绿色无磷水处理剂成套技术研究与应用

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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。

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