工业循环水处理的机理与方法

2020-01-15李逢春

化工设计通讯 2020年4期

李逢春

（神华新疆化工有限公司，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐 831400）

在工业企业不断发展壮大的过程中，必须高度重视一切能助力企业提升制造效率、创造经济收益的举措。而就绝大多数化学工业的运行情况来说，绝大部分的工业用水都是工业循环用水。但是，倘若不能妥善处理好工业循环用水的问题，设备和管道极有可能会发生结垢、腐蚀等问题，这些问题的发生极大地降低了设备的使用寿命，并带来一系列的能源浪费问题，导致企业方面在成本和后续保养上的无谓损失。因此，必须结合实际情况，妥善处理工业循环的缺水问题，保证工业循环水系统处于可控范围内。

1 工业循环水的作用

1.1 换热作用

在一系列的工业生产流程中，工业循环冷却水发挥着举足轻重的作用。具体来说，工业循环冷却水具有成效显著的换热作用，通过工业循环冷却用水，生产过程中释放的多余热量能够得到有效处理。也就是说，通过在生产系统中安设换热装置，冷的工业循环水和热的工业循环水就可以分别和需要降温和升温的物料进行换热，并在换热之后实现冷水和热水的再度循环，能够较大程度上提升工业生产的效率，解决了能源浪费问题。

1.2 洗涤作用

洗涤作用是工业循环冷却用水的另一项主要作用，通过借助工业循环用水的流动性以及溶解性，相关技术人员和工业生产人员就可以净化处理相应的物料。当然，工业循环冷却用水的洗涤效果并非针对所有物料，相应物料应该满足以下要求：首先，被净化洗涤的物料必须具备不溶于水的物理性质，而且能够以较快的速度沉降。其次，倘若需要净化的物料中具备大量水溶性杂质，那么用工业循环水洗涤确实能够取得显著效果，但是一旦工业循环水重复使用的次数过多，水中该杂质的溶解达到饱和状态，那么洗涤作用可能会大打折扣。除此以外，工业循环冷却水不对管道和设备具有洗涤作用，不恰当的处理可能会导致腐蚀问题，严重威胁了设备的使用寿命，加大了企业的生产成本。

2 工业循环水的处理机理

客观来说，工业企业的循环冷却水处理受到工业循环水系统中多种因素的影响，水中介质、机器用料乃至环境条件都可能会影响工业循环水的处理情况。因此，相关人员要根据这些参数来酌情考虑是选择水处理剂、缓蚀剂还是阻垢剂，如此才能制定出比较科学有效的工业循环水处理配方。与此同时，人员有必要根据工业循环水的实际情况选择应对机制，循序渐进地对工业循环水加以基础处理与正常处理。所以说，在整个工业循环水处理的问题中，核心要素就是对阻垢剂的选择，优质、安全和高效的阻垢剂将会使工业循环水的处理如虎添翼。因此，以阻垢剂的选择为核心基础前提，工业循环水的处理机制主要有以下几方面。

2.1 阻垢效应

在工业冷却用水系统中，阻垢剂可以与工业循环用水发生螯合作用以及发生在表面的吸附作用。所以，阻垢剂的合理选择和应用能够充分发挥水处理剂的的功能特点。也就是说，在工业循环用水处理的过程中，处理效率直接取决于药剂性能。就现阶段工业企业对工业循环用水的处理状况来说，其选取的药剂可能具有阻垢作用、可能具有杀菌作用、可能具有絮凝作用或者分散作用，也可能同时具备其中任意的两种或多种作用，具备效用越多的药剂阻垢效应就越明显。所以，根据相关的研究分析，倘若能够同时运用多种阻垢剂，并按照恰当的比例对其进行混合，那么其使用效果将会明显高于单一药剂的使用效果，在工业循环用水的处理方面也会更加高效可靠。

2.2 换热设备

在处理工业循环用水的过程中，工业企业一般会针对循环冷却水系统配备循环水冷却机，以方便实现生产设备的水冷却工作。循环冷却水系统指的是一种把水作为循环冷却介质使用的系统。通过这一系统，工业企业能够对95%以上的冷却水进行回收利用，实现对能源资源的节约。在一般生产工艺流程中，工业循环用水在整体工业用水中的所占比例极大。所以，把握好循环冷却水系统等换热设备，就相当于抓住了工业循环用水处理的命脉，能够大幅度提升工业循环用水处理的效率，节约大量工业用水。

3 工业循环水处理的必要性

在工业生产的过程中，初始给水无论是来自湖水、河水、水库水的地表水，还是来自于井水、泉水和自来水的地下水，都属于天然水，所以水中不可避免地存在悬浮物或者藻类等杂质，这一问题在工业生产过程中始终无法得到解决。但是，倘若在后期生产流程中不能针对水处理采取预防措施，那么长期混合在天然水中的杂质会随着工业水循环在热交换面上沉积，在仪器设备上形成水垢，导致热交换效率大幅降低，甚至为工业仪器设备带来腐蚀的威胁，整个工业的生产安全性无法得到保障。因此，针对工业循环水的处理势在必行。

4 工业循环水的处理方法

4.1 缓蚀剂

缓蚀剂是现阶段工业水循环处理的一项有代表性的化学方法。但是，缓蚀剂的种类众多，选取最有成效的难度较大。一方面，能用于工业循环水处理的缓蚀剂不仅要对各种金属或者杂质具有强效的缓蚀作用，而且还应该立足于工业企业可持续发展的角度，具有生态性与环保性以及经济性特征。结合我国工业企业新阶段循环水的处理方案，以下三类缓蚀剂的应用比较普遍。

4.1.1 钼酸盐

钼酸盐属于氧化模型的缓蚀剂，也可以算做阳极型缓蚀剂。其主要作用原理是在阳极产生一层氧化物钝化膜，进而对相关的一些设备起到一层保护作用。但是，采用这种缓蚀剂具有比较明显的局限性，一方面在使用过程中需要的剂量相对较大，另一方面其综合成本相对较高，所以工业企业在选取过程中应酌情考虑。

4.1.2 磷酸盐

磷酸盐也属于阳极缓蚀剂的一种，与钼酸盐缓蚀剂相比，磷酸盐缓蚀剂的价格更低廉，且没有毒性。但是，在处理工业循环用水的过程中，磷酸盐缓蚀剂的应用可能会导致磷酸钙的出现，加剧仪器设备上水垢的形成。所以，工业企业在选用磷酸盐缓蚀剂处理工业用水时，可能会考虑搭配能抑制磷酸钙垢的阻垢剂同时使用。然而，这种搭配使用策略又极有可能促进水中藻类生长，污染环境。

4.1.3 聚磷酸盐

与上述两种缓蚀剂相比，聚磷酸盐在现阶段工业循环水处理流程中的应用更加广泛。其成本更低、缓释作用效果更好，而且同时具有一定程度的阻垢作用，在经济性和可行性方面更加满足工业企业的需求。但是，聚磷酸盐在水解后会立刻与正价钙离子生成磷酸钙垢，同样会加快水中藻类植物的生长速度，对环境造成负面影响。所以，相比之下，绝大多数企业会选择六偏磷酸钠和三聚酸钠等综合效用较强的聚磷酸盐。