:李建梅(1966- ),女,畢業(yè)于武漢城市建設(shè)學(xué)院給排水專TFe: 0.2~0.4 m/L業(yè)工程師,現(xiàn)從事給排水技術(shù)工作。.