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反渗透浓水用于循环水的处理方案

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2020年4月19日
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技术方案

天津**钢铁有限公司
反渗透浓水用于发电循环水系统
处理方案

北京奥博水处理有限责任公司 1月19日

天津荣程联合集团钢铁有限公司
反渗透浓水用于发电循环水系统
处理方案

一、前言：
当今，环保形势的日益紧迫，地下水及地表水也日益匮乏，废水回用迫在眉睫。北京市奥博水处理有限公司多年来一直致力于工业循环冷却水处理药剂和废水回用技术的研究，已取得了多项创造专利和研究成果。在当前形势下，奥博公司愿为荣程钢铁健康发展助一臂之力。特作出循环冷却水系统处理方案如下：
二、基本情况：
1、25MW机组一台，循环水系统保有水量2400m3，循环量5000m3/h。
2、循环水系统结垢、腐蚀情况不详。
3、换热器材质：不锈钢。
4、废水水质
项目
水样
碱度
（mmol/L）
硬度
（mmol/L）
CI-
（mg/L）
Ca2+
（mg/L）
SO42-
（mg/L）
浊度
（NTU）
PH
值
反渗透浓水
7.0
38
5150
204
961.4
1.01
7.20
三、处理目标：
将反渗透浓水全部用于循环水系统，，经过投加创造专利药剂，得到常年不结垢不腐蚀，而且零排放。
四、处理理念：
1、循环冷却水系统是废水深度处理的最佳设施。
①循环冷却水系统具备了废水处理所需的厌氧、好氧及无限循环的最佳环境。废水停留时间长，直到变成水蒸气为止。
②循环水中具有好氧、厌氧、产气、产酸、产碱的多种微生物群落，对废水中的有机物、氨氮、酚、氰等有害物质的降解更全面、更充分、更彻底。
③循环水系统保有水量大，抗废水冲击能力强，对废水有很好的稀释作用，有利于各种微生物的生长繁殖和对有机物的代谢及降解。
④循环水在经过循环泵后的加压和换热器的加温过程中，对有机物的氧化还原反应起到了促进或催化作用。
⑤循环水中的Mg2+、废水中有NH3-N、药剂中有PO43-，有利于形成MgNH4PO4沉淀析出，是废水脱氮的最佳补充方法。
2、未经深度处理的废水是循环水的最佳水源。
①废水中的重金属离子原来就是腐蚀性因素，可是被多功能阻垢缓蚀剂络合后却能在设备表面沉积预膜。金属离子膜可抵御循环水中高CI-、高SO42-的腐蚀。
②循环水系统零排放情况下，溶解性结垢物质达到超饱和状态时会析出成垢。可是，多功能阻垢缓蚀剂作用于结垢物质的析出过程，并改变其晶体形态，使之成为水渣，因而循环水系统可长期不结垢。
③废水中的有机物和氨氮是菌藻生长的丰富营养物质，可是，循环水中的高CI-又抑制了菌藻的疯长。有机物和氨氮在被细菌吸收的同时得到降解。
④结垢物质析出后生成的水渣和COD、BOD降解后生成的无机物，共同提升了循环水的浊度。可是CaCI2的超饱和析出却成了净水剂，即时在没有旁滤的循环水系统，也能够实现零排放。
⑤废水中含油、含碱也不是坏事，因为，在经过换热器升温时，可发生皂化反应，产生肥皂效应，能够去除系统中的油污和泥垢。
3、循环水处理不按“标准”控制水质，效果会更好。
①循环水水质不控制PH值和碱度，就不需要加酸调节，因为，药剂吧Ca2+螯合后，HCO-3就成了多余离子，在水中很不稳定，在换热器受热后，两个HCO-3就会生成一个CO2、一个H2O、一个CO32-和H2O结合，又会生成两个HCO3-和一个O。因此循环水系统不加酸，不会发生PH值升高和碱度升高而结垢问题。倒是循环水系统加酸后，引起水泥构件腐蚀，碳钢管道腐蚀、铜管道腐蚀、循环水泵叶轮穿孔等问题。
②循环水水质不控制硬度。因为硬度的控制意味着循环水硬度只能低不能高。怎样才能低呢？一是循环水倍率低，边排水边补水；二是循环水系统结垢。因此控制硬度的结果是浪费水，或者结垢。
③循环水水质不控制PO43-。因为控制PO43-，是为了控制药量，这里有误区，循环水PO43-高时，有两种情况：一是药量大；二是倍率高。如果是倍率高引起PO43-高，不加药或少加药，势必会造成系统结垢。同样，循环水PO43-低时，也有两种原因：一是药量少；二是倍率低。如果因倍率低PO43-低，投放药量会造成大量浪费。
④循环水水质不控制CI-、电导及其它。因为，控制CI-和电导，就意味着排水，节水减排落不到实处，废水回用成为空谈。
⑤循环水处理效果的好坏，不在于控制循环水水质，关键是适应水质的药剂配方和药量。控制水质，解决不了结垢、腐蚀和浪费水的问题。而适应水质的药剂配方和药量，不论水质如何，都能达到长期不结垢、不腐蚀，而且节约用水的效果。
五、处理方案：
1、使用奥博公司的多功能阻垢缓蚀剂AB－980，该药剂同时具有除垢、阻垢、缓蚀、预膜的性能，能够做到循环水零排放的情况下常年不腐蚀不结垢的效果。
2、根据反渗透浓水的水质、系统水量和模拟试验的结果作出日加药量如下：平均日用量300公斤，除垢、除锈期间药量加大一倍，待老垢和锈瘤锈斑去除后转为正常药量。受季节气温的影响，系统平均日用量夏季增加20%，冬季降低20%，将当天的用药量连续24小时滴至循环泵入口处。
3、为防止生物粘泥的附着，需投加奥博公司的省环保认证产品——杀菌灭藻粘泥剥离剂，按系统水量的300ppm冲击式投加到循环水泵入口处，即可获得满意效果，一年约投加6次就能满足生产要求。每次加药量600公斤。
4、为了防止高CI-、高SO42-可能给系统带来的腐蚀，需每周一、三、五各投加一次加强型缓蚀预膜剂AB—801，用量为150公斤/次。
5、每天对补充水质、和循环水水质进行两次化验检测，化验项目有Cl–、碱度、硬度、PH值、浊度，只化验不做控制。
6、循环水池必须保证满水位运行。当循环水浊度影响到换热效果时，为防止浊度在换热器内的沉积，必须保证循环水流量及流速，用过滤器来降低循环水浊度。
六、应急预案：
1、定期对换热器进行检查，如发现结垢，需增大药量。如出现新的锈瘤、锈斑或锈瘤增大，锈斑增厚，这时要增加加强型缓蚀预膜剂的投加次数。
2、如果发生泥渣沉积于换热器内，需要经过增大循环水流量和流速、或增大循环水池水位、或增大排污量等措施。如果出现个别换热器管堵塞，属于换热器的进水流速过缓或者锈瘤脱落后堵塞管路，需增大进水管管径或人工疏通的办法解决。
3、定期反洗过滤器及观察滤料情况，防止滤料失效，及时添加或者更换滤料。保障过滤器正常运行，从而保证循环水系统在低浊度情况下运行。
4.循环水的CI-低于1500mg/L，时应增加杀菌灭澡粘泥剥离剂的投加次数，防止藻类生长过快影响换热器效果，投加次数由一年6次增加为一年10次。
5、锈瘤锈斑脱落后锈坑可能会穿透泄露，应及时换管或者补漏。
七、服务承诺：
1、按照上述方案进行处理，奥博公司确保循环水系统实现良性循环。
2、奥博公司根据水质和设备状况，能够做出药剂配方和药量适当调整，为正常运行打下基础。
3、把先进的水处理化验方法、检测方法、操作方法介绍给用户水处理工作人员。用户要做到循环水池正常水位，并连续性补水，控制好循环水浊度以不影响换热效果为目标。
八、处理费用：
1、循环水系统每日投加多功能阻垢剂AB-980用量为300公斤，
全年按365天计，全年用量为109.5吨。
2、循环水系统投加复合型杀菌灭藻粘泥剥离剂AB-957，按一年
投加6次，每次600公斤，全年3.6吨。
3、循环水系统每周投加加强型缓蚀预膜剂AB—801用量为450
公斤，全年投加52次，全年用量为23.4吨。
4、三种药剂含税含运费含包装桶（不含卸车费）价格为每吨16000
元。
5、全年用药量136.5吨。年费用为218.40万元。（不含除垢期间用药）
九、经济效益：
1.采用反渗透浓盐水作为发电系统的循环冷却水补水，每天可节约大约 m³新鲜水，按现由水价3元/吨，每天可节约 *3=6000元，每年可节约水的费用为6000*365=219万元。
2.现在补充新鲜水每年的药剂投加费用为：30万元。
3.按现有国家排污费征收标准（化学需氧量每公斤征收标准为7.50元，氨氮每公斤征收标准为9.5元）及实行阶梯式差别收费的规定（污染物排放浓度超过规定排放标准的，按收费标准加1倍计收排污费）。按平均量5000立方米/天的水量计，COD平均值为278.56mg/L,氨氮为8.14mg/L,算取排污费为：
COD排污费=5000m³*278.56mg/L*10-3*2*7.5=20892元/天。
氨氮排污费=5000m³*8.14mg/L*10-3*2*9.5=773.3元/天。
如按上述方案执行，可实现废水的零排放，每年可节约排污费（20892+773.3）*365=790.78万元。
若按照上述方案执行，采用浓盐水作为补充水与采用生产水作为补充水的处理总体费用基本相近，但浓盐水本为废水，若采用其它工艺处理，费用相当高，增加企业的运营成本，若采用本方案，即解决了企业的排放问题，又为企业带来也可观的经济效益。

北京奥博水处理有限责任公司
1月19日