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循环水处理药剂的现状及发展趋势

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循环冷却水系统是石化企业重要的公用工程系统, 该系统运行质量的高低, 直接关系到生产装置的设备安全和运行稳定。循环水系统在石化企业用水中所占比例较高,一般在1/2~2/3,甚至更高,在目前节水形势严峻的情况下,对循环水运行提出了更高更严格的要求。中石油是大型国有企业,担负着节水减排的重要责任。近年来,国内石化企业都非常重视节水工作,并已通过管理提升和新技术应用取得了较好的节水效果。本文从节水形势、循环水处理技术及处理方式、药剂配方情况等方面对石化企业循环水处理现状及国内循环水处理技术的发展趋势作简要论述。

1、水处理现状

1.1 节水形势严峻

伴随着世界性的水资源危机, 国内水资源短缺的形势也日益严峻, 正常年份国内年缺水3.0×1010~4.0×1010m3,其中工业部门缺水约6.0×109m3。随着经济的持续快速发展, 国内工业用水的供需矛盾将进一步突出。工业用水占全国总用水量的20%达到1.1×1011m3以上,工业节水历来是各级政府部门、工业企业的重要工作内容, 对开发先进适用的节水技术的投入也逐年增加, 通过近十多年国家对工业节水技术创新的大力支持, 国内工业节水技术的水平得到大幅提高, 形成了大批具有自主知识产权的新产品、新工艺、新技术,显现了较显著的节水成效。天津化工研究设计院开发了适用于高浓缩倍率运行的水处理化学品及在线自动监控技术, 从而提高了水的重复利用率,减少了排污水量,进一步节约了新鲜水。采用该成套技术在天津石化公司乙烯厂建设了循环量11000t/h的循环冷却水系统节水示范装置,实现了对冷却水中阻垢分散剂剂量、pH、电导率、余氯等项目的在线自动监控和远程监控,经过3年多稳定运转考核,碳钢腐蚀率(不预膜)<0.03mm/a ,污垢黏附速率<10mcm,浓缩倍率5~5.5倍,总硬+ 总碱(以碳酸钙计)达到1600mg/L,所有控制指标均优于国内最严格的石化行业标准要求的指标,整体技术达国际先进水平。该成套技术已在天津石化乙烯厂、天津钢管公司等30家企业的近50套工业装置上得到了应用,每年节约补充水3.0×107m3以上,减少污水排放3.0×107m3以上,经济和环境效益十分显著。

1.2 循环水冷却水处理

循环冷却水处理最终目标是解决和控制循环水的腐蚀、结垢、生物污垢,循环冷却水处理技术,是指针对循环水系统的水质、设备材质、工况条件选择缓蚀剂、阻垢剂、分散剂、杀生剂正确匹配组成水处理配方,形成水处理方案,提出工艺控制条件、提供相应的清洗、预膜方案等。这一全过程称为冷却水处理技术。其中将缓蚀剂、阻垢剂、分散剂、杀生剂等组成配方,确定适宜的工艺控制条件,进行循环冷却水的基础处理和正常运行处理,这是冷却水处理技术的主要内容。

在循环水实施高浓缩倍数,系统面临的主要变化就是循环水系统中的含盐量、悬浮物、有机物等相对增加,即产生系统水质的危害因素增加,增加了循环水水质的结垢、腐蚀倾向及微生物危害,加大了水处理的难度,所以系统处于“亚稳定”运行状态。循环水系统高浓缩倍数运行及采用回用水作补水如果相应的水处理配套工艺技术跟不上,将会直接造成水处理效果恶化,影响生产装置的长周期运行。因此要求相应提高循环水缓蚀阻垢药剂的性能以避免或减少腐蚀结垢及微生物危害问题的出现。

1.3 循环水处理方式

目前国内大部分循环水系统均采用由药剂厂家全承包的运作方式进行循环水的处理和管理。全承包方式即企业将循环水处理的年费用(药剂费用、投药费用等)交给药剂提供商,药剂提供商负责循环水的每日加药处理,企业负责循环水的日常控制,监控每月的水质腐蚀粘附指标,考察处理效果。这样可减小企业负担和责任、减少循环水操作人员,减轻技术人员、分析人员的工作量,保证循环水的处理效果。当然企业在承包中要提出自己的要求。如西太公司两套循环水系统分别由日本栗田公司和贝迪公司以全承包方式运作,均采用中水(处理后的市政污水)作为循环水补水,循环水系统也存在漏油污染。浓缩倍数控制在5以内,每个循环水岗位仅1人。两套系统处理成本分别为0.014元/吨循环水和0.018元/吨循环水。辽阳石化循环水均采用全承包方式,吨水处理成本最高为0.016元;抚顺石化采用全承包方式,炼油厂三循有泄漏采用巴特曼公司的生物分散剂效果不错。