李鑫 徐进（杭州上拓环境科技股份有限公司，浙江 杭州 311121）

工业冷却系统近零排放水处理技术的开发和应用分析

李鑫 徐进（杭州上拓环境科技股份有限公司，浙江 杭州 311121）

本文详细阐述了废水近零排放水处理技术和工业冷却系统节水技术，对复合药剂TS-50921的现场应用、实验评定以及研制方法进行了介绍，当循环水中电导率在4 000 μS/cm以上以及钙硬度在1000 mg/L以上的环境下，需要对沉积率和腐蚀率进行控制。本次实验采用调度浓缩的方法，使循环水产生比较强的铁胶体分散性以及比较大的浊度，能够有效降低污水排放量，减少新鲜水补用量。

节水；高硬度高含盐量；水处理化学品；近零排放

我国是一个水资源消耗大国，也是一个水资源短缺国，工业用水十分紧张。工业生产中所采用的循环冷却水系统普遍存在污水排放量大以及耗水量大等缺点，给企业生产以及生态环境造成了比较大的负担。工业节水是我国工业产业可持续发展的必然要求，增加循环水系统浓缩倍率能够有效减少污水排放量，企业工业用水。

废水近零排放技术以及工业冷却系统节水是当前我国工业企业提高循环水系统浓缩倍率的主要方法，具体包括高悬浮物条件下的自动监控技术，污水处理技术、配方集成技术、化学水处理技术等。

1 近零排放水处理技术

1.1 水处理化学品

经过循环使用后的循环冷却水，水体内有机特质以及无机离子调度浓缩，造成水体内结垢以及腐蚀等不良反应。循环冷却水中含盐量极高，其中含有多种成分的化学药剂，造成药剂分解以及高悬浮物等问题。这就需要研发人员开发新的配方集成技术与水处理化学技术，降低循环冷却水中的含盐量。

采用示踪型低磷缓蚀阻垢分散剂，引入在线检测功能团、弱酸基团以及不同种类的强酸，对弱酸基团与强酸基团的比例进行优化。对相关的合成工艺以及反应条件进行调整，得到分子质量分布与分子结构适宜的化学药剂。在部分水质比较恶劣的条件下，新型的示踪型低磷缓蚀阻垢分散剂能够有效提循环冷却水的水解性能、耐高温性能以及缓蚀阻垢性能。在循环冷却水浓度过高的条件下，可溶性盐类大量产生，无定形料子以及铁胶体物质浓缩倍数大幅升高，提高了铁胶体物质与高浊度的分散效果。于循环冷却水中加入示踪型低磷缓蚀阻垢分散剂后粒子粒度分布明显改善，分散体系更加稳定，无沉积反应。另外，改良水处理配方，实验循环冷却水复合集成，结合示踪型低磷缓蚀阻垢分散剂能够有效加强各成分原有性能，协同效应更加显著。

1.2 水处理自动监控技术研究

当前我国工业领域广泛应用的高浓缩倍率自动监控装置在性能上主要体现为以下四个方面：余氯在线监测、药剂浓度在线监控、pH在线监控、浓缩倍数在线监控。近零排放水处理自动监控技术实现了循环冷却水在腐蚀速率以及浊度两方面的在线监测，精确监测加酸量、污水排放量以及补水量等方面的情况，具有远程传输、处理、存储以及计算等方面的功能，能够精确控制循环冷却水中所包含的所有重要数据。

2 水处理药剂TS－50921的性能检测

采用新型配方技术以及水处理化学技术，能够获取分散性、缓蚀、阻垢优异的TS－50921循环冷却水处理药剂，实现循环冷却水的近零排放。

2.1 对高硬高碱水质的阻垢性能

选取某河水样本，配制不同咸度硬度的实验用水，添加TS-50921阻垢缓蚀剂，采用静态阻垢实验，对多种水质条件下的阻垢率进行检测，阻垢性能如下，当碳酸钙含量为700mg·L-1时，静态阻垢率为95%；当碳酸钙含量为800mg·L-1时，静态阻垢率为90%；当碳酸钙含量为900mg·L-1时，静态阻垢率为90%；当碳酸钙含量为1000mg·L-1时，静态阻垢率为85%，此时，动态沉积率为10.05mcm，动态污垢热阻为4.68×10-5m2·K·W-1。

2.2 对高含盐量水质的缓蚀性能

选取某河水样本，在不同氯离子浓度以及电导率的环境下，测量其静态实验腐蚀速率以及动态实验腐蚀速率两方面的指标。当电导率为3000μS·cm-1，氯离子浓度为400mg·L-1时，静态实验腐蚀速率为0.02mm·a-1；当电导率为3500μS·cm-1，氯离子浓度为500mg·L-1时，静态实验腐蚀速率为0.027mm·a-1；当电导率为4000μS·cm-1，氯离子浓度为600mg·L-1时，静态实验腐蚀速率为0.036mm·a-1。此时，动态实验腐蚀速率为0.052 1mm·a-1。

2.3 对浊度物质和铁胶体的分散性能

循环水近零排放下，不定型粒子以及铁胶体相应升高，通过TS-50921阻垢缓蚀剂，能够显著分散浊度物质以及铁胶体。将TS-50921阻垢缓蚀剂与普通药剂进行对比分析，相关实验数据如下：

采用普通药剂，当铁胶体含量为1.5mg·L-1时，铁胶体分散率为75.86%，当铁胶体含量为3.0mg·L-1时，铁胶体分散率为64.26%；当浊度为10NTU时，分散率为63.68%，当浊度为20NTU时，分散率为61.05%。

采用TS-50921阻垢缓蚀剂，当铁胶体含量为1.5mg·L-1时，铁胶体分散率为84.23%，当铁胶体含量为3.0mg·L-1时，铁胶体分散率为60.63%；当浊度为10NTU时，分散率为88.31%，当浊度为20NTU时，分散率为80.77%。

①对于高碱度水质具有超强的阻垢性能，可以使钙硬度达到1000 mg/L、总硬度与总碱度之和达到2000 mg/L的循环水保持稳定；②对于高含盐量的强腐蚀性水质具有优良的缓蚀性能，保证金属腐蚀率达标，且不锈钢没有点蚀发生；③对于高度浓缩运行系统中的浊度物质和铁胶体物质具有极强的分散作用，保证长停留时间的近零排放水质不发生沉积危害；④药剂分子中带有特殊的功能团，可以通过智能化在线监控装置实时检测和控制。根据调查研究发现，TS-50921阻垢缓蚀剂具有良好的缓蚀性，能够显著提升阻垢分散性能，应用价值值得推广。