绿色无磷水处理剂成套技术研究与应用

Posted 2023-01-12 性能

篇首语：相逢意气为君饮，系马高楼垂柳边。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了绿色无磷水处理剂成套技术研究与应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

针对目前磷系药剂的应用局限，研究了适应各种水质的无磷/低磷药剂成套处理技术。采用试验室数据和现场应用相结合的方法，调试出符合要求的绿色无磷水处理剂成套处理技术。在应用实例中，均取得了令人满意的结果，应用效果和经济效益显著。
目前，国内冷却水处理剂大部分属于有机膦配方，部分企业还采用无机磷配方。尽管磷无毒，但作为营养源，它使水体富营养化，促使微生物特别是藻类过度繁殖，造成湖水水华、海水赤潮等危害，破坏生态平衡。欧美发达国家已开始禁磷限磷，我国一些城市和地区已对磷的排放进行了限制。从长远发展趋势看，磷系水处理剂的生产和应用必将受到限制，而被无磷水处理剂所取代，因此，作为磷的来源之一的磷系配方将逐步向低磷和无磷化发展。为了节约用水，企业大幅提高浓缩倍数，系统杀菌问题就更加突出，目前还没有好的办法来解决夏天藻类的繁殖，这也是促进低磷、无磷产品发展的重要因素之一。
近年来，在钼系、硅系、钨系、苯甲酸钠、葡萄糖酸钠、锌盐等方面又进行了研究，但发展的空间不大；通过化学合成手段实现的无磷产品，如聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸等仅具有一定的阻垢性能，没有明显的缓蚀性能，且性能不稳定，直接影响使用效果，无法得到广泛应用。
北京瑞沃卢森科技有限公司通过化学合成手段研制出无磷水处理剂，属于可生物降解的有机高分子，质量指标见表1。

1产品单独使用性能
1.1腐蚀试验
无磷水处理剂的试验水质见表2，腐蚀试验结果见表3。

在无磷水处理剂的使用浓度为40mg/L时，对黄河水、长江水、松花江水及高硬度水均具有良好的缓蚀效果，整个试片出现轻微浮锈斑点，但没有腐蚀深度；对闵江水表现出略差的缓蚀效果，这一点与水质的强腐蚀性是一致的。针对此类强腐蚀性软水，可以考虑与其他水处理剂复配增效来解决。无磷水处理剂单独使用，最佳使用浓度为40～60mg/L，考虑与其他药剂复配使用，使用浓度可以降低。
1.2阻CaCO3垢试验
阻CaCO3垢试验的水质条件为Ca2的质量浓度为150mg/L，总碱度7.5mmol/L，pH值9.00±0.02，试验温度(80±1)℃，试验时间10h，试验结果见表4。

无磷水处理剂阻CaCO3垢性能一般，在低使用浓度下(<40mg/L)，阻CaCO3垢性能较差；使用浓度>40mg/L，阻CaCO3垢性能可以满足使用要求。实际使用时可以考虑与其他阻垢剂复配使用。无磷水处理剂避免了循环水产生磷酸钙的危
害，故无须考虑其阻Ca3(PO4)2垢的性能。
2复配性能
无磷水处理剂40mg/L与异噻唑啉酮100mg/L、季铵盐类100mg/L、有机氯5mg/L均具有良好的配伍性，混合溶液均没有异常现象。由于杀菌灭藻剂的使用，对无磷水处理剂缓蚀性能有轻微的影响，这一现象与目前常用的磷系产品的表现形式是一致的，缓蚀性能均会受到杀菌灭藻剂的影响。但无磷水处理剂所受影响相对较小。
无磷水处理剂复配产品试验研究的水质条件及试验结果分别见表5和表6。

无磷水处理剂与目前常用的有机膦酸盐、丙烯酸聚合物、锌盐及BTA等的复配性能良好。
3应用实例
3.1吉化集团
吉化集团环保制品厂与我公司联合开发适合松花江水质浓缩5.0倍运行的优异低磷水处理剂成套处理技术，在吉化集团双苯厂、乙二醇厂、电石厂等系统应用取得了很好的效果，产品达到国际先进水平。该低磷水处理剂主剂采用的是无磷水处理剂。
该产品应用于水处理现场，各套循环冷却水系统运行浓缩倍数一直稳定在5.0～6.0之间，通过现场挂片及旁路监测换热器的监测情况来看，无论是缓蚀性能还是阻垢性能均达到中石油要求优秀级标准，不预膜碳钢试片腐蚀率基本上控制在0.O065mm/a左右，不锈钢试片腐蚀率未检出，污垢热阻处于很好级。系统高浓缩倍数运行势必导致菌藻控制难度加大，由于低磷水处理剂的使用，致使杀菌灭藻控制简单有效。该产品已成功应用于吉化集团累计循环水量3万m/h的水系统，在提升处理效果的前提下，处理费用下降100万元。
3.2建滔(河北)化工有限公司
建滔公司有一套循环冷却水系统，主要满足焦化装置、甲醇合成、甲醇精馏、空分、脱硫及硫回收等工段冷却用水的需要。开车时，水系统一直被泄漏所困扰，系统既存在持续微量泄漏，又存在不定期大剂量有机物泄漏。传统的磷系药剂由于磷含量偏高，再加上系统泄漏的营养物，导致系统菌藻粘泥失控，系统一直处于恶性循环状况，随时有停车的可能，为此该公司委托我们研制低磷水处理剂产品，以缓解系统压力。我们采用无磷水处理剂作主剂，确定了低磷水处理剂配方，应用于现场2个月，明显改善了系统水质，系统运行状况明显好转，各项考核指标均在短时间内好转，无磷水处理剂得到了厂方高度评价。

在采用表11所示的加药量及加药方式情况下，得到表12所示的处理效果。

以无磷水处理剂为主要成分复配而成的XZ.5210无磷水处理剂成功应用于抚顺石化北方催化剂厂水系统，现场测试该产品具有优异的缓蚀阻垢效果，碳钢试片在一个月试验期内均保持光亮，无明显腐蚀现象。成功将该系统原有高磷水处理剂产品(现场控制磷含量为18～22mg/L)替代，相对于上年同期，杀菌灭藻剂没有使用，系统仍然保持干净，无明显菌藻粘泥附着，技术经济效益明显。
4结论
北京瑞沃卢森科技有限公司开发的无磷水处理剂缓蚀阻垢性能优异，可以替代苯骈三氮唑对铜及铜合金提供有效保护，避免磷酸钙的沉积，使阻垢处理简单且效果明显；可以用于无磷预膜处理；可以用于特殊水质(高氯离子水或海水)的处理；可以替代NaNO2作为密闭系统产品；降低杀菌灭藻处理费用20%～30%；检测方法操作简单，测定精确度及准确度高，适于现场控制；循环水排放无限制，可以严格符合国家一级排放标准要求；适用于污染水质(漏氨和漏油)和浊环水系统；适用于高温水系统。