三氯異氰尿酸在大型循環(huán)水系統中的應用分析

第13卷第3期神苯科技2015年5月VOL.13 NO.3May.2015三氯異氰尿酸在大型循環(huán)水系統中的應用分析栗振翩(中國神華煤制油化工有限公司神木化工公司,陜西神木,719319)摘要:為改善神木化工公司循環(huán)水系統單純加氯氣殺菌導致的循環(huán)水質(zhì)惡化狀況,采用三氯異氰尿酸代替氯氣進(jìn)行殺菌。通過(guò)一期循環(huán)水系統加三氯異氰尿酸、二期循環(huán)水系統連續加氯氣殺菌數據分析,闡明了加三氯異氰尿酸后系統中CI不會(huì )升高的原因,并針對一二期循環(huán)水系統加三氣異氰尿酸后導致的NO2升高問(wèn)題,提出了解決辦法。證明了三氯異氰尿酸在大型循環(huán)水系統中應用的可行性,并提出改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞:三氯異氰尿酸氯離子亞硝酸根交替殺菌法中圖分類(lèi)號:TQ53文獻標識碼:A文章編號:1674- -8492(2015)03- -068-05柱壁上長(cháng)滿(mǎn)綠藻的現象,最厚處有1~2em左右,循環(huán)1概述水質(zhì)急劇惡化,雖然及時(shí)將非氧化性殺菌劑的投加次神木化工公司是一家年產(chǎn)60萬(wàn)t甲醇的大型化工數,由每月一次增加到兩次,但仍未能遏制住菌藻滋生企業(yè),其循環(huán)水分一._ 二期兩套系統。其中- -期系統設計勢頭給整個(gè)循環(huán)水系統運行帶來(lái)嚴重威脅。循環(huán)水量24000m/h,實(shí)際循環(huán)水量21000m/h左右，2循環(huán)水質(zhì)惡 化的原因分析保有水量0000mn';二期系統設計循環(huán)水量4000m2/h,實(shí)際循環(huán)量37000m/h左右,保有水量15000m。循2.1補水水 質(zhì)影響環(huán)水穩藥劑配方采用堿性有機磷系配方常規殺菌采表1和表2是2012年7月份一二期循環(huán)水系統的用每日間歇性加氯氣殺菌。同時(shí)每月投加非氧化性殺循環(huán)水和補水水質(zhì)分析數據。生劑1次,進(jìn)行沖擊式殺菌。但到了2012年7月,一二從表1、表2可以看出,循環(huán)水水質(zhì)指標均正常,期循環(huán)水系統先后出現了涼水塔塔壁菌藻繁殖過(guò)快,但補水中的噴淋水水質(zhì)變化未及時(shí)發(fā)現,其水量約為表1一二期循環(huán)水質(zhì)分析數據指標C電導率pH濁度(NTU)總磷(mg/L) 總堿(mg/L) Ca*(mg/L)余氯(mg/L)正磷(mg/L)(mg/L)(μs/em)系統8.0~9.2≤155.0~7.0總堿+Ca*≤1400( mg/L)≤1000.2- 1.0≤3000一期8.5211.915.87450.44311.8547.460.360.40994二期8.57.07490.27442.3965.430.21.611390.51表2循環(huán)水補水水質(zhì)分析數據pl濁度NH-N總堿(mg/L) Ca“ (mg/L)crC0Dmo補水(NTU)( pus/cm)原水7.871.89未檢出141.4699.436.150.75323礦井水356.26711.25噴淋水8.2112.055.20中國煤化工作者簡(jiǎn)介:栗振翩( 1969-),工程師, 1991年畢業(yè)于山西大學(xué)，理學(xué)學(xué)士,現供職于中國神華煤制.MYHCN MH G程中心，從事水處理方面的技術(shù)管理工作。Tel: 13084835539,E-mil:xzyplzp@ 126.com第3期栗振翩:三氯異氰尿酸在大型循環(huán)水系統中的應用分析●69.100~ 200m/h,CcoD濁度等污染物濃度均較高,補人氣的方式進(jìn)行常規殺菌,一1二期循環(huán)水系統的分析數系統后增加了藻類(lèi)繁殖的營(yíng)養源,而質(zhì)檢采用錳法分據見(jiàn)表3。析cOD值偏差較大。如2012年8月13日質(zhì)檢分析噴表3一二期循環(huán)水 系統加藥及加藥分析情況淋回用水的CODMn為6.54mg/L,而8月15日改用鉻試用期日平均余氯平C1平均 余氯指法分析噴淋回用水的CODer為160.7mg/L,已超出了總加藥加藥量總分析均值值(mg/ 標合格CB 50050- 2007《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規范》中量(kg) (kg/d)次數(m/L) L) 率(%)回用水控制指標。一期288060360.44.494.42.2加氯方 式的影響二期116020380.27 118.73 5(夏季由于水源緊張,補水量不穩定,循環(huán)水不能從表3可知,一期循環(huán)水系統采用三氯異氰尿酸正常排污,導致濁度較大,消耗有效氯增多,而加氯方殺菌,循環(huán)水余氯平均值為0.25m/L,余氯指標合格式未及時(shí)調整,間歇式加氯氣殺菌,已不能滿(mǎn)足循環(huán)率為94.4%。而二期循環(huán)水系統為滿(mǎn)足循環(huán)水殺菌要水系統運行要求。求,采用連續加氯方式代替間歇加氯，循環(huán)水余氯平2.3系統 負荷的影響均值為0.27mg/L,余氯指標合格率為50%。由此可見(jiàn)，..二期生產(chǎn)裝置連續滿(mǎn)負荷運行,水溫、濃縮倍采用三氯異氰尿酸殺菌余氯指標合格率,遠遠大于連數等指標均較往年高。如二期循環(huán)回水溫度在42C~續加氯氣余氯指標的合格率。48C左右.平均濃縮倍數為4.1,合適的溫度及營(yíng)養物3.3 投加三氯異氰尿酸殺菌 ,氯離子含量未升高原質(zhì),給藻類(lèi)提供了良好的繁殖條件。因分析基于以上原因,同時(shí)由于液氯屬于危險化學(xué)品，從表3也可看出，循環(huán)水連續加氯與投加三氯異使用管控日趨嚴格,辦理手續和審驗程序復雜。因此，氰尿酸余氯值相當,但為什么連續加氯出現氯離子含公司決定采用三氯異氰尿酸代替液氯進(jìn)行常規殺菌，量升高(最高值達到170.8m/L),而投加三氯異氰尿逐步淘汰液氯殺菌裝置。酸未出現氯離子含量升高呢?分析原因如下:3采用三氯異氰尿酸殺菌 與連續加氯氣殺菌循環(huán)水連續加氯,氯氣進(jìn)入水中,發(fā)生水解反應，生成次氯酸和鹽酸:的對比Cl+H2O-→HCI0+HCl3.1 - 期系統試用三氯異氰尿酸殺菌在堿性條件下,起殺菌作用的主要是HCIO中的從2012年8月17日開(kāi)始到9月5日,一期循環(huán)水cIor,而分解產(chǎn)生HCI中的Cl卻逐漸富集,導致循環(huán)系統首先試用三氯異氰尿酸代替氯氣進(jìn)行常規殺菌，水中的氯離子升高，而氯離子含量超標,是造成循環(huán)根據系統循環(huán)水量及要求的藥劑濃度值等，對系統藥水系統碳鋼及不銹鋼孔蝕的主要原因。當氯離子濃度劑投加量進(jìn)行了計算。在0~200mg/L的范圍內時(shí),碳鋼單位面積上的蝕孔三氯異氰尿酸日投加量計算公式如下:數,隨氯離子濃度的增加而增加”Gs=[(VxCs )/C,]x24/1000而三氯異氰尿酸溶解于水中,發(fā)生如下反應: .式中,Gs為殺菌劑加藥量. kg/d;V為系統循環(huán)水CCIN,0>+3H20-→CHN0+ 3HClO量,m^/h;Cs為加入藥劑余氯濃度, mg/L;C,為藥劑有效反應生成的異氰尿酸是次氯酸的穩定劑,使極不氯百分含量,%(三氯異氰尿酸有效氯含量約為90%)。穩定的次氯酸不發(fā)生分解21 ,該反應的反應物及反應為確保循環(huán)水余氯指標合格,嚴格按計算量進(jìn)行產(chǎn)物均不出現氯離子。因此,投加三氯異氰尿酸氯離加藥,藥劑選用緩釋型片劑,以延長(cháng)藥劑溶解時(shí)間。投子未升高,避免了氯離子含量超標，造成循環(huán)水系統加時(shí)，把三氯異氰尿酸片劑裝入帶有大約1cm2方格碳鋼及不銹鋼管件的腐蝕。子孔徑的籃框中,掛人循環(huán)水回水廊道內。因廊道內4三氯異氰尿酸殺菌對循環(huán)水系統影響循環(huán)水保持- -定 的流速,餅狀藥劑隨著(zhù)水流,緩慢溶化釋放,系統始終保持穩定持續的的殺菌劑濃度。4.1三氯異氰中國煤花標影響3.2 三氯異氰尿酸殺菌 與連續加氯氣殺菌比較從2012年fHCNMHG不水系統都采與一期系統同時(shí),二期循環(huán)水系統采用連續加氯神萊科技. 70.第3期用三氯異氰尿酸進(jìn)行殺菌。選取7月份與10月份質(zhì)檢部分雜質(zhì),導致了循環(huán)水中氨氮及銨離子的出現,而銨中心分析數據(均取平均值)進(jìn)行對比，各項分析控制離子在亞硝化菌、硝化菌的作用下,發(fā)生亞硝化和硝化指標均在正常范圍內,證明投加三氯異氰尿酸對循環(huán)反應,生成等量的亞硝酸根和硝酸根,反應式如下:水控制指標無(wú)影響。對比分析數據見(jiàn)表4、表5:NH3+H20-→NH4+ +0H表4一期循環(huán)水系統投加三 氯異氰尿酸前后水質(zhì)分析對比2NH4+3O2亞硝化菌2NO2+4H*+ 2H0\措總磷總堿Ca2* cr 余氯NO2-電導2NO2+O2硝化菌2NO率循環(huán)水系統加入三氯異氰尿酸后,在水中余氯作(NTU)ng/ (mg/ (mg/ (ng/ (mg/ (mg/(μS/用下,氧化亞硝酸鹽的細菌(即硝化細菌)和其他菌藻L)L)L)L)L)Im)基本.上被選擇性殺滅,使硝化作用受阻,而亞硝化作月份\ 8.0<155.0~總堿+Ca°≤:0.≤用得到加強,從而使得NO2含量升高。與此同時(shí),水.9.27.0 1400(mg/L) 1003000溫、pH值等均會(huì )影響硝化作用，當水中溫度超過(guò)1.35C,硝化菌的活性就會(huì )受到影響,pH>8.0時(shí),也會(huì )8.52 11.91 5.8748560.36 1.45 994抑制硝化菌的活性(4),導致亞硝酸鹽產(chǎn)生積累。一二期循環(huán)水系統正好滿(mǎn)足了以上條件,由此造成了循環(huán)16110.715.96458.304.34.50.39 10.11128水中亞硝酸根的升高。61當循環(huán)水的pH值大于8時(shí),由于銨離子在亞硝表5二期循環(huán)水系統投加三氯異 氰尿酸前后水質(zhì)分析對比化菌作用下產(chǎn)生的氫離子被中和,單一的亞硝酸根\指濁度總磷總堿Ca2* Cr余氯NOz(由等量的氨氮轉換而成)在低濃度時(shí)(一般小于標pt(mg/ (mg/ (mg/ (mg/ (mg/ (mg/14mg/L),不會(huì )對循環(huán)水的運行造成影響5]。而當循環(huán)LI) L)L) D水中的亞硝酸根濃度偏高時(shí)(--般大于15mg/L),循8.0環(huán)水中的亞硝酸根會(huì )大量消耗氧化性殺菌劑,導致循月?！?55.0 ~總鹹+Ca*≤≤02環(huán)水中的余氯加不起來(lái),循環(huán)水中的菌藻大量繁殖，份\ 9.1.0出現水體變黑,COD升高,濁度升高,系統黏泥量增7490.2 442. 65.41390.加的情況等問(wèn)題。最終會(huì )引發(fā)菌藻大量滋生,造成水8.57 5.35 6.07質(zhì)惡性循環(huán),引發(fā)嚴重的水質(zhì)問(wèn)題。10386.4 321. 26.11208.4.2.2亞硝酸根升高后的 解決方法.55 14.88 6.120.30 13.2479由于NO2的氧化還原性,在堿性條件下,循環(huán)冷4.2亞硝酸根升高的原因及解決辦法卻水系統如果亞硝酸根偏高，單- -依靠投加含氯、溴4.2.1亞硝酸根升高的原因及后果類(lèi)的氧化性殺菌劑并不可取。要么消除氨氮來(lái)源,要從表4、表5也可看出,一二期循環(huán)水系統中非控么采用強氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑，在NO2含制指標亞硝酸根,在投加三氯異氰尿酸后,出現了較量變化折點(diǎn)處(NO2 > 15mg/L)進(jìn)行交替殺菌,并輔助大幅度的升高。根據7月份與10月份質(zhì)檢中心分析數以清洗、置換等措施,以便保持循環(huán)水系統水質(zhì)良好。據,一期循環(huán)水系統亞硝酸根平均值分別為1.45根據循環(huán)水系統實(shí)際情況,決定采用交替殺菌法進(jìn)行mg/L與10.11mg/L,二期循環(huán)水系統亞硝酸根平均值殺菌。即由強氧化性殺菌劑三氯異氰尿酸進(jìn)行日常殺分別為1.30mg/L與13.24mg/L,而三氯異氰尿酸的分菌,以殺滅水體中大多數異養菌和其他菌藻,包括硝解并不產(chǎn)生亞硝酸根,補充水中的氨及銨離子也未升化菌等。當NO2含量大于15mg/L且循環(huán)水中余氯達高。經(jīng)過(guò)分析,認為循環(huán)水中的亞硝酸根來(lái)自于銨離子不到指標要求(即余氯小于0.2mg/L)時(shí),投加大劑量的亞硝化,而銨離子來(lái)源于三氯異氰尿酸生產(chǎn)過(guò)程中的非氧化性殺菌劑進(jìn)行沖擊式殺菌,并進(jìn)行置換。由伴生的雜質(zhì)。國內三氯異氰尿酸,大多是由氰尿酸在堿于非氧化性殺菌劑可以在較短時(shí)間內,徹底殺滅氨化性條件下氯化而成,而氰尿酸采用尿素熱裂解脫氨法細菌和亞硝化細菌和鐵硫細菌等其他抗茹菌種,故.生產(chǎn)1,部分廠(chǎng)家由于技術(shù)條件限制,在尿素加熱縮聚而NO2含量不會(huì )增中國煤化工水殺菌置反應過(guò)程中,沒(méi)有反應完全,殘留有部分雜質(zhì)。正是這換合格后,再投加YHCNMH G菌。第3期栗振翩:三氯異氰尿酸在大型循環(huán)水系統中的應用分析●71●在三氯異氰尿酸采購中,要求購買(mǎi)正規廠(chǎng)家,質(zhì)藥劑損失量增大,產(chǎn)生余氯不合格的現象。因此,要盡量穩定的優(yōu)等品,盡量降低三氯異氰尿酸中的雜質(zhì)含力避免補水量波動(dòng),減少排污,相應減少藥劑損失。量,從而降低循環(huán)水中的亞硝酸根。7經(jīng)濟效益和環(huán)境效益分析5--二期循環(huán)水系統連續使用三氯異氰尿酸(1)采用三氯異氰尿酸代替液氯進(jìn)行殺菌,完全的殺菌效果滿(mǎn)足了循環(huán)水系統的殺菌要求,克服了循環(huán)水系統在從2012年11月以后,一二期循環(huán)水系統均采用夏季,由于水溫、濁度、COD偏高使余氯不達標而導三氯異氰尿酸進(jìn)行常規殺菌,通過(guò)異養菌總數及生物致的菌藻滋生,減少菌藻對循環(huán)水系統的危害。估算粘泥分析數據,表明三氯異氰尿酸的殺菌效果良好,完經(jīng)濟效益每年在100萬(wàn)元以上。全替代了液氯。同時(shí),由于其分解產(chǎn)物異氰尿酸,對光(2)采用三氯異氰尿酸代替液氯進(jìn)行殺菌,避免照次氯酸分解的抑制作用，可防止日光(紫外線(xiàn))對余了由于采用連續加氯而導致的循環(huán)水中氯離子超標，氯的破壞作用,使水中余氯即便在陽(yáng)光照射下,也能有使循環(huán)水系統中的碳鋼及不銹鋼換熱器減少腐蝕,從效殺死循環(huán)水冷卻塔壁,及柱子上的菌綠藻,從而避免而 確保循環(huán)水系統安全。按每年減少停車(chē)一次，估算冷卻塔壁及柱子菌藻滋生。以下是2013年- - 二二期循環(huán)效益在50萬(wàn)元以上。水系統異養菌及生物粘泥分析數據(全年平均值)。(3)采用三氯異氰尿酸代替液氯進(jìn)行殺菌,使公表6 2013年- -二期循環(huán)水系統異養菌及生物粘泥分析數據司淘汰了兩套液氯殺菌裝置,消除了公司的兩個(gè)重大異養菌(mL/m')生 物粘泥(CFU/mL)危險源,及每年演練液氯泄漏而產(chǎn)生的人力物力費-期循環(huán)水系統2.3x10*1.30用。此項效益估算為20萬(wàn)元。二二期循環(huán)水系統1.6X10*0.79(4)消除了公司辦理拉運液氯手續、運輸液氯鋼由表6可知,一二期循環(huán)水系統采用三氯異氰尿瓶、審驗液氯鋼瓶手續的麻煩，效益估算為30萬(wàn)元。以酸殺菌后,循環(huán)水的異養菌總數和生物粘泥,都在控制上效益合計,全年經(jīng)濟效益在200萬(wàn)元以上。標準范圍之內，異養菌總數比國家標準低2個(gè)數量8結論級,生物粘泥也遠低于國家標準。從冷卻塔壁和支撐水泥柱上也可看到,冷卻塔壁及柱子保持干凈,再未.(1)用三氯異氰尿酸代替氯氣進(jìn)行常規殺菌,在出現細菌藻類(lèi)爆發(fā)時(shí)綠藻滋生,污泥粘附的情況。大型循環(huán)水系統是完全可行的。特別是在夏季循環(huán)水溫度、濁度、COD偏高時(shí),用三氯異氰尿酸殺菌,循環(huán)6需要改進(jìn)的問(wèn)題水余氯指標合格率和殺菌率,要遠遠高于氯氣。(2)使用三氯異氰尿酸殺菌,基本不會(huì )導致循環(huán).6.1 改進(jìn)投加方式二期循環(huán)水裝置均采用人工投加三氯異氰尿.水中C1升高,從而避免高濃度CI對循環(huán)水中碳鋼及酸,雖節省了設備,但人工勞動(dòng)強度很大,以后應逐漸不銹鋼設備的腐蝕。同時(shí),這一特性也使得三氯異氰尿酸,適合用于原水體中Cl-較高的循環(huán)水系統,較氯改為機械自動(dòng)投加。氣殺菌導致的循環(huán)水C1-富集升高有明顯的優(yōu)勢。6.2做好安全防護三氯異氰尿酸具有有效氯含量高,貯運穩定,成(3)對于投加三氯異氰尿酸所導致的NO2濃度型使用方便,殺菌力強,在水中釋放有效氯時(shí)間長(cháng),安升高,當NO2濃度在允許范圍內時(shí),可不預理睬;而全無(wú)毒的特點(diǎn)",但遇到水就會(huì )產(chǎn)生次氯酸,而次氯當出現NO2濃度超過(guò)允許范圍,且循環(huán)水中余氯達酸有一定的腐蝕性,故操作人員投加時(shí)，必須穿戴好不到指標時(shí),可采用交替殺菌法投加非氧化性殺菌劑進(jìn)行殺菌。勞保用品,以避免傷害。(4)三氯異氰尿酸殺菌高效,安全無(wú)毒,不屬于危6.3盡力避 免補水量波動(dòng)由于水源緊張,公司引入礦井水作為循環(huán)水系統險化學(xué)品,因而具有十分良好的環(huán)境和經(jīng)濟效益。補水,而這部分水量波動(dòng)較大,導致循環(huán)水排污量不穩參考文獻:中國煤化工定。三氯異氰尿酸水解產(chǎn)物隨循環(huán)水排污排走,從而使[1]周本省工業(yè)水MYHCNMH G202.8-86神莘科技●72.第3期[2]何鐵林,水處理化學(xué)品手冊技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,3082000:265-266.[5] 林根仙,何蓉,郭俊文.氨氮對循環(huán)冷卻水系統的危害與對策[J].[3]何鐵林水處理化學(xué)品手冊技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,工業(yè)水處理. 2006(5):82-84.[6]王洪英,魏新,酈和生,等.三氯異氰尿酸應用特性的研究[].石袖[4]紀軒.廢水處理技術(shù)問(wèn)答[M].北京:中國石化出版社, 2005:307-化工腐蝕與防護2012(3):5-8Applied Analysis of Trichloroisocyanuric Acid in Larde -scaleRecirculation SystemLI Zhen-Pian(Shenmu Chemical Company, China Shenhua Coal -to -oil Chemical Industry Co., Lud, Shenmu, Shaanxi, 719319)Abstract: In order to improve the condition of circulating deterioration water quality caused by simplicityadd chlorine to sterilize of circulating water system of Shenmu chemical company, the symclosene takes theplace of chlorine to sterilize was adopted. Ilustrates the cause of C1 can not rise in the system with addingtrichloroisocyanuric acid through the first phase adding of trichloroisocyanuric acid in the circulating watersystem, and the second phase of data analyzing of circulating water system with continuously adding chlorinedisinfection. And aims at the NO2 rising problem caused by adding cyanuric acid in circulating water sys-em of first and second phases, puts forward the solution. Proved the feasibility of trichlorinated isocyanuricacid in applying to the large- -scale circulating water system and put forward improvement measures.Key words: Trichlorinated isocyanuric acid ; Chloride ion ; Nitrite; Alternate sterilization method(收稿日期:2014-05- -26責任編輯:楊 靜).(上接第67頁(yè))閥后的單個(gè)閥門(mén)工作條件下的流程，好地實(shí)現功能,保護再熱器安全。為百萬(wàn)機組的長(cháng)標記圈內為改造增加的儀表閥門(mén)。比例電磁閥50出期穩定運行提供保障,同時(shí)也為其他同類(lèi)型機組提現故障時(shí),可隔離氣源進(jìn)行在線(xiàn)更換。供參考。4結論參考文獻:通過(guò)對臺山電廠(chǎng)二期再熱器安全門(mén)氣-電控制[1]侯云浩，侯子良火力發(fā)電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化系統安全技術(shù)指南[M].北系統進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),大大提高了系統的可靠性,更京:中國電力出版社,2007.Optimization and Improvement of Re -heater Emergency Exit Control SystemJIANG Xiao-qiu YANG Guo-bao(Shenhua Guangdong Guohua Yuedian Taishan Elecriciry Generaing Co, Ld,Taishan, Guangdong, 529228)Abstract: The second phase 2x 1000MW units re-heater emergency exit of Taishan Power Plant is electricalcontrol, and has adjustment function.This emergency exit can realize quick opening under unusual servicecondition, and protect the re -heater. This system also has some shortcomings, such as the pressure switch isa single point protection, which is easy to maloperation; The air compressor running unstable; Can't replacethe proportional electromagnetic with fault online. Conduct optimization and improvement against these prob-lems, and achieve the desired efect. .中國煤化工Key words: Re-heater emergency exit; Optimization and improvement; Pre(收福MH| CNMHG,w 2貝山輯:馬小軍)