鋼鐵廠循環(huán)水處理的分類發(fā)展概況處理技術(shù)及管理

1、鋼鐵廠循環(huán)冷卻水處理技術(shù)及管理 本文系統(tǒng)介紹了鋼鐵廠循環(huán)水處理的技術(shù)以及管理。分為：鋼鐵廠循環(huán)水處理的分類、鋼鐵廠循環(huán)水處理發(fā)展概況、鋼鐵廠循環(huán)水處理技術(shù)及管理。一、鋼鐵廠循環(huán)水處理概述水是地球上分布最廣的自然資源之一，也是人類環(huán)境的一個重要組成部分。地球上的水總量約1.4×1019m3,海洋中聚集著絕在部分的水，占地球總水量的97.2%，而淡水只占總水量的2.53%。水資源是指全球水量中對人類生存、發(fā)展的可利用的水量，主要是指逐年可以得到更新的那部分淡水量，所以淡水總量并不等于水資源，實際上能供人類生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的淡水資源還不到淡水總量的萬分之一,可見水資源并不是取之不盡用之

2、不絕的資源。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對工業(yè)用水的質(zhì)和量的要求越來越高，加之水資源并非取之不盡用之不絕，因此合理和節(jié)約用水已成為發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)的一個重要問題。這樣以來，水處理技術(shù)：水的預(yù)處理、鋼鐵廠循環(huán)水處理、廢水處理等技術(shù)得到迅速發(fā)展。在這里，我們只討論鋼鐵廠循環(huán)水處理技術(shù)及管理。工業(yè)用水包括鍋爐用水，工藝用水、清洗用水和冷卻用水，其中用水量最大的是冷卻用水，約占工業(yè)用水量的90%以上。常用的冷卻用水系統(tǒng)分類如表一：敞開循環(huán)冷卻水間接冷卻水 密閉循環(huán)冷卻水直流水冷卻水系統(tǒng) 敞開循環(huán)冷卻水直接冷卻水 密閉循環(huán)冷卻水直流水表一：冷卻水系統(tǒng)的分類間接冷卻水，是冷卻水通過換熱設(shè)備間接進行交換，冷卻工藝介質(zhì)，

3、而直接冷卻水是冷卻水直接與物料接觸進行冷卻作用。（以下主要介紹間接冷卻水的情況）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)如附圖一。根據(jù)理論計算，隨著鋼鐵廠循環(huán)水處理濃縮倍數(shù)的提高，補充水量將大幅度下降，如附圖二所示，為循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)與補充水量，排污水量關(guān)系圖。圖中E為系統(tǒng)蒸發(fā)水量m3/h，因此從圖二中可見對于一個冷卻水系統(tǒng)來講，如果從直流水改為循環(huán)冷卻水并濃縮23倍，那么其用水量將降為原來用量的1.52.0%，排污量將降到原來量的0.51%。例如一個需用冷卻水量為2000 m3/h的小氮肥廠系統(tǒng)，如改為循環(huán)水冷卻并濃縮2倍，則每小時只需補充水6080 m3，排污20 m3，可節(jié)省1900 m3/h，這樣一是節(jié)約了用

4、水量，二是減少了直流水排放而引起的熱污染問題。鋼鐵廠循環(huán)水處理使用后，濃縮倍數(shù)越高，補充水量越小，污染也相應(yīng)越小，但是水中的溶解鹽類濃度就相應(yīng)增加，離子的濃度也增加，冷卻塔進氣中帶入大量的溶解氧、塵土、細菌等雜質(zhì)，使水質(zhì)變壞，給整個系統(tǒng)會帶來了比采用直流水嚴重得多的腐蝕、結(jié)垢、菌藻粘泥的危害，為了避免這些危害發(fā)生，就要搞水質(zhì)穩(wěn)定處理，投加各種藥劑，來防止冷卻水對設(shè)備的腐蝕、結(jié)垢及菌藻粘泥產(chǎn)生，這就是我們通俗稱之為鋼鐵廠循環(huán)水處理技術(shù)。循環(huán)冷卻水經(jīng)處理和直流冷卻系統(tǒng)相比，有以下幾個方面的優(yōu)點：（1）節(jié)約用水量：以電廠為例，每小時直流冷卻水的用量是22000m3/h，如果用循環(huán)冷卻水，其補充水量一

5、般只需560 m3/h，因此，就節(jié)約了用水量。（2）減少排污量：上述電廠，直流排放水量達22000 m3/h，而使用循環(huán)水后，排污量僅110440 m3/h，因此，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)將減少99.5%98%的排污水量，相應(yīng)也減少了污水處理的困難和費用。（3）防止熱污染：直流水系統(tǒng)直接排放熱水，若熱水溫度升高10，則以1 m3直流水計每小時帶出1×104千卡的熱量，如果該廠用湖泊水作水源，熱量往往就直接排入水源。上述氨廠每小時將帶出2.2×10千卡的熱量，使水體溫度升高。將會影響鋼鐵廠循環(huán)水處理：a 造成自然水體的溫度改變，降低冷卻水的價值和水的可用性。b 引起水各項物理指標如密度

6、，運動粘度系數(shù)，蒸汽分壓力，表面壓力。溶解氧和氣體擴散等等的改變。水的密度變化，將使水分層，降低水中懸浮物質(zhì)的輸送能力。水的粘度降低，導致沉降速度增加，河道中沉淀物和沉淀污泥也增加，直接影響到水運。水溫升高，水和空氣間的水蒸汽分壓力差也增加，因而蒸發(fā)速度加快，對氣候產(chǎn)生影響。水溫升高，降低了水中的溶解氧，對魚類生產(chǎn)，水生物的代謝和廢水處理，將帶來危害。（4）提高鋼鐵廠循環(huán)水處理傳熱效率和生產(chǎn)效率：這是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的最大優(yōu)點，直流水用水量大，經(jīng)濟上不允許進行全面的水質(zhì)控制，因此污垢的積聚和增長將使傳熱效率很快下降，迫使換熱器設(shè)計時要留有很大的設(shè)計余量，較大的污垢熱阻值，一般定為千分之三。傳熱效

7、率下降，直接影響生產(chǎn)效率，很多工廠，就因為水中污垢不能控制，導致設(shè)備堵塞，不得不停產(chǎn)檢修，清除污垢，循環(huán)冷卻系統(tǒng)由于采用了水質(zhì)穩(wěn)定處理技術(shù)，能夠有效地控制污垢沉積和產(chǎn)生，保證了傳熱效率。污垢熱阻一般定為萬分之四以下，良好的傳熱效率，為延長生產(chǎn)周期創(chuàng)造了條件，提高的工廠連續(xù)生產(chǎn)在400天以上。（5）減少鋼鐵廠循環(huán)水處理設(shè)備體積，熱交換器的污垢熱阻若按千分之三設(shè)計時，其傳熱面積將比污垢熱阻按萬分之四設(shè)計時大數(shù)倍，因此采用循環(huán)冷卻水系統(tǒng)可使換熱器體積縮小，節(jié)約了大量鋼材。（6）循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中投加緩蝕劑，可以有效地控制腐蝕，降低了換熱設(shè)備材質(zhì)要求，也相應(yīng)降低了投資費用。（7）直流供水系統(tǒng)，原水凈化后

8、供水，其一次基建投資及經(jīng)常運轉(zhuǎn)費用均高于循環(huán)系統(tǒng)供水，但是由于水質(zhì)穩(wěn)定處理是一門綜合性新生技術(shù)，涉及范圍較廣，操作管理也較復雜，需要配備一定數(shù)量的具有基本操作技能和管理水平的崗位操作人員和管理人員，但和總效益相比，這些費用都是比較小的。二、鋼鐵廠循環(huán)水處理發(fā)展概況：起初人們只是采用一些簡單鋼鐵廠循環(huán)水處理辦法，如加酸調(diào)節(jié)pH來控制結(jié)垢等，隨后緩蝕劑、阻垢劑、殺生劑、抗污泥劑等一系列藥劑開發(fā)，并應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。最初用鈣垢防腐，以后又主要用鉻酸鹽，聚磷酸鹽、鋅鹽來緩蝕，隨著環(huán)境保護要求的提高，對Cr6+排放標準愈來愈嚴，這樣在六十年代末期，以聚磷酸鹽，有機磷酸鹽為主體的復合配方，逐步取代了鉻系配

9、方，七十年代以來，這種趨勢繼續(xù)增加，又出現(xiàn)了各種有機緩蝕劑，目前逐漸趨于復合型高效的全有機系堿性水處理藥劑配方及其它低毒、高效的藥劑。特別是分子量比較高而含膦低或無磷共聚物的應(yīng)用。我國鋼鐵廠循環(huán)水處理技術(shù)進展很快，在七十年左右的時間里，除大化肥外，已在全國許多企業(yè)中推廣應(yīng)用，目前，化工、煉油、電力、紡織、鋼鐵等企業(yè)已開展了這項工作。三、鋼鐵廠循環(huán)水處理技術(shù)及管理：循環(huán)冷卻水系統(tǒng)易產(chǎn)生所引起的腐蝕、結(jié)垢、菌藻粘泥等危害，會給生產(chǎn)帶來各種影響，下面所示：腐蝕、結(jié)垢、粘泥對生產(chǎn)系統(tǒng)的影響。1. 鋼鐵廠循環(huán)水處理沉積物（主要是垢）的析出和附著天然水中溶解有重碳酸鹽，這種鹽是冷卻水發(fā)生水垢附著的主要成份

10、。在鋼鐵廠循環(huán)水處理系統(tǒng)中，重碳酸鹽的濃度隨循環(huán)冷卻水蒸發(fā)、濃縮而增加，當其濃度達到飽和狀態(tài)時，或者在經(jīng)過換熱器傳熱表面使水溫升高時，會發(fā)生下列反應(yīng)：Ca（HCO3）2=CaCO3+CO2+H2O冷卻水經(jīng)過冷卻塔向下噴淋時，溶解在水中的游離CO2要逸出，這就促使上述反應(yīng)向右方進行。CaCO3沉積在換熱器傳熱表面，形成致密的碳酸鈣水垢，它的導熱性能很差。不同的水垢，其導熱系數(shù)不同，但一般不超過1.16w/（m2·k），而鋼材的導熱系數(shù)為45 w/（m2·k），可見水垢形成，必然會影響換熱器的傳熱效率。鋼鐵廠循環(huán)水處理水垢附著的危害，輕者是降低換熱器的傳熱效率，影響產(chǎn)量，增加能

11、耗，嚴重時，則換熱器、管道被堵。如下圖：2. 鋼鐵廠循環(huán)水處理設(shè)備腐蝕“系統(tǒng)”中大量的設(shè)備是金屬制造的，長期使用循環(huán)冷卻水會發(fā)生腐蝕，減少設(shè)備使用壽命甚至穿孔，造成安全隱患。其腐蝕的原因是多種因素造成的。如下圖： 2.1 鋼鐵廠循環(huán)水處理冷卻水中溶解氧引起的電化學腐蝕系統(tǒng)中，冷卻水與空氣充分接觸（以便降溫），因此水中溶解的氧可達飽和狀態(tài)。當換熱器與溶有O2的冷卻水接觸時，由于金屬表面的不均一性和冷卻水的導電性，在金屬表面會形成許多腐蝕微電池，微電池的陽極區(qū)和陰極區(qū)分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，促使微電池中的陽極區(qū)的部分金屬不斷溶解而被腐蝕。2.2 鋼鐵廠循環(huán)水處理氯離子引起的腐蝕 氯離子和硫酸根

12、離子均屬于水中腐蝕性離子，特別是氯離子會破壞金屬表面形成的鈍化膜，它能穿過細孔而產(chǎn)生點蝕，特別在污垢存在時，由于垢下是一個貧氧區(qū)，故成陽極，而水中Cl可以擴散進入陽極區(qū)，生成金屬氯化物，即FeFe2+2e，F(xiàn)e2+2ClFeCl2，而金屬氯化物又可進一步水解產(chǎn)生HCl，這樣又使鐵的溶解速度加劇，F(xiàn)eCl22H2OFe(OH)2+2HCl，這樣垢下小孔中PH不斷下降，故小孔中溶液不斷酸化，又促進腐蝕性。2.3鋼鐵廠循環(huán)水處理銅管脫鋅腐蝕凝汽器使用最多的銅材為合金黃銅管，黃銅管的脫鋅腐蝕是最常見的腐蝕形態(tài)，它包括均勻型層狀脫鋅和局部型栓狀脫鋅，但主要為局部型栓狀脫鋅腐蝕，該腐蝕易造成局部穿孔，因此

13、危害性較大。黃銅脫腐蝕反應(yīng)式如下：陰極：1/2O2+H2O+2e2OH陽極：ZnCuCu2Zn24eCu2在表面聚集，與金屬本體發(fā)生置換反應(yīng)如下：Cu2ZnCuCuZn2銅管脫鋅后的腐蝕產(chǎn)物可能為Zn（OH）2，ZnCO3Zn（OH）2等并覆蓋在腐蝕點上，腐蝕產(chǎn)物加劇了管壁上水垢的形成和固體顆粒的沉積，沉積物下面的金屬因缺氧而成為陽極，與周圍部分形成氧的濃差電池而出現(xiàn)潰瘍型脫鋅，此潰瘍深入金屬內(nèi)部起到完全穿透。2.4鋼鐵廠循環(huán)水處理中微生物引起的腐蝕由于微生物排出的粘液與無機垢和泥砂雜物等形成的沉積物附著在金屬表面，形成氧的濃差電池，促使金屬腐蝕。此外，在金屬表面和沉積物之間缺乏氧，因此一些厭

14、氧菌（主要是硫酸鹽還原菌）得以繁殖，當水溫為2050下繁殖更快。它分解水中的硫酸鹽，產(chǎn)生H2S，引起設(shè)備腐蝕其反應(yīng)如下： SO4 2-+8H+ + 8e =S2- + 4H2O + 能量（細菌生存所需） Fe2+ + S2- = FeS硫酸鹽還原菌（SRB）是一種弧形狀厭氧性細菌，在它體內(nèi)有一種過氧化氫酶，在厭氧條件下還原硫酸鹽生成硫化氫而獲得生存能力。SRB廣泛存在于水中及土壤中，在PH 5.58.5,溫度2050下，以硫化物作營養(yǎng)源在厭氧條件下最適宜繁殖。SRB是金屬的微生物腐蝕中最普遍、最嚴重，也是最引人注目的菌類，它對金屬的腐蝕主要是通過陰極去極化作用，加速腐蝕過程。作為腐蝕產(chǎn)物FeS

15、沉積在金屬表面上，與沒有被硫化亞鐵覆蓋的金屬又構(gòu)成腐蝕電池，這使SRB的腐蝕更加嚴重。據(jù)文獻報導，在最佳期生成條件下，SRB對碳鋼腐蝕率最大可達100密耳/年。 SRB造成的腐蝕是強烈的局部點腐蝕，在點腐蝕區(qū)通常充滿黑色的腐蝕產(chǎn)物，其下面的金屬表面通常是光亮而活潑的。腐蝕情況如下圖：3 鋼鐵廠循環(huán)水處理中微生物的滋生和粘泥 循環(huán)冷卻水中的微生物一般是指細菌和藻類，在新鮮水中，一般來說細菌和藻類都較少。但在循環(huán)水中，由于養(yǎng)分的濃縮，水溫的升高和日光照射，給細菌和藻類創(chuàng)造了迅速繁殖的條件。大量細菌分泌出的粘液像粘合劑一樣，能使水中飄浮的灰塵雜質(zhì)和化學沉淀物等粘附在一起，形成粘糊糊的沉積物粘附在換熱

16、器的傳熱表面上。粘泥吸附在換熱器管壁上，除了會引起腐蝕外還會使冷卻水的流量減少，并降低換熱器的冷卻效率，嚴重時，會將管子堵死，迫使停產(chǎn)清洗。4、下表二：腐蝕、結(jié)垢、粘泥對生產(chǎn)系統(tǒng)的影響 熱交換器效率降低 腐蝕 熱交換器泄漏 材質(zhì)強度降低 熱交換器堵塞 結(jié)垢 水泵壓力上升，流量降低促進腐蝕藥劑消耗量增加粘泥冷卻塔效率降低填料變形塌下外觀污染（視覺公差）表二：腐蝕、結(jié)垢、粘泥對生產(chǎn)系統(tǒng)的影響為了抑制循環(huán)冷卻水所引起的腐蝕、結(jié)垢、污染等危害，針對不同水質(zhì)和操作條件，投加各種緩蝕劑、阻垢分散劑及抗污染劑，來達到水處理的目的，除選用較好的水處理藥劑外，還必須有一定的工藝過程和要求：包括清洗、預(yù)膜和正常運

17、行等幾個方面。（一）鋼鐵廠循環(huán)水處理之清洗：清洗的目的是為了去除系統(tǒng)中的設(shè)備金屬表面的油污，浮銹、污垢及泥沙等雜質(zhì)，以達到凈化金屬表面，確保系統(tǒng)預(yù)膜效果和藥劑正常使用，如果清洗工作沒做好，在換熱器及管道內(nèi)存有大量的油污、泥沙、浮銹等雜質(zhì)，那么緩蝕性的保護膜就很難形成，就會使預(yù)膜效果下降，又會造成污垢沉積。因此對合理使用水處理劑，發(fā)揮水處理劑正常效用，首先對系統(tǒng)進行清洗凈化是非常必要的，也是必不可少的一道工序。清洗工作分水清洗和化學清洗二個步驟，根據(jù)系統(tǒng)不同，采取的方法也不同。1清洗方法：清洗方法分系統(tǒng)清洗和單臺換熱器清洗二個方面及水清洗和化學清洗二個步驟，針對裝置不同采取方法不一。（1）鋼鐵廠

18、循環(huán)水處理系統(tǒng)清洗：根據(jù)生產(chǎn)裝置的不同，清洗條件不一，如一個新基建施工的裝置，在施工結(jié)束開車運行前必須進行仔細的人工清掃工作，在系統(tǒng)中存留著部分雜物、泥沙、焊渣等雜質(zhì)，因此該裝置的清洗工作必須在清掃系統(tǒng)之后進行旁通管連接的水沖洗，使清洗的水不通過換熱設(shè)備進行循環(huán)清洗，這樣就防止系統(tǒng)中的雜物進入設(shè)備而堵塞換熱設(shè)備，并且回水也不上冷卻塔，以防止雜物進入填料中間引起堵塞。經(jīng)數(shù)小時循環(huán)（要求流速以裝置最大流速下進行約13m/s）后，進、出口水濁度基本恒定，不再上升時，可視系統(tǒng)水清洗結(jié)束，即停循環(huán)水泵，進行系統(tǒng)排放，并清掃水池中的雜物，拆除換熱設(shè)備的旁通管，然后水池放入新鮮水后，再開泵進行換熱設(shè)備的水沖

19、洗，同時根據(jù)水的濁度不再上升為水清洗結(jié)束，進行排放，清掃后放鮮水，可進行下步的化學清洗。（2）鋼鐵廠循環(huán)水處理化學清洗：化學清洗即是在水中添加入不同化學清洗藥劑進行全系統(tǒng)的金屬表面清洗凈化工作，按系統(tǒng)不同添加的也藥劑不同，一般新裝置的設(shè)備表面以油污、浮銹為主，就需選用堿洗和酸洗二步處理。如果設(shè)備銹蝕嚴重的話，就需進行單臺酸洗處理。對于舊裝置的化學清洗，主要是結(jié)垢、污垢和粘泥，就以除垢和剝離為主，總之為了有效地進行化學清洗，在清洗前應(yīng)對以下情況進行調(diào)查。A化學清洗設(shè)備的種類、型式和規(guī)格。B化學清洗時所接觸部位的材質(zhì)。C需要清洗液的種類、數(shù)量和費用。D化學清洗時臨時管線的連接。E污垢情況的調(diào)查和分

20、析。其中污垢情況的調(diào)查分析，是選用化學清洗藥劑及清洗方法所不可缺少的，必要時應(yīng)先進行污垢沉積物的組份分析和污垢沉積物在各種藥劑中的溶合試驗，以選擇最適合的化學清洗藥劑和化學清洗操作條件。在系統(tǒng)化學清洗中，一般選用一些特殊的或?qū)Ｓ玫幕瘜W清洗劑，它們通常是一類表面活性劑，用于清洗金屬表面的油污、泥沙、浮銹等雜物，例如，磺化琥珀酸二2乙基己酯鈉鹽，有機磷酸鹽和聚丙烯酸鈉的混合物或聚合磷酸鹽。一般化學清洗時控制pH值在4.56.0左右，清洗時間約2472小時，具體按監(jiān)測設(shè)備觀察，同時分析水中PH、濁度和總鐵，鄰近兩次分析數(shù)據(jù)Y變化相差不大為準。可視為化學清洗結(jié)束。若有條件，分析控制項目見下表：編號項目

21、分析頻率控制值1PH2濁度2電導率3總硬4總鐵5藥劑濃度6余氯2鋼鐵廠循環(huán)水處理其它清洗方法：除化學清洗以外還可使用機械清洗，高壓水噴射清洗、噴砂清洗管道、清洗器清洗及海綿球自動清洗等物理清洗。隨著新型清洗劑和添加劑的開發(fā)，現(xiàn)在常用不停車的化學清洗方法，這樣即可以清洗設(shè)備又不妨礙生產(chǎn)，收效比較明顯，一般不停車系統(tǒng)清洗要按下面幾個步驟：第一天：先進行通氯或投加含氯（溴）殺菌處理。第二天：加入非氧化性殺菌剝離劑進行粘泥剝離。第三天：（1）向系統(tǒng)投加清洗劑以達到要求濃度。（2）連續(xù)加入清洗劑以補充排放、消耗損失。（3）pH值降到5.05.5范圍內(nèi)。（4）增加排放量使?jié)饪s倍數(shù)在2.0左右。（5）污垢嚴

22、重的換熱器每2小時沖氣或反洗一次。第四天和第五天：（1） 清洗劑保持在需要的濃度。（2） 持pH值在5.06.5之間。（3） 保持濃縮倍數(shù)為1.52.0左右。（4） 沖氣或反洗。第六天：（1）停止加清洗劑并使pH值提高到正常范圍。 （2）減少排污量到正常水平。第七天：開始可以加入預(yù)膜劑轉(zhuǎn)入預(yù)膜階段。（二）鋼鐵廠循環(huán)水處理預(yù)膜：1、鋼鐵廠循環(huán)水處理預(yù)膜目的：預(yù)膜過程又稱基礎(chǔ)投加處理，它與清洗過程一樣，都是水處理技術(shù)中重要預(yù)處理過程之一，是否進行預(yù)膜，對緩蝕效果有明顯的差別兩者相差可達20倍左右，一般預(yù)膜處理是加大緩蝕劑的初期投加濃度，使其快速成膜，以抑制初始階段較高的腐蝕速度。2、鋼鐵廠循環(huán)水處

23、理預(yù)膜劑：一般稱初期投加藥劑為預(yù)膜劑，它的組成往往與正常投加的藥劑不同，以聚磷酸鹽為主的預(yù)膜劑有六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉，加入適量的鋅鹽等助劑其預(yù)膜效果更佳。此外有使用高濃度有機磷酸加鋅鹽，也有較好的預(yù)膜效果。3、影響鋼鐵廠循環(huán)水處理預(yù)膜的因素：以聚磷酸鹽為例的成膜要求：（1）有一定的Ca2+存在。當水中沒有Ca2+或Ca2+含量偏低時，預(yù)膜效果很差，一般Ca2+濃度要在4080mg/l，才能獲得較好的預(yù)膜效果。（2）pH值：預(yù)膜要求金屬表面清潔和活化， pH值較低時金屬表面易活化，碳鋼成膜后表面色暈明顯，但PH值太低腐蝕增大，膜不易形成,所以pH值應(yīng)控制在5.56.5為宜。（3）濁度：當水中濁

24、度提高時，腐蝕率相應(yīng)增加，這是因為金屬表面沉積物增多，容易造成孔蝕或局部腐蝕，因此預(yù)膜時循環(huán)水的濁度應(yīng)盡量控制在較低的范圍，一般<10mg/l為宜。另外可適當投加分散劑，以分散懸浮物，避免懸浮物沉積在金屬表面，影響預(yù)膜效果。（4）水溫：水溫高，預(yù)膜時間可縮短，水溫低，可延長預(yù)膜時間，一般在常溫條件下，預(yù)膜時間為2448小時。4、鋼鐵廠循環(huán)水處理預(yù)膜期內(nèi)分析控制項目（見下表）編號項目分析頻率控制值1PH2濁度3總硬度4總鐵5總磷6溫度（三）鋼鐵廠循環(huán)水處理正常運行當預(yù)膜處理完成后，水處理劑從高濃度轉(zhuǎn)入低濃度的處理稱為正常處理，也稱為正常運行。在預(yù)膜處理的基礎(chǔ)上，采用適當?shù)乃幚硭巹┡浞?，?/p>

25、理循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)，以維持和修補系統(tǒng)內(nèi)金屬表面形成的保護膜，從而達到防腐、防垢和防止微生物生長的目的，這就是正常運行的作用。正常運行應(yīng)隨水質(zhì)和工藝條件不同而采用不同的水處理藥劑配方。1鋼鐵廠循環(huán)水處理正常運行處理的操作控制正常運行操作，是根據(jù)循環(huán)冷卻水指定的濃縮倍數(shù)進行一定量的排放和補充新水，同時按比例投入指定水處理藥劑，來控制循環(huán)水質(zhì)四個度（堿度、硬度、濁度、鹽度）的穩(wěn)定，為此就要求進行水質(zhì)分析，具體分析項目、意義及分析頻率如表三。根據(jù)分析的數(shù)值可以計算水的碳酸鈣飽和指數(shù)IS，它是水的實際pH值（PHa）和該水質(zhì)在碳酸鈣達到飽和時的PH值（PHs）兩者之差。IS=PHa-PHs若IS>

26、0表示此水質(zhì)有結(jié)垢趨勢IS=0 表示處于平衡狀態(tài)IS<0 表示此水質(zhì)有腐蝕趨勢如果使用磷系配方，還可以計算磷酸鈣飽指數(shù)IP，其含義和磷酸鈣和飽和指數(shù)相似，是判斷磷酸鈣沉積情況，它是水的實際PH（PHa）與假定Ca3（PO4）2處于飽和狀態(tài)時的PH值（PHs）之間的差值，即：IP=PHa-PHs同樣：IP>0表示此水質(zhì)有結(jié)垢趨勢IP=0 表示處于平衡狀態(tài)IP<0 表示此水質(zhì)有腐蝕趨勢又可以根據(jù)指定的某一離子濃度計算濃縮倍數(shù)K值，一般都以CL-為計算濃縮的依據(jù)。根據(jù)濃縮倍數(shù)來控制排放量和補充量，因為冷卻塔的蒸發(fā)損失一般是不大變化的,使之達到穩(wěn)定，隨后按排放數(shù)量及比例要求投加水質(zhì)穩(wěn)

27、定劑，控制腐蝕和結(jié)垢。2鋼鐵廠循環(huán)水處理運行效果的監(jiān)測為確保水質(zhì)穩(wěn)定藥劑使用的效果，除上述控制分析項目外，建立一系列監(jiān)測裝置及進行一些監(jiān)測分析項目（見表三），也是很重要的，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)可以及時調(diào)整藥劑配方及投加量等，使之更能適應(yīng)生產(chǎn)實際狀況，充分發(fā)揮水處理劑的作用。主要是通過系統(tǒng)中安裝旁路掛片、小型換熱器、動態(tài)污垢監(jiān)察裝置等來監(jiān)測系統(tǒng)的腐蝕率、污垢熱阻、污垢附著度等，同時進行細菌檢測。1）鋼鐵廠循環(huán)水處理旁路掛片：安裝旁路掛片檢查水處理劑的緩蝕效果，是一項比較簡便和切實可行的基本測試方法。掛片選擇的材質(zhì)要與系統(tǒng)的材質(zhì)一樣。掛片經(jīng)前、后處理。在掛片入系統(tǒng)前應(yīng)放入盛有化學純丙酮的小搪瓷盆中用脫脂洗

28、兩遍，冷風吹干后用濾紙包好放干燥器中備用。使用時，可按以下步驟進行操作：啟封后用不銹鋼鑷子把試片取出放在濾紙上；在盛有蒸餾水的小搪瓷盆中，用脫脂棉擦洗一遍，再用蒸餾水沖洗；立即放在盛有化學純無水乙醇的小搪瓷盆中，用脫脂棉擦洗兩遍；將試片放在干濾紙上，用冷風吹干；用濾紙將試片包好，放在干燥器中，24小時后稱重記錄。再進入系統(tǒng)。經(jīng)過一定的時間試驗，取出。經(jīng)后處理步驟：用自來水沖洗粘泥、浮銹；放在盛有清洗液（按不同材質(zhì)配制的，其中有少量緩蝕劑）的小搪瓷盆中用鑷子及脫脂棉清洗，時間不宜過長；用鑷子夾住在自來水中沖洗23遍；再放在盛有蒸餾水的小燒杯中漂洗23遍；取出放在盛有化學純的無水乙醇的小燒杯中；將

29、試片取出放在濾紙上用冷風吹干包好，放在干燥器中24小時后稱重記錄。再根據(jù)失重、試片面積及試驗時間計算出試片的腐蝕率。掛片安裝位置選擇要合理，一般在冷卻水出口和回水管路上的旁路掛片安裝器上，不宜靠通氯(或加殺菌劑的地方)、加藥等裝置太近，在水流動的地方,控制有一定流速，定期（一般為30天、60天、90天等）取出掛片測驗。鋼鐵廠循環(huán)水處理腐蝕率的計算：式中：K腐蝕率（mm/a）W1掛片試驗前的重量（g）W2掛片試驗后的重量（g）S掛片面積（cm2）T試驗時間（h）8.76×104換算常數(shù)金屬密度（g/cm3）(碳鋼7.85；不銹鋼7.92、黃銅8.50)2）鋼鐵廠循環(huán)水處理中試驗性換熱器

30、：根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)換熱器的參數(shù)及材質(zhì)，設(shè)計模似性換熱器，要求便于拆裝和處理的結(jié)構(gòu)，安裝在生產(chǎn)系統(tǒng)中，定期取出熱交換管，進行腐蝕率、污垢熱阻、污垢附著度及垢樣分析的測定，根據(jù)測定數(shù)據(jù)來綜合評定水質(zhì)進行狀況。A腐蝕率計算：同掛片法。B污垢熱阻計算：污垢熱阻R為測試后管子傳熱系數(shù)的倒數(shù)與清洗管傳熱系數(shù)倒數(shù)的差值。式中：R污垢熱阻（米2·時·/千卡）K2測試后傳熱系數(shù)（千卡/米2·時·）K1清洗的傳熱系數(shù)（千卡/米2·時·）C鋼鐵廠循環(huán)水處理污垢附著度：污垢附著度是綜合分析水質(zhì)運行好壞的一項指數(shù)，有資料報導，通過大量實驗說明污垢沉積速度全年的量為

31、第一個月的量的一倍，所以污垢附著度以每月每厘米2沉積的污垢毫克數(shù)，以mcm表示。N=式中：N污垢附著度，mcmN2測試后的管重量（mg）N1測試前的管的重量（mg）S測試管的面積（cm2）T測試天數(shù)（d）D鋼鐵廠循環(huán)水處理垢樣分析取下測試管中的垢樣，進行組分分析，判斷水處理運行效果是最直接和可靠的方法之地，如果沉積物中的Fe2O3含量很高，這往往是腐蝕比較嚴重，如果沉積物中CaO、MgO等含量高，這往往是有結(jié)垢傾向，如果沉積物中灼燒減量高，這往往是由于微生物污垢較多造成的。沉積物組成的分析項目應(yīng)與水質(zhì)條件運行情況和水處理劑配方配合，一般有如下幾項。（1）鋼鐵廠循環(huán)水處理灼燒減量：950固體殘渣

32、550有機物殘渣（2）Fe2O3腐蝕臟物（3）CaO結(jié)垢（4）MgO結(jié)垢（5）ZnO 鋅垢沉積（6）P2O5（磷系配方時，表示有磷酸鈣垢生成）此外還可以進行電化學測試及局部點腐蝕的測試。3）鋼鐵廠循環(huán)水處理動態(tài)污垢監(jiān)察裝置：在系統(tǒng)旁路管上安裝動態(tài)污垢監(jiān)察裝置（又稱D1D1M1裝置），根據(jù)測試管的壁溫變化，觀察和計算其污垢沉積程度，并可計算其污垢熱阻和阻垢率，污垢熱阻的計算，根據(jù)測試時清洗管的傳熱系統(tǒng)和結(jié)垢后的傳熱系數(shù)計算，阻垢率的計算根據(jù)空白時的溫差和加藥處理后的溫差計算。阻垢率%=式中：t空白試驗時熱電偶溫差t1加藥試驗時熱電偶溫差動態(tài)沉積物監(jiān)察器不但可以作現(xiàn)場監(jiān)察用還可以在實驗室進行配方篩

33、選用，通過動態(tài)沉積物監(jiān)察器篩選出較好的配方和操作條件，對生產(chǎn)上進行調(diào)整，使水處理藥劑的應(yīng)用獲得更好的效果。4）鋼鐵廠循環(huán)水處理中細菌檢測分析由于循環(huán)水的水溫及投加了水質(zhì)穩(wěn)定劑，給微生物提供了適宜的條件和養(yǎng)分，所以微生物的危害程度也高于直流水系統(tǒng)，因此殺菌處理如加氯，或加非氧化性殺生劑是很重要的一部分工作外，定期進行細菌的檢測工作也是很重要的，通過細菌檢測情況可發(fā)現(xiàn)水質(zhì)惡化程度和趨勢及早采取措施進行殺菌和調(diào)換氧化殺生劑進行處理，一般循環(huán)水中微生物檢測項目有：異養(yǎng)菌總數(shù)、鐵細菌、硫酸鹽還原菌、硫化菌、硝化菌群及真菌，針對系統(tǒng)裝置情況分析頻率不一，但異養(yǎng)菌總數(shù)在夏天應(yīng)十天分析1次。3鋼鐵廠循環(huán)水處理水質(zhì)處理的效果評定通過各種監(jiān)測手段，得到數(shù)據(jù)按下述