提高回用水pH值降低循環(huán)水系統腐蝕速率

冶金動(dòng)力2012年第5期60METALLURGICAL POWER總第153期提高回用水pH值降低循環(huán)水系統腐蝕速率李建梅，吳良玉(武鋼能源動(dòng)力總廠(chǎng)供水廠(chǎng)，湖北武漢430083)[摘要]對企業(yè)來(lái)說(shuō),污水回用可以解決水資源緊張問(wèn)題。但是,回用水對循環(huán)水系統的腐蝕影響也非常大,通過(guò)進(jìn)行相關(guān)試驗,提出了提高回用水pH值,達到降低循環(huán)水系統的腐蝕的目的。[關(guān)鍵詞回用水;循環(huán)水系統;廣蝕速率;pH值[中圖分類(lèi)號] TQ085[文獻標識碼] B[文章編號]1006 -6764(2012)05 -0060-03Increasing pH Value of Reusing Water to ReduceCorrosion Rate of Circulating Water SystemLI Jian- mei, WU Liang yu(Water Supply Plan, Energy Sources and Power Plant, Wuham lron ond Steel (Group) Corp., Wuhan, Hubei 430083, China)[ Abstract ]The reusing of wastewater can solve the problem of shortage of water resourcefor industrial companies. However, reusing water corrodes the circulating water system. Thresults of the relative tests show that the corrosion rate of the circulating water system caube reduced by increasing pH value of the reusing water.[Key words] reusing water; circulating water system; corrosion rate; pH value1回用水水質(zhì)特征及存在的問(wèn)題表1循環(huán)水系統補充水水質(zhì)分析結果為了減少污水排放,武鋼從2007年起先后建起污水處理站項目?jì)艋?兩座污水處理站處理廠(chǎng)區廢水,處理水量18000 m2/進(jìn)水出水pH8.27.67.22ho處理后的回用水主要替代凈化水回用于武鋼各敞Ss/(mg/L)3002開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統作補水。運行三年來(lái)由于回用COD/(mg/L)10018.57水水質(zhì)的改變(與原長(cháng)江水源的凈化水比),給相關(guān)不溶解油/(mg/L)0.84-用戶(hù)帶來(lái)了一定影響,如進(jìn)人循環(huán)水系統時(shí),導致濃總硬度/(mmol/L)2.2~3縮倍數降低,管道結垢和腐蝕加劇等問(wèn)題。武鋼污水總堿度(mmol/L)1.9-31.732.30處理站采用石灰+ PFS+ PAM混凝工藝,去除硬度、Ca*+(mgL)67.3846.49堿度濁度、COD。污水處理站的水源為工廠(chǎng)工業(yè)廢C:/(mgL)918.61水和生活污水混合水。約70%~80%工藝廢水(燒結、SoO:/(mg/L)142.643.2煉鐵煉鋼、冷軋、熱軋、電廠(chǎng)、制氧等),約20%廠(chǎng)區Te/(mg/L)0.480.95電導率/(μS/cm)82081636內生活水(洗浴、沖洗、食堂..)和初期雨水。細菌總數(個(gè)/mL)3.8x10*1.1 水質(zhì)特征循環(huán)冷卻水系統補水水質(zhì)分析結果見(jiàn)表1。(2)回用水含鹽量高,表現為電導率高。加速金從表1中分析數據來(lái)看,回用水總硬度、總堿屬的電化學(xué)腐蝕。度、Ca2*、含鹽量、Cl、S02等遠遠高于凈化水。(3)回用水CI-含量高。CI對鋼鐵類(lèi)材質(zhì)的腐蝕1.2回用水存在的問(wèn)題有促進(jìn)作用。隨著(zhù)回用水作為循環(huán)水補水的比例不斷提高,2腐蝕因素分析凈化水比例的下降，回用水存在的問(wèn)題越來(lái)越突循環(huán)冷卻中國煤化工導率不斷升出。主要表現在:高,腐蝕加劇YHCN MH G效控制,先要(1)水硬度高。將導致循環(huán)冷卻水系統易結垢,了解哪些因素對水質(zhì)的腐蝕嚴生影啊。腐蝕的影響濃縮倍數降低。因素包括pH值硬度、離子濃度、溶解氣體和懸浮.2012年第s期冶金動(dòng)力總第153期METALLURGICAL POWER51物等叫。硬度、離子濃度的控制需增加設備投入，目前統補水時(shí)對循環(huán)系統、回用水系統造成的腐蝕危害。暫不考慮;對于溶解氣體的影響,溶解氧的影響因素2.1 pH 提高水質(zhì)的變化較大,回用水的溶解氧濃度在6~7 mg/L 之間,對碳2.1.1當 PFS、PAM投加量不變時(shí)提高pH值變化鋼的影響較大，,但是無(wú)法改善;回用水懸浮物的處理試驗水質(zhì):污水處理站調節池出口是采用v型濾池處理,出水懸浮物波動(dòng)較小,一般試驗藥劑:(1)石灰; (2)PPS; (3)PAM; (4)小于3 mg/L,無(wú)需再處理。本著(zhù)不改變污水處理站H2SO4;的現有工藝流程,且經(jīng)濟有效、簡(jiǎn)便易行的原則,腐試驗步驟:取1 L水樣,加石灰后攪拌,轉速蝕的控制可采用提高pH值的方法。150 r/min, 1min;加PAF攪拌，轉速150 r/min,2根據金屬腐蝕理論四,隨著(zhù)水的pH值升高,水中min;加PAM慢速攪拌,轉速70 r/min,1 min后。靜的氫離子濃度降低，并可降低溶解氧的臨界點(diǎn)濃度止,測pH值(1),加HSO,調節pH值(2)至8.0~m,使回用水對鋼的腐蝕性隨著(zhù)pH值升高而降低。8.8,測定水樣P堿、M堿、總硬、鐵、濁度等。分析結即降低腐蝕速率，來(lái)緩解回用水作為循環(huán)冷卻水系果見(jiàn)表2所示。表2提高pH值試驗水質(zhì)分析結果號Ca(OH)2 濃度pH值(1)濁度/NTU1( mmol/L)_ /(mmol/L) 1(mmoL/L)總硬度鐵(m/)電導率(mg/L)八uS/cm)0-188C2.063.047209.223.80.18.280.457109.088.474.00.121.213.140.477099.132.80.06719.458.531.23.240.319.47300.30709.498.524.0.873.020.297068.514.20.109.528.550.787089.538.545.00.130.76從水質(zhì)分析數據來(lái)看,石灰隨著(zhù)石灰濃度的提通過(guò)混凝形成絮體被去除了。因此通過(guò)調整石灰投高,水的堿度、鐵呈下降趨勢,總硬度下降不明顯。加量,控制pH值,可以使水中鐵含量降低。2.2 pH 值提高的影響表2數據進(jìn)-步驗證上述分析。污水處理站提高出水pH值使用的處理劑是石2.2.1 pH 值提高對腐蝕的影響灰。石灰可以有效降低水中的堿度、碳酸鹽硬度、濁武鋼回用水pH值按設計要求控制在6~9,實(shí)際度,對有機物和氨氮也有一定的去除能力。處理pH值在7~8之間。試驗目的是將處理后的水石灰去除硬度:石灰乳的有效成份為Ca(0H)2,pH值提高到8.5左右,來(lái)測定水質(zhì)腐蝕速率,了解投加到廢水中帶人Ca*和0H ,0H使水中的HCO3水質(zhì)腐蝕是否改善。- +CO3-， 因此隨著(zhù)石灰投加量增加，水中Ca2和不同pH值條件下的腐蝕速率CO3-不斷積累,直至形成碳酸鈣沉淀。水中碳酸鹽堿試驗方法:靜態(tài)旋轉掛片失重法度充足時(shí),緩沖性強,系統pH值穩定;隨著(zhù)HCO3減試驗條件:試驗材質(zhì):A3碳鋼;試驗水溫:50+1少，石灰加入量繼續增加，緩沖性減弱,HCO3-→C;試片旋轉速度:75 r/min; 試驗時(shí)間:72 h;試液CO3-,進(jìn)一步產(chǎn)生碳酸鈣沉淀,同時(shí)系統pH有所增體積與試片表面積之比:100 mLcm2加。當水中HCOz消耗殆盡,pH迅速升高,產(chǎn)生氫氧試驗水質(zhì):污水處理站出水?；V沉淀,但由于Ca*的引人,鈣硬會(huì )增加,而總硬污水處理站出水pH值設計值是6~9 ,實(shí)際運行度不變。反應中產(chǎn)生的沉淀在混凝除濁的過(guò)程隨后值是7~8。取回用水調節pH值至8~9,通過(guò)旋轉掛水中原有的膠體顆粒- -同被除去，最終降低水中硬片失重法,漢中國煤化工速率。試驗結度。果見(jiàn)表3。IHCNM HG石灰投加量對鐵的影響:石灰中的0H會(huì )和原由表3可見(jiàn),pH值調整前的腐蝕速率很高,其水中的金屬離子如三價(jià)鐵離子結合,形成膠體顆粒,中北湖污水站達到1.825 mm/a遠遠高于國家對循.冶金動(dòng)力2012年第5期62METALLURGICAL POWER總第153期環(huán)水系統的要求(<0.125 mm/a)。 當加石灰調整至電導率:700~850 uS/cmpH值8.0-8.8 時(shí)碳鋼的腐蝕速率有明顯降低,但是經(jīng)過(guò)靜態(tài)模擬試驗及現場(chǎng)應用試驗的驗證,摸腐蝕速率仍然偏高。索出武鋼污水處理站回用水提高pH值運行參數。表3污水處理站旋轉掛片試驗結果提高pH值后的北湖出水腐蝕速率有不同程度降pH值腐蝕速率/(mn/a)備注低。作為循環(huán)冷卻水的補水,可以緩解循環(huán)冷卻水系7.641.825調整前.統的腐蝕。.0調整后4討論3.51.103污水處理站采用次氯酸鈉消毒，表1中氯離子8.8的正是通過(guò)“次氯酸鈉消毒’這個(gè)環(huán)節進(jìn)人的。次氯2.2.2 pH 值提高對結垢趨勢的影響酸鈉消毒是一-種經(jīng)濟、且應用普遍的消毒方法,現場(chǎng)水中各種水垢的產(chǎn)生為陰陽(yáng)離子共同產(chǎn)生的結消毒效果能夠保證。次氯酸鈉進(jìn)人水中不穩定,迅速果，處理方法的主要手段就是去除其中- -種離子或分解成氯離子和很強氧化能力的氧自由基,因此次同時(shí)去除形成水垢的離子,或使其穩定在水中心。氯酸鈉消毒給系統帶來(lái)氯離子是不可避免的。通常循環(huán)水冷卻水系統中;主要的結垢問(wèn)題是碳酸剛生產(chǎn)的新鮮次氯酸鈉溶液有效氯含量約120 mg/鈣垢,其次是磷酸鈣垢和硅酸鈣垢,隨著(zhù)pH值的升L,總氯含量約240 mg/L。也就是說(shuō)當次氯酸鈉用量高,水中CaCO3結垢趨勢增大,由表2水質(zhì)分析數為20 mg/L 時(shí),出水氯離子增加4.8 mg/L,但生產(chǎn)中據來(lái)看，增加石灰的投加量可以降低水中的HCO35實(shí)際增加氯離子含量超過(guò)8 mg/L。 因此在消毒效果離子,堿度的降低使水中重碳酸鹽的含量降低,能緩有何障的前提下,盡可能減少引人的氯離子含量,對解系統的結垢。進(jìn)廠(chǎng)的次氯酸鈉溶液總氯含量應按《次氯酸鈉溶液2.2.3 pH 值提高對殺菌效果的影響標準GB19106- -2003》中A類(lèi)I級標準執行,限定總武鋼污水殺菌處理劑使用的是次氯酸鈉，它是氯含量不高于24%?；虿捎闷渌痉绞?比如:紫作用機理和氯基本相同,依靠HCl0來(lái)殺菌的。長(cháng)期外線(xiàn)消毒、臭氧消毒等。以來(lái)，普遍認為pH值在8以上比在7以下時(shí)氯的5結論殺菌效果差。近年來(lái),美國Nalco水處理公司研究氯武鋼污水處理站采用提高石灰投加濃度的處理在不同pH值條件下對微生物膜的去除作用，結果工藝,運行費用低,同時(shí)降低出水堿度,提高pH值,發(fā)現，雖然CI0的殺生活力比HCI0慢,但如果給它使循環(huán)冷卻水結垢、腐蝕趨勢減弱,為循環(huán)水系統提提供一個(gè)較長(cháng)時(shí)間作用的機會(huì ),同樣也能達到HCI0供了更安全的保證，提高了循環(huán)水濃縮倍數,節水效的殺生作用2。因此,提高回用水pH值,不會(huì )影響次益明顯。由于處理后的回用水主要用于敞開(kāi)式循環(huán)氯酸鈉的殺生效果。冷卻水系統的補水。所以,以上采取的措施只能緩3現場(chǎng)試驗解回用水水質(zhì)的腐蝕和結垢,在某個(gè)敞開(kāi)式系統中,現場(chǎng)試驗階段，調整自動(dòng)加藥系統的石灰投加冷卻水在換熱設備中吸收熱量后,經(jīng)冷卻構筑物與濃度,通過(guò)硫酸調節pH值,污水處理站出水pH值大氣及陽(yáng)光接觸,水分蒸發(fā),二氧化碳逸散,溶解氧現在控制在8.0~8.8之間。石灰投加濃度為40~50和懸浮固體物增加,水中溶解鹽類(lèi)濃縮等,也會(huì )給系m/L,基本停止工業(yè)濃硫酸的投加,pH值控制基本統帶來(lái)腐蝕、結垢和菌藻繁殖等問(wèn)題。因此,循環(huán)冷達標?，F場(chǎng)試驗階段水質(zhì)情況如下:卻水系統必須采取相應措施與對策,通過(guò)投加緩蝕試驗日期:5.1~5.25劑、高效阻垢分散劑和殺菌滅藻劑使其達到循環(huán)冷pH:8~9;濁度:<5 NTU卻水正常運行要求。不溶解油:0.3~0.8 mg/L[參考文獻]COD:10~30 mg/L[1]唐受印,戴芝友.工業(yè)循環(huán)冷卻水處理M北京:化學(xué)工業(yè)出版社.總硬度:2.5~3.2 mmol/L2003.[2]李文融,曾堅.循環(huán)吟卻水外押手冊nn天津.科學(xué)技術(shù)出版社.1991.總堿度:1~1.5 mmol/L[3]解魯生.鍋爐水中國煤化工社:1998.Ca2: 70~80 mg/LYHC N M H G期:2012-03-19Ch: 80-~130 mg/L作者簡(jiǎn)介:李建梅(1966- ),女,畢業(yè)于武漢城市建設學(xué)院給排水專(zhuān)TFe: 0.2~0.4 m/L業(yè)工程師,現從事給排水技術(shù)工作。.