第36卷第1期包鋼科技vol 36. No. 12010年2月Science and Technology of Baotou SteelFebruary, 2010包鋼焦化廠循環(huán)水節(jié)水減排措施研究田穎12,延克軍,陳燕3(1.內蒙古科技大學能源與環(huán)境學院,內蒙古包頭0l4010;2.內蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司技術中心,內蒙古包頭014010;3.內蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司給水廠,內蒙古包頭014010)摘要:文章根據(jù)現(xiàn)場分析了包鋼焦化廠循環(huán)水水質狀況存在問題通過試驗研究了循環(huán)水對碳鋼腐蝕結垢影響,根據(jù)國家標準工業(yè)冷卻循環(huán)水設計規(guī)范GB50050-2007要求,并結合包鋼焦化廠實際情況提出了焦化循環(huán)水有效節(jié)水減排措施。關鍵詞焦化;循環(huán)水;濃縮倍數(shù)中圖分類號:X832文獻標識碼:B文章編號:1009-5438(2010)01-0071-04Research on Measures of Water Saving and Discharge Reduction forRecycled Water in Coking Plant of Baotou SteelTIAN Ying 2, YAN Ke-jun', CHEN Yan".3(L. School of Energy and Environment, Inner Mongolia University of Science and Technology, baotou014010, Nei Monggol, China;2. Technical Center of Steel Union Co. Lud. of Baotou Steel( Group)Corp, Baotou 014010, Nei Monggolchina3. Water Supply Plant of Steel Union Co Lid. of Baotou Steel( Group )Corp., Baotou 014010, Nei Monggol, China)Abstract: In the article, the water quality and existing problems of recycled water in Coking Plant of Baotou Stnalysed based on situations in the work field. Moreover, the influences of recycled water on corrosion of carbon steel andscale are researched with experiments. Finally, the measures of water saving and discharge reduction for recycled water areproposed according to the requirements of National Standard GB50050--2007, and combining with the actual situations ofCoking Plant of Baotou SteelKey words: coking: recycled water; times of concentration根據(jù)調查,包鋼焦化廠新水總用量約排污水占焦化廠總排水量約39%。循環(huán)水系統(tǒng)用為1400m3/h,外排水量為1100m3/h循環(huán)冷卻水水量及排水量都較大提高循環(huán)冷卻水的處理水平總水量為3633m3/h,循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補水量為搞好循環(huán)冷卻水的運行管理不僅可以降低企業(yè)新927m3/h;循環(huán)冷卻水系統(tǒng)排水量為428m3/h循水用量還能減少廢水排放量,對節(jié)水減排意義重環(huán)冷卻水補水占新水總用量65%,循環(huán)冷卻水系統(tǒng)大。中國煤化工收稿日期:2009-09CNMHG作者簡介:田穎(1971-),男,吉林省長嶺縣人,碩士環(huán)境保護高級工程師現(xiàn)從事環(huán)境保護研究、環(huán)境影響評價工包鋼科技第36卷1循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水質分析分循環(huán)水系統(tǒng)的濁度都超過20NTU(GB500502007《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》間冷開式系1.1水質分析統(tǒng)循環(huán)冷卻水水質指標),除濁度外,其余水質指焦化廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)主要在煤氣凈化部標能夠滿足或接近標準要求。(一、二、三回收循環(huán)冷卻水系統(tǒng))和干熄焦部(1"、利用穩(wěn)定指數(shù)RSI、結垢指數(shù)PSI對焦化廠各2、3°干熄焦循環(huán)冷卻水系統(tǒng))。一、三回收循環(huán)冷循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質作定性判定2。卻水系統(tǒng)補水為包鋼總排回用水,二回收循環(huán)冷卻根據(jù)焦化廠各循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的實際情況及現(xiàn)水系統(tǒng)和1、2、3干熄焦循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補水為黃場取樣監(jiān)測數(shù)據(jù),分析計算各循環(huán)水系統(tǒng)目前實際河澄清水。根據(jù)現(xiàn)場取樣化驗的結果,焦化廠各循運行控制的濃縮倍數(shù)及水質穩(wěn)定指數(shù)RSI、結垢指環(huán)冷卻水系統(tǒng)水質見表1。數(shù)FSI見表2。目前焦化廠各循環(huán)水系統(tǒng)水質濁度較高,大部表1焦化循環(huán)水水質指標循環(huán)水系統(tǒng)濁度(TU)電導/(μg·cm-1)總堿度/(mg·L-")總硬度/(ng·L-")cl-/(mg·L-1)回收循環(huán)水180-270510-650235-340二同收循環(huán)水760-2390300-410750880三回收循環(huán)水33-67370-4240230-4201050-1560615-915干熄焦循環(huán)水15-55350-490315-865GB0o50-2007指標注:表中數(shù)據(jù)為2008年6月到8月焦化廠監(jiān)測值,總硬度、Ca2以CBCO計表2焦化循環(huán)冷卻水穩(wěn)定指數(shù)RSI結垢指數(shù)PSI穩(wěn)定指數(shù)RSI結垢指數(shù)PSI循環(huán)水系統(tǒng)T/℃濃縮倍數(shù)RSI值判別PSl值判別一回收循環(huán)水6.65腐蝕7.19腐蝕顯著二收循環(huán)水45-462.03.88三回收循環(huán)水嚴重結垢干熄焦循環(huán)水32-334.31嚴重結垢GB50050-2007指標≥3.3根據(jù)表2計算的水質指數(shù)可以判定:除一回收系統(tǒng)設計濃縮倍數(shù)不宜小于50,且不應小于3.0,循環(huán)水系統(tǒng)由于濃縮倍數(shù)控制較低,為微量結垢或采用再生水作為補水的循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)控制值腐蝕性水質,其余循環(huán)水系統(tǒng)均為嚴重結垢型水質。為25~3.0,且不應小于25。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測分析水質基本屬于高硬度、髙M堿度、弱堿性的冷卻水結果,焦化廠各循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)控制偏低,都低水質。這種水質一般采用低濃度緩蝕劑與較高濃度于3.0。因此焦化循環(huán)水有很大的節(jié)水潛力。的阻垢劑合用的處理方法較好(2)循環(huán)水系統(tǒng)濁度較高,造成系統(tǒng)中生物粘1.2循環(huán)水系統(tǒng)存在的主要問題泥、菌藻較多。焦化各循環(huán)水的濁度都較高,基本都根據(jù)調查焦化廠循環(huán)水系統(tǒng)目前運行的主要超過20NTU。濁度較高即水中膠體物質較多膠體問題有以下幾方面物質對循環(huán)冷卻水產(chǎn)生污垢、藻菌孳生起著至關重(1)循環(huán)冷卻水運行濃縮倍數(shù)控制較低。根據(jù)要的作用膠體物質增多,循環(huán)水系統(tǒng)易滋生生物粘調查及計算結果焦化廠各循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)控制泥及中國煤化工鋼設備表面上易出出w較低,為1.3~2.4;都低于3.0。特別是一回水循環(huán)造成水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)最低,僅為1.1~1.3。CNMHG原因是:補水(黃工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范要求:間冷開式河水及總排回水)濁度相對較高、冷卻塔周圍塵源第1期包鋼焦化廠循環(huán)水節(jié)水減排措施研究較多及循環(huán)水系統(tǒng)的旁濾設施運行效果不好或沒有倍數(shù)計算限值為123-4.32;補水為黃河新水的循運行等。環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)計算限值為3.03~8.00。其中(3)補水水質水質波動大。焦化廠一回收車間以濁度計算的濃縮倍數(shù)限值較低。補水濁度為循環(huán)及三個干熄焦循環(huán)水系統(tǒng)供水為黃河水,二、三回收水提高濃縮倍數(shù)的“瓶頸”。車間循環(huán)水系統(tǒng)補水為總排回水,總排回水為再生要想進一步提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù),必須對補水。工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范山中,再生水直水進行處理,首先應采取降濁措施建議在各給水泵接作為間冷開式系統(tǒng)補水時,水質指標要求見表房安裝中央泵房使用的除污器,降低補水濁度。影表3再生水作為循環(huán)水補水水質指標響循環(huán)水水質穩(wěn)定的主要是鈣硬度、堿度等因子,考項目CB500-20總排阿用水黃河新水慮焦化廠現(xiàn)采取的水穩(wěn)處理措施根據(jù)計算結果并pH值(25℃7.00-8.507,53-8,33結合技術資料進行綜合分析,認為通過對補水進行濁度/rU7-57降濁處理,調整水穩(wěn)藥劑配方等措施,焦化循環(huán)水系2-15.0統(tǒng)是可以適當增大濃縮倍數(shù)的。建議采用總排回水鐵(ng·L1)≤0.500.25-2.210.05~0.60c^/(mg·L-1)180-265100-150為補水的循環(huán)水系統(tǒng)濃縮運行倍數(shù)控制值為2.5鈣硬度八(嘿L)≤20205-320140-20應為35。采用黃河新水作為補水循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)控制值甲基橙堿度/(mg·L1)(4)循環(huán)水系統(tǒng)有泄漏現(xiàn)象?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)有時循(以CaCO3計)≤2010-370180-20環(huán)水中pH較低,COD、氨氮含量較高冷卻塔下水H3N(mg·L-1)7.0-45.00.8-3.1池能聞到臭味,這說明循環(huán)水系統(tǒng)有泄漏現(xiàn)象。應總磷(以P計)(mg·L1)≤1.000.26-1.920.05-0.10釆取措施避免泄漏現(xiàn)象出現(xiàn)。如出現(xiàn)泄漏,應及時解性固體/(mg·L1)≤100900-2檢修,置換污染的循環(huán)水,保證循環(huán)水水質穩(wěn)定。2循環(huán)水系統(tǒng)碳鋼掛片試驗從表3看,工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范對再2.,1實驗室試驗生水直接作為間冷開式系統(tǒng)補水,水質指標要求較為嚴格,總排回水水質波動較大,濁度、TDS、COD及(1)實驗室旋轉掛片試驗方法。用行業(yè)標準水處理劑緩蝕性能測定旋轉掛片法(HG/T2195NH2-N等指標,不能穩(wěn)定滿足GB500502007補91),因現(xiàn)有水處理系統(tǒng)含有緩蝕阻垢劑,且試驗水水質指標要求。工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水的濁度是系統(tǒng)中污目的主要考察現(xiàn)有循環(huán)水水質穩(wěn)定狀況,進行不加藥空白試驗,水樣水質見表5垢的重要來源碳鋼表面污垢是造成垢下腐蝕的主要原因。黃河新水及總排回水濁度較高,不符合補驗結果見表5。(2)試驗結果及分析。實驗室腐蝕旋轉掛片試水指標要求。根據(jù)焦化廠現(xiàn)有循環(huán)水補水水質及表5實驗室腐蝕旋轉掛片試驗結果GB50050-2007間冷開式系統(tǒng)循環(huán)冷卻水水質指標藥劑腐蝕/(mm·a-1)緩蝕率/%限值計算循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)限值見表4?；厥昭h(huán)水cD-831A0.8表4循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)限值計算二回收循環(huán)水CD-831A0.42337.濃縮倍數(shù)限值計算三回收循環(huán)水CD831A0.060項目干熄焦循環(huán)水Q33-5890.570三回收循環(huán)水二回收、干熄焦循環(huán)水總排回水(補水)1.791黃河水(補水間冷開式系統(tǒng)循環(huán)冷卻水水質指標≤0.05鐵(GB50050-200鈣硬度+甲基橙堿度中國煤化工NH-NCNMH(片的腐蝕率為0.060-0.814m/a,污垢沉枳率為4.55-從表4看,補水為總排回水的循環(huán)水系統(tǒng)濃縮85.17mg/(cm2·月)。包鋼科技第36卷工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》(CB50050—水潛力。根據(jù)現(xiàn)場調查、試驗分析及相關資料,課題2007)要求間冷開式系統(tǒng)循環(huán)冷卻水對碳鋼的腐蝕組認為對循環(huán)水系統(tǒng)補水進行必要的降濁處理及調率不大于0.075mm/a,污垢沉積率(黏附速率)不整水穩(wěn)藥劑配方建議采用再生水(總排回水)作為大于15mg(cm2·月)。試驗除三回收循環(huán)水樣,補水的煤氣凈化部一回收及三回收六個循環(huán)水系統(tǒng)其余水樣碳鋼試片腐蝕率及污垢沉積率(黏附速濃縮運行倍數(shù)控制值為25,采用黃河新水作為補率)超過標準值水的干熄焦及二回收六個循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)控制煤氣凈化部回收車間循環(huán)水系統(tǒng)采用的水穩(wěn)藥值為3.5。劑GD-831A緩蝕率為37.05%~96.65%,干熄焦循環(huán)冷卻水系統(tǒng)目前補水量為927m3/h,排水循環(huán)水系統(tǒng)采用的Q33-589緩蝕率為15.03%實量為428m/h;按建議濃縮倍數(shù)(補水為總排回水驗室旋轉掛片試驗表明現(xiàn)有水穩(wěn)藥劑的緩蝕阻垢的循環(huán)水系統(tǒng)濃縮運行倍數(shù)計算取值為2.5,補水效果不佳為黃河新水的循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)計算取值為2.2現(xiàn)場掛片試驗35)運行補水量計算值為574m3/h,排污水量計算焦化循環(huán)水在生產(chǎn)中是始終流動的,為準確掌值為74m3/h,可節(jié)水量計算值為353m3/h,握焦化各循環(huán)水水質穩(wěn)定情況,課題組在部分循環(huán)279萬m3/a,可節(jié)水38%;污水減排量計算值為水系統(tǒng)進行了現(xiàn)場掛片試驗。353m3/h,279萬m3/a,可減排825%。2008年8月5日至8月27日,在焦化廠各循環(huán)通過以上分析計算,焦化循環(huán)水節(jié)水減排潛力水系統(tǒng)的冷卻塔下蓄水池中和中水泵房吸水井內放較大應通過加強管理,局部技術改造,調整水穩(wěn)藥置試驗掛片進行了22.(530h)的現(xiàn)場腐蝕掛片劑配方及運行參數(shù),以提高循環(huán)水系統(tǒng)運行控制的試驗(試片材質為20鋼)試驗結果見表6。濃縮倍數(shù),減少新水用量減少污水排放量表6焦化廠現(xiàn)場掛片試驗結果循環(huán)水系統(tǒng)掛片地點腐蝕積(m·a)44結束語一回收冷卻塔下蓄水池焦化廠各循環(huán)水系統(tǒng)水質基本滿足《工業(yè)循環(huán)二回收二回收冷卻塔下蓄水池回收三回收冷卻塔下蓄水池0.076冷卻水處理設計規(guī)范》間冷開式系統(tǒng)水質指標干熄焦1·千熄焦冷卻塔下蓄水池但水質不穩(wěn)定、特別是濁度較高;目前焦化廠循環(huán)水中水泵房中水泵房吸水井0.326系統(tǒng)濃縮倍數(shù)控制較低;循環(huán)水補水水質不好,總排GB50050-2007指標0.075回水水質波動較大,濁度溶解性固體、COD及NH3N濃度較髙,一些指標不能滿足GB50050從表6看,焦化循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)場掛片的腐蝕率2007補水水質指標要求;黃河新水濁度較高不符為0076-0.250mm/a,均超過《工業(yè)循環(huán)冷卻水處合補水要求;焦化循環(huán)水系統(tǒng)可提高運行濃縮倍數(shù),理設計規(guī)范》標準(0.075mm/a),但低于不加藥中節(jié)約用水減少排放廢水,再生水(總排回水)作為水泵房試片。試驗試片運行530h后,循環(huán)水試片補水的循環(huán)水系統(tǒng)濃縮運行倍數(shù)可為25,黃河新外觀有銹斑部分部位有污垢,三回收循環(huán)水試片銹水作為補水的循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)可為3.5;經(jīng)計斑較少腐蝕較輕;一回收循環(huán)水試片表面銹斑較算措施實施后節(jié)水量為353m/h,能節(jié)約用水多,腐蝕相對較重;中水泵房試片腐蝕嚴重,表面全38%,污水減排量為33m3/h減少排污量825%。是鐵銹。焦化循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)場掛片試驗表明,焦化循環(huán)考文獻水系統(tǒng)水質穩(wěn)定控制的緩蝕效果不太理想,循環(huán)水對碳鋼的腐蝕率超過國家標準(GB500-2007)1[1]GB50050-2007工業(yè)循環(huán)冷卻水設計規(guī)范要求。建議焦化廠應對藥劑運行條件或藥劑配方進中華人民共和國國家標準[S]行調整,提高緩蝕效率。2]rV中國煤化工M北京:化學工3循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水減排措施CNMHG[3]Ho/I-Ⅵ1施轉掛片試驗標準,中華人焦化廠循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)控制較低,存在節(jié)民共和國化工行業(yè)標準[S