工业循环水水质监测管理.docx

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工业循环水水质监测管理

石化厂工业用水中，循环水占80%，我厂受地理条件限制，原水属高硬、高碱、结垢型硬水，给水处理带来较大困难。

三套循环水系统总循环量每小时8000m3，炼油循环水由于设计缺陷，浓缩倍数低，腐蚀率偏高，由于换热器内漏导致系统经常带油，水中微生物数量超标，结垢与腐蚀并存导致换热器换热效果不好等等；化肥循环水存在浓缩倍数偏高时，药剂相应效果跟不上的问题，系统结垢且大机组填函处堵管现象也有发生，循环水问题对生产（尤其使炼油生产）带来较大影响。

以往对水处理的评定依靠停工时打开换热器，但装置两年才停工一次，腐蚀严重的换热器往往要不了一年就会内漏，热效率低的换热器等不到系统清洗预膜就要提前做单台清洗；我厂日常水质分析反映面有限判断系统结垢、腐蚀情况与实际有差距，因此当日常控制、分析等基础工作较扎实后，定期开展水质监测就成为解决问题、提高我厂循环水质量的关键。

水质监测包括现场监测和实验室监测两部分。

现场监测有监测换热器和腐蚀挂片两种。

监测换热器是一种对循环水化学处理监测和评价的重要手段。

它模拟生产装置换热器的操作参数设计，以饱和蒸汽作热介质能在系统不停工的条件下有效地对系统结垢、腐蚀、微生物进行监测和观察，从而评定出最佳处理配方，换热器本身可拆，旁路安装又便于从运行系统中隔离出来，因此试验周期可以根据试验要求而灵活确定。

利用监测换热器可得到换热器腐蚀速度、粘附物管壁上的粘附速度、换热器传热系数、污垢热阻及污垢组分等信息，判定本期水质配方缓蚀和阻垢好坏，杀菌剂和剥离剂是否有效，当污垢热阻或腐蚀速度超过规定指标时，可参照垢层的化学分析、运行控制分析结果和换热管水侧表面外观检查情况，分析原因，及时调整水处理药剂配方。

腐蚀挂片测试是利用挂片器将与系统换热器同一材质的挂片悬挂在腐蚀最严重、溶解氧含量有代表性的地方，在不停工条件下监测冷却水系统相对腐蚀情况。

此外，定期监测水中粘泥量可以控制粘泥剥离剂投加量和旁滤池反冲洗频次，优化操作。

实验室监测包括常用药剂监测、微生物监测等等

主要介绍常用药剂监测，国内水质药剂种类很多，优劣混杂，我厂三套循环水系统年药剂费用近150万元。

目前我厂缺乏定期检验药剂的条件，在我厂ISO9002质量认证《循环水管理规定》中指出，我厂水处理药剂使用效果靠现场检验，仅依靠现场使用情况判别药剂是否有效，通常是1年（也就是1个使用周期）后才能作出判断，且判断是抽象的，仅以垢多、垢少或腐蚀严重不严重作为依据，没有数据的判断非常被动，药剂监测是变被动为主动的有效手段。

首先是药剂质量指标检测，抽样后依据国家标准或行业标准进行检验，对于需进一步进行考察的药剂可进行静态阻垢评定和旋转挂片缓蚀评定，通过评定得到阻垢率和腐蚀速率，作为评定缓蚀阻垢剂的可靠依据。

今年炼油停工大检修时从换热器中取出的垢样分析表明，生物粘泥占结垢总量的45%，微生物对设备的危害非常严重，并且极易造成水冷器堵塞导致装置停产，因此必须定期进行微生物监测，调整杀生剂量及类型，可做到有的放矢，延长换热器使用寿命。

此外，还可在实验室内对新型杀菌剂做静态杀菌试验，效果好的再到现场放大应用。

自炼油装置加工塔中原油后，由于硫腐蚀严重造成换热器内漏频繁，对炼油水系统进行含油量监测是很有必要的，可以及时发现漏点、及时切除，并对-水系统采取除油杀菌等处理，将漏油对系统的恶劣影响降到最低。

总的来说，利用水质监测技术可解决以下问题，

1．及时得知缓蚀阻垢剂、杀菌剂是否有效，随时调整药剂配方，避免伪劣药剂危害。

2．避免加药过量。

做到加药量微调，降低成本。

3．提高浓缩倍数，减少排污。

有监测换热器对污垢热阻的监测，可在结垢允许范围内将浓缩倍数尽量提高，节约大量新鲜水。

4．及时发现配方不恰当导致换热器腐蚀严重的问题，及时联系生产厂家调整配方结构，节约更换设备的费用。

水质监测技术在全国水处理行业已广泛应用，在节水、节药、改善换热器操作环境、减少购置换热器费用以及环境保护等方面均有巨大作用，在我厂尚处于起步阶段，搞好水质监测，离不开技术人员、现场操作人员、化验分析人员的互相协作，离不开厂里各级领导的关心和支持，只要大家共同努力，在循环水处理的节水、节药、提高换热效果、延长设备寿命等方面一定能取得成绩。

循环水水质控制标准（用到的有关水质检测仪）中水（reclaimedwater）是指各种排水经处理后，达到规定的水质标准，可在生活、市政、环境等范围内重复使用的非饮用水。

中水利用对我国的环境保护、水资源保护、水污染防治、经济可持续发展能起到重要作用;中水利用对企业也有积极作用，可以为企业节约生产成本，提高资源利用率，为企业发展带来积极作用。

我公司针对循环水水质标准，如pH、浊度、余氯、磷、硬度等指标，提供专业的、先进的水质监测仪表。

表1再生水用作冷却用水的水质控制标准GB/T19923-2005

序号

控制项目

冷却用水

洗涤用水

锅炉补给水

工艺与产品用水

直流

冷却水

敞开式循环冷却水系统补充水

pH值

－

悬浮物（SS）（mg/L）≤

－

浊度（NTU）≤

－

色度（度）≤

生化需氧量（BOD5）（mg/L）≤

化学需氧量（CODCr）（mg/L）≤

－

铁（mg/L）≤

－

锰（mg/L）≤

－

氯离子（mg/L）≤

250

二氧化硅（SiO2）≤

－

总硬度（以CaCO3计/mg/L）≤

450

总碱度（以CaCO3计mg/L）≤

350

硫酸盐（mg/L）≤

600

250

氨氮（以N计mg/L）≤

－

10①

－

总磷（以P计mg/L）≤

－

溶解性总固体（mg/L）≤

1000

石油类（mg/L）≤

－

阴离子表面活性剂（mg/L）≤

－

余氯②（mg/L）≥

粪大肠菌群（个/L）≤

2000

注：

①当敞开式循环冷却水系统换热器为铜质时，循环冷却系统中循环水的氨氮指标应小于1mg/L。

②加氯消毒时管末梢值。

循环冷却水的水质标准（GB50050-1995）摘录

1.《中华人民共和国国家标准工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-951

1）冷却循环水系统中微生物控制指标

异养菌<5×105个/ml2次/周

真菌<10个/ml1次/周

硫酸盐还原菌<50个/ml1次/月

铁细菌<100个/ml1次/月

2）冷却循环水系统腐蚀速率

★碳钢换热器管壁的腐蚀速度小于0.125mm/a

★铜合金和不锈钢的腐蚀速度小于0.005mm/a

3）冷却循环水系统污垢热阻

★敞开式:

水侧管壁的年污垢热阻值为:

2×10-4～4×10-4m2hc/kcal

★密封式:

水侧管壁的年污垢热阻值为:

1×10-4m2hc/kcal

4）冷却循环水系统中粘泥量

<4ml/m3（生物过滤网法）1次/天

<1ml/m3（碘化钾法）1次/天

工业循环水处理方法及技术指标

循环冷却水的水质标准（GB50050-1995）：

1.《中华人民共和国国家标准工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-951）1）冷却循环水系统中微生物控制指标　　异养菌<5×105个/ml2次/周真菌<10个/ml　1次/周硫酸盐还原菌<50个/ml1次/月铁细菌<100个/ml1次/月2）冷却循环水系统腐蚀速率★碳钢换热器管壁的腐蚀速度小于mm/a★铜合金和不锈钢的腐蚀速度小于mm/a3）冷却循环水系统污垢热阻★敞开式:

水侧管壁的年污垢热阻值为:

2×10-4～4×10-4m2hc/kcal★密封式:

水侧管壁的年污垢热阻值为:

1×10-4m2hc/kcal4）冷却循环水系统中粘泥量<4ml/m3（生物过滤网法）1次/天<1ml/m3（碘化钾法）1次/天二、工业冷却循环水系统存在的问题工业冷却循环水系统存在的问题：

冷却水一般占工业用水的80%以上。

根据冷却循环水是否与大气直接接触冷却可将冷却循环系统分为敞开式循环系统和密闭式循环系统。

工业冷却水系统一般为开式循环系统（如逆流式和横流式冷却塔），冷却塔内空气与水进行充分的接触。

大气中尘埃不断混入水中,造成菌藻滋生；由于冷却水蒸发、飞溅、漏损、浓缩形成的盐类污垢，造成管网堵塞；另外系统内只安装普通的过滤装置，不能完全去除这些杂质，导致水的电导率增加，造成管道腐蚀；冷却水经过被冷却设备时温度上升，水中的钙、镁离子溶解度发生变化会在形成水垢。

降低了换热效率，影响系统正常工作。

所以，冷却循环水存在的主要问题是水垢、污垢、腐蚀、菌藻、管网腐蚀和浓缩倍数的控制。

三、工业冷却循环水系统存在问题之水处理方案1、以往的解决方案采用电子水处理器配合普通过滤设备的方法由于普通过滤设备的过滤精度非常低，一般在10～15目，只能去除树叶等大颗粒物体，工业冷却循环水系统内的杂质除了少数大颗粒杂质外，主要由空气中的尘沙、铁锈、粘泥等细小的悬浮物组成，普通过滤设备对这些悬浮物的过滤效率几乎为零。

普通过滤设备不能解决系统污垢的问题；另外，电子水处理器只能解决水垢问题，系统腐蚀、菌藻等问题也不能解决。

因此这种水处理配置只能解决一部分问题，不能综合解决问题；根据国家冷却循环水设计规范规定，中央空调冷却循环水需对菌藻、悬浮物、污垢、腐蚀、生物粘泥进行处理及控制，同时必须控制水质的浓缩比，建议当补充自来水或总硬度在300mg/L（CaCO3）左右的地下水时，浓缩比控制在倍左右。

为控制浓缩比，采用直接排污的方式，将浪费大量的水资源。

因此，采用这种水处理方式不能完全解决系统存在的问题。

2、凯通世纪系列设备解决方案

（1）被冷却设备前安装防垢除垢设备，根据当地的水质情况，选择特定的射频参数来解决系统中的水垢问题；在系统中回水管安装过滤设备，通过机械变孔径阻挡、活性铁质滤膜及电晕场效应三位一体形成的综合过滤体系来解决系统中水质问题，并最终解决污垢问题；在系统中安装除菌藻设备来控制系统水质的菌藻滋生，并最终解决生物垢问题。

（2）也可在系统中安装全程处理器来解决循环水中悬浮物、杂质、菌藻、腐蚀、结垢等所引起的复合垢问题。

并通过正常排污控制水的浓缩比，使其控制在～3之间，同时达到节水的目的。

中央空调水处理系统中央空调水处理系统中央空调水处理系统起因：

随着宾馆、写字楼的大量出现，中央空调循环水处理问题越来越严重。

由于物业管理人员对中央空调循环水系统的维护缺乏经验，中央空调系统用未经处理的水长期运行，造成管线腐蚀，沉积出的水垢，泥渣和藻类导致传热下降，压缩机负荷增大，造成耗电量和耗水量的增大，设备寿命缩短，甚至无法保证安全运行。

更有甚者，出现循环管道穿孔的事故，不得不更换管路，造成巨大的经济损失。

中央空调水处理的污水来源：

中央空调循环水系统分循环冷却水和冷煤水（热水）两个循环系统。

冷却水系统露天运行，在塔池中极易滋生微生物和污垢，同时随着水中杂质离子的不断浓缩及温度的交替变化，将导致两系统管壁结垢和腐蚀，恶化运行条件，使系统运行效率下降。

中央空调水处理范围：

中央空调水处理的主要内容包括循环冷却水系统、冷冻水系统、采暖水系统，根据水质情况投加缓蚀阻垢剂，循环水系统经过清洗、预膜、定期杀菌灭藻，冷冻水系统投加缓蚀阻垢剂和定期杀菌等，针对循环水使用中出现的各种问题，提供有效方法，可以根本改变水质循环使用后变差的状况，从而延长设备寿命，明显减少运行能耗和维修费用。

第一阶段：

中央空调水系统投入运行前清洗处理；第二阶段：

中央空调水系统清洗后管道内壁的预膜处理；第三阶段：

中央空调水运行期间的控制和水质控制中央空调水处理旁滤系统：

旁滤是指仅将中央空调水处理系统中一部分水过滤，而大部分水不经处理直接循环使用，处理后的水和未经处理的水混合后在系统中循环，在循环流量大于420m3/h的大型冷却系统中，旁滤系统可以有效地解决阻塞问题，旁滤系统的流量一般按全部循环量的6~15%设计，根据需要选定过滤级别。

全滤是指所有循环水均进行过滤处理，在循环水量低于420m3/h的中小型冷却系统中，全滤具有明显的优势。

自动加药系统：

　　对中央空调水处理进行水质稳定处理，如采用人工加药对水质进行控制存在着工作量大、加药控制不准确，水质容易失控等弊病，为此我公司研制开发了国内领先技术——中央空调水自动加药系统。

自动加药系统是与中央空调水处理相匹配的一组设备，包括自动加药控制箱、低液位控制仪、计量泵、加药水箱等部分。

它可使系统内的水质获得有效的监控，使水系统内保持适量的均匀的药物浓度，排污量少，节约用水，自动维持系统水质指标在控制范围内，减少劳动量，实现科学管理，降低运行成本。

自动加药装置特性：

●按预定的时间、加药量自动启闭加药泵●二十四小时显示水质PH值、电导率●水质超标自动排污、达标自动恢复●配有低液位控制系统●安装容易，自动化程度高，操作简单●性能稳定，使用寿命长●计量准确●抗化学腐蚀性强，有良好的耐酸碱性中央空调水处理系统示意图：

∙《工业循环冷却水处理新技术与水质控制方法标准规范实用手册》

目　　录：

∙　　《工业循环冷却水处理新技术与水质控制方法标准规范实用手册》

∙《工业循环冷却水处理新技术与水质控制方法标准规范实用手册》

∙工业循环冷却水处理新技术与水质控制方法标准规范实用手册

∙详细目录

∙第一篇循环冷却水系统及循环水冷却概论

∙第一章概述

∙第二章冷却水系统及其构筑物

∙第三章循环水的冷却计算

∙第四章冷却塔的设计计算

∙第五章敞开式循环冷却水系统的水质处理第二篇循环冷却水系统结垢及其控制新技术

∙第一章水垢的种类、来源和危害

∙第二章水垢的结垢趋势判断

∙第三章水垢的控制技术

∙第四章阻垢分散剂及其在水处理中的应用

∙第五章无污染水垢控制技术第三篇循环冷却水系统腐蚀及其控制新技术

∙第一章冷却水中金属腐蚀的机理

∙第二章冷却水系统金属腐蚀的形态

∙第三章冷却水系统金属腐蚀的影响因素

∙第四章冷却水系统金属腐蚀的控制

∙第五章冷却水缓蚀剂及其研制第四篇循环冷却水微生物危害及其控制新技术

∙第一章冷却水系统的微生物相

∙第二章冷却水系统金属的微生物腐蚀

∙第三章冷却水系统的微生物黏泥

∙第四章冷却水系统微生物的控制

∙第五章冷却水杀生剂及其应用第五篇循环冷却水系统的清洗和预膜新技术

∙第一章物理清洗

∙第二章化学清洗

∙第三章预膜第六篇循环冷却水系统运行管理

∙第一章水质管理

∙第二章加药管理

∙第三章循环冷却水水质监测

∙第四章循环冷却水系统监测

∙第五章定期检修时的调查方法

∙第六章换热器的清洗、损坏与更换

∙第七章冷却水系统的处理实例

∙第八章冷却水系统运行成本节约第七篇水处理质量检测分析

∙第一章絮凝剂

∙第二章有机膦酸（盐）和有机盔酸脂

∙第三章聚羧酸型水处理剂

∙第四章杀生剂

∙第五章复合水处理剂

∙第六章无机缓蚀剂

∙第七章其他水处理剂

∙第八章水处理剂性能评定方法第八篇离子交换树脂质量检测方法

∙第一章离子交换树脂技术要求

∙第二章离子交换树脂分析方法第九篇工业循环冷却水处理系统水质、沉积物和预膜液质量检测分析

∙第一章水样的采集

∙第二章工业循环冷却水物理性能的测定方法

∙第三章工业循环冷却水中微生物的测定方法

∙第四章工业循环冷却水中阳离子的测定方法

∙第五章工业循环冷却水中阴离子的测定方法

∙第六章工业循环冷却水中溶解气体和化学需氧量的测定方法

∙第七章工业循环冷却水中其他化学物质的测定方法

∙第八章冷却水系统测定积物（污垢和腐蚀产物）的分析

∙第九章冷却水系统磷锌预膜液的分析

∙第十篇工业循环冷却水系统水质控制方法标准规范

中华人民共和国国家标准－工业循环冷却水处理设计规范（循环冷却水水质标准）

蓝博循环水系统水质标准

项目单位要求和使用条件允许值

电导率us/cm<1800

浊度PPm根据生产工艺要求确定<20

PH值根据药剂配方确定

Ca2＋ppm根据药剂配方及工况条件确定30-350

Mg2＋ppm<150

Fe2＋ppm<

Cu2＋ppm<

Cl－ppm碳钢换热设备<1000

碳钢年腐蚀率mm<

铜年腐蚀率mm<

（1）:

冷却循环水

PH:

浊度<20PPm

Mg2+<120PPmCa2+<350PPm

总硬度（以碳酸钙）<６00PPm电导率<2000us/cm

Cl-<350PPmSO42-<250PPm

Fe2+

细菌总数<100000个/mL总碱度<600PPm

碳钢腐蚀率<年铜腐蚀率<年

（2）:

冷冻循环水

PH:

浊度<18PPm

Ca2+<100PPmMg2+<50PPm

CI-<150PPmSO42-<150PPm

Fe2+

碳钢腐蚀率<0.05mm/年铜腐蚀率<0.005mm/年

循环冷却水水质指标：

悬浮物：

允许值≤50mg/l。

0X"c9B:

p"k$`%h 采用节水环保型水处理，药剂与垢物或杂质络合后有不溶性絮状悬浮物，由于这种络合悬浮物在较高的水流中不易沉降，因而悬浮物指标应放宽，并应配合相应的沉降污泥或旁流水处理除污措施。

PH值：

指标为—。

环保节水型药剂在较高PH值下运行，根据实践运行情况，PH值的上限可达12，有铜质设备的一般小于。

由于药剂与垢离子络合成不溶物，在旁流处理或沉积池中沉积而不断与循环水分离，循环水的碱度和PH值不仅不会随循环水的浓缩而提高，反而会降低或平衡在一个相对稳定的范围内，这与磷系水处理是不同的。

3c8Q1t*b"k&c;t:

水温大于50。

C，聚磷酸盐易转化为正磷酸盐，产生磷酸钙垢的可能性增加。

采用新型聚合物不存在药剂水解问题，对水温也宽松的多。

根据实践经验，水温可以放宽至70。

C，（循环热水采暖系统，虽不属冷却水范围，但属于循环水处理，水温可以放宽至95。

C），为设计较高水温的循环水处理提供了可借鉴的经验和数据。

0Z*@ m.a%y%a（`9B9L

碱度：

400-900mg/l。

#Q&C8S+c3L2U"G,} 使用磷系的最高允许指标为500mg/l，一般运行中不能超出此指标，否则将产生磷酸钙结垢，废氨废碱更不敢回收入循环水中使用。

为了防止碱度升高，曾有加酸处理。

但磷酸盐本身要增加碱度，只有不断排放循环水或控制低浓缩倍数，才能正常运行，很不利于节水和环保。

（`6p3?

4]*G.\）b-_（s

3o!

|4^0u&S#J（P3E%W 使用LHE聚合物，结垢离子络合成为不溶物沉出，循环水中的碱度下降，为回收高碱度含氨含碱废水提供了条件。

实际应用中，循环水中总碱度即使达1000mg/l以上也不影响药效。

.q'h*O#h"J4o）_*P/e 使用节水环保型水处理聚合物，由于循环水是闭路运行，例如化肥厂的合成、造气、碳化循环冷却水，一般正常运行时，由于蒸发、溅失、除尘等因素，一年也不须排放废水。

循环水中的氨，与水中的钙镁离子和聚合物络合成含有机氮的泥垢，成为植物需要的含氮土壤。

最终还原成无害的氮。

许多化肥企业多年以来采用LHE聚合物，所有含氨或有害废水均回用于循环水，杜绝了污染，节省了水资源。

#O$b（J-R Y,e

+E）j/b2_'V"`'P#w6u 钙离子。

循环水中有一定钙离子有利于缓蚀。

高分子聚合物使钙镁离子成为胶体络合物再转化成非离子泥垢。

实际运行中，钙离子浓度与碱度、PH值和药剂二者之间存在联动关系。

在规定的加药量、PH值、碱度指标内，钙离子也自动平衡在一个相对稳定的范围。

但不宜超过600mg/L。

4K9Y:

x6t"W3J7Y,`（[*U"h

X"g;T2C;{4A-a7m 铁离子。

循环水中铁离子存在，是循环水系统出现腐蚀的一个信号，一般在低PH值条件下出现。

在使用节水环保型聚合物时，由于要求循环水水质在较高PH值（不小于）条件下运行，没有铁离子出现的机会。

氯离子（以CL–计）：

循环水系统是钢铁材质，循环水中CL–≦1000mg/l，有铜、不锈钢材质CL–≦400mg/l。

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氯离子是造成金属腐蚀的重要因素。

在采用节水环保型聚合物的循环水系统中，水的PH值和总碱度较高，又有聚合物使金属设备表面形成有机缓蚀保护膜，钢铁设备在CL–1200mg/l以上，铜和不锈钢在CL–400mg/l也不腐蚀。

氯离子是最重要的腐蚀因素，也是影响节水的大敌，目前尚无简便、廉价的去除氯离子的方法。

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P9A 硅酸。

由于聚合物对硅酸有很好的络合作用，能有效清除硅酸，所以不定硅酸的指标。

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游离氯。

采用非磷聚合物不需要用杀菌灭藻剂（包括氯），故无须制定此指标。

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*c）Q/Q$G O&t 石油类：

＜10mg/l。

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