ESPERE循環水綜合處理技術在老空分裝置中的成功應用

更新時間：2007-11-27 18:30 來源：上海玄坤水處理技術有限公司作者: 陳翼李孝華閱讀：2761

摘要：根據CMG循環水系統存在的問題和空分裝置的特點，針對性地設計和實施水處理方案，有效解決了系統的腐蝕、結垢和微生物等問題，為使用年限較長、運行狀況較差的老空分裝置的長周期、安全、穩定運行提供了保證。

1 .概述

（1）老系統說明

        本文所論及的老系統，不單指建成時間早、使用時間長的系統，還包括那些使用年限并不很久，但設計不盡合理，初期又未進行水處理，或是只作過一些簡單處理，累積問題較多的循環冷卻水系統。

        我國的水工業應用技術起步比較晚，發展水平還相對較低，一些設計不盡合理，水處理應用技術、管理措施等相對滯后，甚至相當長時期未進行處理的循環冷卻水系統還普遍存在。這些系統的水處理存在問題較多，運行效率低下，處理難度也比較大。采用最新水處理技術來解決這些水系統存在的問題，可以使大量的系統充分發揮其生產效能，延長其使用壽命，對充分利用資源、發展經濟生產有著重要意義。

（2） CMG循環冷卻水系統狀況簡介

        成都成鋼梅塞爾氣體產品有限公司（簡稱CMG）循環冷卻水系統是一個比較典型的使用年限不很長、但系統自身存在工藝缺陷、以及累積了較多運行問題的老系統。其運行已有10年多，但由于生產任務繁重，運行要求高，連續運行時間長，自投入使用以來，一直在連續運行，根本沒有停機對系統進行全面清理的機會。工藝設計也不盡合理，其系統溫降（冷卻塔的降溫）只有3℃左右，集水池底部也沒有排污管道，系統排污主要通過設備給水管道排放。經過多年的運行，集水池已幾乎沒有存貯淤泥的裕度。系統在運行初期的三四年中，只是自行購買一些藥劑進行處理，由于技術力量等多方面的原因，處理效果不理想。2000年以后又請國際專業水處理公司進行處理，但仍不斷發生問題。近幾年來因發生腐蝕、結垢和沉積等問題的情況越來越嚴重，即使控制在較低濃縮倍數下運行，也時常發生設備結垢導致非計劃性停車清洗設備的情況，頻繁時每月一次，嚴重影響了生產，造成了巨大的經濟損失。

        盡管CMG和多家水處理公司采用了許多辦法，包括更換藥劑品類、配方、上電子水處理器，研究低溫垢（因為冰機結垢情況尤為嚴重）等，都沒有能夠最終解決問。

2. 綜合處理措施

（1）系統存在的問題

        CMG循環水系統補充水采用的是以都江堰水為水源的自來水，水質相對較好（參見表1），系統運行濃縮倍數也不高，平均僅在3倍左右，除了系統自身設計缺陷外，之所以產生問題，應該主要在于系統原用水處理方案沒有針對系統的實際情況和系統運行控制不理想造成的。

表1 補充水水質（年平均值）

分析項目	補充水
pH	7.8
總堿 (以CaCO₃計)，ppm	81
氯化物（以Cl^-計），ppm	78
Ca²⁺（以CaCO₃計），ppm	110
Mg²⁺（以CaCO₃計），ppm	42
硫酸根，ppm	26
二氧化硅，ppm	10
電導率，us/cm	310

分析導致該系統不能“安、穩、長、滿”運行的原因，主要有以下幾方面問題：①系統微生物控制差，生物粘泥危害嚴重（參見圖照片）；②系統旁濾器板結嚴重，對懸浮物的濾除效率低下，而系統經過多年的長期運行，集水池幾乎已沒有沉積裕度；③系統運行波動大；④原水處理方案不切合實際；⑤現場技術服務力量薄弱。

圖一采用ESPERE方案處理前的掛片

圖二冷卻塔罩壁上的生物粘泥（綠色為罩壁底色）

（2）處理方案

①微生物的控制

        針對系統存在微生物粘泥危害嚴重的問題，我們采用預防控制的方式即連續控制并維持系統的余氯在一定的范圍內，同時再定期沖擊性投加非氧化性殺菌劑以避免微生物產生抗藥性。

②系統波動控制

        為解決因人工控制帶來的系統波動較大的問題，選用CWT-3000在線監測和自動加藥控制系統，使系統完全實現在線檢測和記錄、實時自動加藥和排污，大大提高了系統的穩定性和員工的勞動生產率，同時減少了員工和化學藥劑接觸的機會，從而保障了員工的安全和健康。

③旁濾效率的提高

        由于原砂過濾器已嚴重板結，對懸浮物的濾除效率低，加之體積龐大，更換填料成本比較高，且反洗操作煩瑣，運行一定時期后就有反洗不干凈的問題。因此將原砂過濾器更換，選用了高效率、節水型的以色列ARKAL公司的疊片式過濾器來作為循環水系統的旁流過濾器。

④腐蝕和結垢的控制

        針對空分裝置的特點和系統存在的腐蝕和結垢的問題，我們選用了具有國際先進水平的ESPERE ®水處理技術，加強了系統的腐蝕、結垢和沉積的控制。同時，鑒于系統中含銅設備較多，投加銅緩蝕劑以加強銅的腐蝕控制。

⑤加強現場技術管理

        以前由于現場技術管理條件有限導致系統出現問題不能及時解決，為此，上海玄坤水處理技術有限公司委派專業技術人員提供保姆式的技術服務，及時了解和跟蹤系統的運行狀況，對異常情況進行及時處理，并對現場技術人員和操作工進行技術培訓，提高水處理技術管理水平。

（3）實施效果

        自2003年8月底CMG循環冷卻水系統采用ESPERE®綜合水處理方案后，至今已運行了4年的時間，期間沒有發生過一次非計劃性停車清洗事故，系統冷卻器的換熱效率也得到了明顯改善，系統運行十分穩定。

①水質改善

        處理前后的塔水水質情況對比如表2

表2 處理前后的水質情況（平均值）

項目	pH值	電導率us/cm	濁度NTU	濃縮倍數	總堿ppm	總硬ppm	鈣硬ppm	總鐵mg/l	銅離子mg/l
控制指標	7.8-8.6	<2500	<20	4-5			100-800	<1.0	<0.2
處理前	7.7-8.5	1070	56	3.4	124	440	384	3.95	/
目前	8.0-8.4	1469	21	4.9	100	626	514	0.69	未檢出

從上表可見，在采用ESPERE綜合處理方案前，系統塔水pH波動范圍較大，濃縮倍數相對較低，而濁度卻很高，且總鐵含量也很高；采用ESPERE®綜合處理方案之后，穩定性明顯得到改善，總鐵含量也大幅下降。且濃縮倍數得到提高，節約了生產用水。

②微生物控制

通過采用ESPERE的微生物控制方案，系統微生物得到了有效控制，用快速浸片法檢測，塔水的異養菌總數一直控制在104個/mL水平以下。冷卻塔罩壁的原有青苔也有大面積的剝落（參見圖三照片）。

圖三冷卻塔罩壁上的青苔剝落（綠色為罩壁底色）

③腐蝕控制

現階段系統的腐蝕速率見表3

表3 掛片腐蝕速率

項目	控制指標	腐蝕速率	控制結果
碳鋼腐蝕速率	<3 mpy	1.0949	√
銅腐蝕速率	<0.2 mpy	0.0229	√
不銹鋼腐蝕速率	<0.2 mpy	0.0017	√

可見，系統的腐蝕得到了較好的控制。

3. 研討

        總結ESPERE®綜合水處理方案在CMG 系統應用取得良好效果的原因，我們認為有以下幾個方面的經驗可供參考：

        （1）方案要有針對性，藥劑要對路

        每個系統都有其自身的運行特點，處理方案必須根據系統的實際情況有針對性地設計和解決其存在的問題。

        （2）用系統的方法來解決問題

        循環水系統出現的腐蝕、結垢以及粘泥沉積等問題出現都是系統綜合性問題的集中表現，不單純是某一個方面的問題。即使只單一表現出某一方面的問題，也必須全面著手，才可能取得良好效果。

        （3）先進又實用的自動化控制系統

        系統波動是導致系統不能“安、穩、長、滿”運行的一個重要原因，自動化控制是減少波動的良好措施。

        （4）良好的現場技術管理

        精細的、專業的現場技術管理是系統能夠穩定運行的根本保證，再好的方案、設備和措施如得不到有效落實也不能解決問題。目前許多循環水系統現場的技術管理水平還達不到要求，從而導致系統水處理效果不佳。

4 .結束語

        循環冷卻水系統的問題是具體的、多方面的，也是多樣化的，不同的系統有不同的問題，只要我們不斷地進行探索和總結，必將會促進我國的水處理技術得到長足發展。