新型RJ生物药剂在循环水中的应用与分析文档格式.docx

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通过对上述企业生产运行管理考察、论证，拟定了甲醇厂一套循环水投运新型RJ生物药剂的方案，并对开始投运至2015年8月10日止质检中心所提供的各项检测数据进行了收集、整理，并对使用情况进行分析讨论。

一、一套甲醇循环水系统的基本情况

类别

项目

运行数据

循环系统容积m3

12000

循环水量m3/h

22000-24000

补充水量m3/h

200-460

排污水量m3/h

50-200

进出冷却塔水温℃

42-32

浓缩倍数

3-6

换热器材质

碳钢、铜合金、不锈钢

冷却塔材质

混凝土

旁滤

旁滤设备

无阀滤器5组

旁滤量%

5%

底阀排污

有

加药装置

污染物或可能泄漏物

无

二、补水水质及存在问题

项目

单位

补充水水质

8月-9月

平均值

浊度

NTU

0.71-1.33

1.04

PH

-

7.96-8.36

8.11

总硬度（以CaCO3计）

mg/L

246-267

254.00

总碱度（以CaCO3计）

158-186

171.75

钙硬度（以Ca2+计）

53-63

56.75

总铁

0.02-0.10

0.23

Cl-

89-91

90.25

SO42-+Cl-

150-208

180.25

硅酸（以SiO2计）

0.07-2.31

1.70

电导率

μs/cm

547-640

665.00

NH4-N

0-0.2

0.1

CODcr

5-10

7

补水是经过滤沉淀预处理后的黄河水作为全厂补水。

原水水质如下：

（2013年8月-9月份分析数据）。

从补充水的水质计算，该补充水Langelier（饱和指数）指数为0.26（＞0有结垢趋势），Ryznar（雷兹纳稳定指数）指数为7.45（＞6有腐蚀趋势），表明该水源为结垢腐蚀性水质，因此控制该循环水结垢腐蚀是该循环水系统水质稳定运行的重要任务之一。

三、实施过程

根据使用RJ生物药剂技术要求，在大检修期间对循环水系统进行了

如下改造：

1.在冷却塔塔池出水口周围设置300mm高围堰，以阻挡塔池沉积下来的生物粘泥进入循环水系统，影响换热设备的换热效率。

2.在冷却塔塔池出水口周围安装了12台生物模架（内置纤维球），作为生物菌群的“着床”的载体。

3.更改空分补水管线，确保在低温状态下，避免盐类（碳酸钙盐占90%）以及其它易结晶物的结晶，堵塞填料；

4.将低温甲醇洗装置水分离塔废水引至冷却塔塔池作为菌群繁殖的营养源。

5.加药时间及频次：

首次投加时第一月投加6吨，次月起每月投加1.2吨，每月分四次均量投加。

6.加药地点及方式：

循环水塔池处，人工投加。

四、RJ生物药剂主要成分及作用基理

新型RJ生物药剂（菌群）是采集于自然界，通过人工培养、驯化、筛选等方式优选出专门用于循环水稳定处理的微生物菌群。

这种微生物菌群不仅可以以碳、氮、硫、磷等作为营养源，还可以吞噬其它微生物菌群、消解有机物、溶解垢层，具有广泛的食物链和营养源，主要由溶垢细菌、群体淬灭细菌、高效降解细菌、絮凝细菌等多种高效复合细菌组成。

1）溶垢细菌：

溶垢微生物在生长繁殖过程中，能够与钙镁离子形成稳定的可溶性螯合物，将更多的钙镁离子稳定在水中，从而增大钙镁盐的溶解度，使得水体中的硬度升高，抑制垢的沉积，而且能够使已经形成的碳酸盐垢逐步溶解，阻止钙镁离子在金属表面形成碳酸盐垢，瓦解混合垢的沉积。

2）群体淬灭细菌：

通过群体淬灭细菌分泌的群体淬灭酶可降解细菌群体感应系统的信号分子，干扰细菌群体感应系统，阻碍细菌之间的信息交流，抑制细菌的生长繁殖，减少形成微生物粘泥的源头，以达到消减了细菌在金属管道上形成微生物垢的条件，进一步减少细菌对金属的腐蚀的可能，达到缓蚀阻垢的效果。

3）高效降解细菌：

高效降解细菌能够消耗循环水系统内部分溶氧，可使溶氧适度减少，改变氧化还原电位（ORP）；

分解有机粘泥避免局部有机酸及电极电位引起的腐蚀，避免金属被锈蚀；

还能够分解消除循环水中的有机物及含氮物质，同时能对水体中比藻类高等的好氧微生物产生激活作用，改变水体环境与养分竞争机制，中断菌藻的养分供给链，使菌藻的滋生环境恶化，进而逐步抑制菌藻生长。

RJ生物药剂作用微生物及机理

作用效果

作用微生物

作用机理

絮凝悬浮物、絮凝阴离子

絮凝细菌

微生物絮凝作用

抑制硬垢产生

溶垢细菌、高效降解细菌及其分泌的高效活性酶

络合增溶Ca2+、Mg2+

抑制腐蚀速率

溶垢细菌、群体淬灭细菌、高效降解细菌及其分泌的高效活性酶

群体淬灭、酶活性

稳定或提高PH值

溶垢细菌、群体淬灭细菌

络合增溶、群体淬灭

抑制菌藻滋生

群体淬灭细菌、高效降解细菌及其分泌的高效活性酶

群体淬灭、微生物竞争

五、改造后水质指标评价

依照工业循环冷却水处理设计规范（国家标准GB50050-2007），主要是从PH、碱度、总硬度、浊度、氯离子、硫酸根离子、硅酸根离子、电导率、总铁、CODCr、浓缩倍数和腐蚀率等指标对我厂使用RJ生物药剂2年来（自2013年8月至2015年7月份）的水质指标进行分析讨论。

１、ＰＨ值

国标要求：

6.8～9.5，运行期间PH值月平均值均保持在8.0~8.5之间，水质呈弱碱性，有效地避免了换热设备、管线在酸性环境下的腐蚀。

2、碱度

钙硬+碱度≤1100mg/L。

运行期间月平均值均在200~250㎎/L左右，能有效的防止系统结垢及垢下腐蚀，提高浓缩倍数达到节水减排的效果。

3、钙硬度

运行期间循环水钙硬度月平均值均保持在680㎎/L左右，运行平稳。

4、总硬度

国标不做要求，运行期间月平均值最高值是1287mg/L，最低值是743mg/L。

两年来，从现场换热器打开情况观察和监测换热器监测挂片情况来看未见明显的结垢。

5、浊度

板换≤10NTU，管换≤20NTU。

浊度是在换热设备换热面污垢沉积和软垢形成的主要原因之一，浊度严重超标，不仅影响换热效率，同时增加垢下腐蚀。

运行期间月平均值最高值是6.2NTU，最低值是1.5NTU，远远优于国标标准要求。

6、总铁离子

≤1.0mg/L，运行期间月平均值最高值是0.26mg/L，月平均值最低值是0.007mg/L。

铁离子是铁细菌的主要供献者，是反映循环水系统腐蚀的主要指标之一。

一般对补充水总铁含量要求＜0.2～0.5mg/L。

循环水中的总铁指标宜≤0.5mg/L。

7、CODCr

≤100mg/L，两年累计投加甲醇废水112000吨，运行期间最高值是29mg/L，最低值是21mg/L。

8、浓缩倍数

国标针对化学药剂处理的要求：

不宜大于5（这主要是从经济方面考虑的。

大于5药剂费用增大，节水费用就不明显了），不应小于3。

月平均值最高值为5.53，月平均值最低值为4.18（前两月调试期除外），普遍维持在4.5-5.0之间。

浓缩倍数是循环水运行的一个综合指标，常视为循环水运行的经济指标。

9、腐蚀速率

循环水中挂片腐蚀反应出系统总体腐蚀程度，详见下图：

根据中国石油化工总公司对循环水系统现场监测评价指标，碳钢平均腐蚀率达到了“好”级；

碳钢2年平均腐蚀率为0.0639mm/a，优于国标＜0.075mm/a的标准；

铜合金、不锈钢的腐蚀速率优于国家标准，碳钢的腐蚀速率逐月降低，平均值已优于国家标准。

循环水监测评价指标

碳钢平均腐蚀率

评价级别

0~0.046mm/a

很好

0.046~0.093mm/a

好

0.093~0.116mm/a

可以允许

六、性能分析

1、节水性能

生产正常情况下本年与上年同期用水比较

时间

2012年9月-2013年8月全厂总用水量（m3）（化学药剂）

2013年9月-2015年7月全厂总用水量（m3）（生物药剂）

节水量（m3）

总计

（含脱硫、检修）

8226580

7151409

1075171

备注

2013年7月检修循环水从7月17日停7月27日开，全厂每天用水按11000m3计，10天少用水110000m3

2014年5月开始新增脱硫工段至2015年7月共用水136197m3

2、减排性能

使用生物药剂后，含甲醇的工艺废水平均每月加入循环水塔池5040m3，循环水池的排污量也大幅降低，两年减少废水排放1300661m3。

2013年9月至2015年7月甲醇废水投加量及排污量

2013年9月至2015年7月

加入塔池含甲醇废水量（m3）

循环水减少排污量（m3）

合计

117432

937032

脱硫、检修

246197

废水总计

1300661

3、降资性能

使用RJ生物药剂不用再投加缓蚀阻垢剂、氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂等化学药剂，不但节省了设备运行费用、设备检修备品备件费用，而且避免了加药系统的设备运行操作及检修，大大降低了操作及检修人员的劳动强度。

使用该循环水处理生物药剂不仅省去了加药装置的设备维护费用，还

降低了维护运行的人工费用。

4、安全性能

使用该循环水处理生物药剂，原加氯系统停运，不仅消除了危化品氯气的管控风险，而且消除了添加化学药剂对人的伤害和潜在的安全风险，同时还能清洁冷却塔周边环境，抑菌杀菌、防止呼吸道细菌散布——可除灭冷却塔所孳生的病原菌，抑制散热过程因蒸发水气而散布病菌，防止如军团菌等致病菌群引起的呼吸道疾病。

5、经济效益：

若工业水按2.8元/m3计算，减排的废水处理费按1.4元/m3，RJ生物药剂经过2年的运行节水减排共产生的经济价值为483.1万元。

原一套循环水装置使用化学药剂，月平均药剂消耗费用约为14万元左右，两年的药剂费用约为336万元；

现使用新型RJ生物药剂每月费用约为16.32万元，两年约为456.96万元（包含首次投加）。

与原化学药剂相比，两年生物药剂共产生的经济价值为362.14万元。

2013年9月至2015年7月节能减排经济效益

项目

节水（m3）

节水经济效益（元）

减排（m3）

减排经济

效益（元）

合计经济效益（元）

2013年9月-2015年7月

3010478.8

1820925.4

4831404.2

七、生物药剂缺点

1、投加方案需充分考虑可能泄漏介质、周边环境；

换热器泄漏物若是杀生剂不能使用；

2、系统启动加药量大，且需要生物技术专业知识水平；

3、活菌易附着于挂片或流速较低的管壁；

4、保有水量大于循环水量1/5的系统效果较差；

5、需进行生物挂膜，安装膜架装置；

6、生物药剂保存环境要求较高，需避光照射，4~25℃为宜，4~15℃最好，保存时间较短，原则上不超过2个月。

八、结论

循环水RJ生物药剂是无磷、无重金属的环保生态药剂，是一种集阻垢、除垢、缓蚀、抑止杂菌和分解有机物等多种功能于一体的高效循环水处理生物药剂，投加使用后循环水各项水质指标均优于国家标准，并且在节能、减排、降资、增效及安全性能方面效果显著，具备推广应用。

【参考文献】

[1]《工业循环冷却水设计规范》（国家标准GB50050-2007）

[2]《甲醇厂25万吨水处理操作技术规程》

[3]《循环水RJ生物药剂应用培训资料》