工业冷却水处理概课件.ppt

1、第一章第一章 冷却水概论冷却水概论第二章第二章 冷却水常发生之困扰冷却水常发生之困扰 第一节第一节 腐蚀困扰腐蚀困扰 第二节第二节 水垢及沉积物困扰水垢及沉积物困扰 第三节第三节 微生物困扰微生物困扰第三章第三章 冷却水困扰解决冷却水困扰解决 第一节第一节 腐蚀控制腐蚀控制 第二节第二节 水垢及沉积物控制水垢及沉积物控制 第三节第三节 微生物控制微生物控制第四章第四章 系统处理考虑因素系统处理考虑因素第一章第一章 冷却水概论冷却水概论l悬浮固体物：泥沙、粘土及胶体物等l溶存固体物：Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、SO42-、K+、Na+、NO3-、SiO2及铁、锰化合物等l溶 存 气

2、体：CO2、O2、H2Sl有 机 物：COD、BOD、TOC不不 纯纯 物物 名名 称称不不 良良 影影 响响1.硬度、碱度硬度、碱度在热交换器及管壁形成水垢在热交换器及管壁形成水垢2.溶存气体溶存气体CO2、O2及及H2S等易导致金属腐蚀现象的发生等易导致金属腐蚀现象的发生3.铁、锰离子铁、锰离子金属表面退色、失去光泽并形成沉积物金属表面退色、失去光泽并形成沉积物4.硅酸根离子硅酸根离子形成硅酸盐水垢形成硅酸盐水垢5.氯离子氯离子导致金属腐蚀，尤其是不锈钢材质导致金属腐蚀，尤其是不锈钢材质6.硫酸根离子硫酸根离子导致金属腐蚀，且可能形成硫酸钙水垢沉积导致金属腐蚀，且可能形成硫酸钙水垢沉积7.

3、悬浮物悬浮物(S.S)易沉淀形成沉积物及引伸沉积物下方的腐蚀易沉淀形成沉积物及引伸沉积物下方的腐蚀8.有机物有机物易繁殖微生物及其黏泥沉积，并产生腐蚀易繁殖微生物及其黏泥沉积，并产生腐蚀9.油污及制程泄漏油污及制程泄漏易繁殖微生物，并对腐蚀抑制剂产生干扰易繁殖微生物，并对腐蚀抑制剂产生干扰l直流式冷却系统直流式冷却系统l开放循环式冷却系统开放循环式冷却系统l密闭循环式冷却系统密闭循环式冷却系统第二章第二章 冷却水常发生之困扰冷却水常发生之困扰均匀腐蚀均匀腐蚀流电腐蚀流电腐蚀点蚀点蚀裂隙腐蚀裂隙腐蚀晶粒间隙腐蚀晶粒间隙腐蚀选择性溶解或剥离选择性溶解或剥离冲击腐蚀冲击腐蚀应力腐蚀应力腐蚀摩擦腐蚀摩

4、擦腐蚀疲劳腐蚀疲劳腐蚀温度温度PH值值溶存气体溶存气体悬浮固体物悬浮固体物阴离子阴离子微生物、微生物、流速流速电位差电位差应力应力金属结构金属结构沉积物沉积物水垢水垢泥泞物泥泞物碳碳 酸酸 钙钙硫硫 酸酸 钙钙磷磷 酸酸 钙钙硅酸钙、镁硅酸钙、镁氧氧 化化 铁铁泥泥 沙、沙、尘尘 土土腐腐 蚀蚀 产产 物物微微 生生 物物 黏黏 泥泥油污等有机物油污等有机物胶状氢氧化物胶状氢氧化物l悬浮物颗粒大小及密度悬浮物颗粒大小及密度l悬浮物粒子与金属表面静电的情形悬浮物粒子与金属表面静电的情形l水流速水流速l水温与水温与PHPH值值l微生物活性微生物活性l不当的抑制剂或抑制剂控制不当不当的抑制剂或抑制剂

5、控制不当l离子浓度过饱和沉淀离子浓度过饱和沉淀l制程泄漏制程泄漏l热传效率及冷却能力降低热传效率及冷却能力降低l水流速减低水流速减低l增加沉积物下方腐蚀之机会增加沉积物下方腐蚀之机会l助长微生物的生长及繁殖助长微生物的生长及繁殖l有助水垢的形成有助水垢的形成l排放增加，导致用水成本增加排放增加，导致用水成本增加l停车次数增加既维护费用提高停车次数增加既维护费用提高名名 称称分分 子子 式式在在 32 oF在在 212 oF重碳酸钙重碳酸钙Ca（HCO3）21620分解分解碳酸钙碳酸钙CaCO31513氯化钙氯化钙CaCl2336000554000硫酸钙硫酸钙CaSO412901250重碳酸镁重

6、碳酸镁Mg（HCO3）237100分解分解碳酸镁碳酸镁MgCO310175氯化镁氯化镁MgCl2362000443000硫酸镁硫酸镁MgSO4170000356000水垢主要成分水垢主要成分水水 垢垢 经经 酸酸 溶溶 解解 后后 的的 情情 况况碳酸盐垢碳酸盐垢加酸之后有大量气泡产生加酸之后有大量气泡产生硅酸盐垢硅酸盐垢在热在热HClHCl和和HNOHNO3 3中缓慢溶解，产生白色不中缓慢溶解，产生白色不溶物溶物氧化铁垢氧化铁垢加加HNOHNO3 3溶解，产生黄色溶液溶解，产生黄色溶液铜垢铜垢加加HNOHNO3 3溶解，产生蓝色和黄绿色溶液溶解，产生蓝色和黄绿色溶液磷酸盐垢磷酸盐垢加钼酸铵试

7、液再加加钼酸铵试液再加HNOHNO3 3溶解，产生黄色溶解，产生黄色溶液，然后再加氨水会使沉淀物溶解，溶液，然后再加氨水会使沉淀物溶解，即为磷酸盐垢即为磷酸盐垢微微 生生 物物藻藻 类类细细 菌菌真真 菌菌微生物种类微生物种类能能 源源繁殖所需营养源繁殖所需营养源藻类、光合成细菌藻类、光合成细菌太阳能太阳能只利用无机物就能繁殖只利用无机物就能繁殖铁细菌、硫细菌、铁细菌、硫细菌、硝化细菌硝化细菌无机物的氧化燃烧无机物的氧化燃烧只利用无机物就能繁殖只利用无机物就能繁殖丝状菌、丝状细菌丝状菌、丝状细菌有机物的氧化燃烧有机物的氧化燃烧没有无机物就不能繁殖没有无机物就不能繁殖细菌细菌 类型类型例例 子子

8、生长条件生长条件产产 生生 的的 问问 题题温度温度（）PHPH值值好氧性好氧性 夹膜细菌夹膜细菌气杆细菌、黄杆细菌、普通气杆细菌、黄杆细菌、普通变形杆菌、铜绿色家担孢菌、变形杆菌、铜绿色家担孢菌、黄氏杆菌属、产碱杆菌属黄氏杆菌属、产碱杆菌属20-4020-404-84-87.47.4为为 最佳值最佳值形成严重的细菌黏泥形成严重的细菌黏泥好氧芽好氧芽 孢细菌孢细菌覃状芽孢杆菌覃状芽孢杆菌枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌20-4020-405-85-8产生难以消灭的细菌黏液芽孢产生难以消灭的细菌黏液芽孢好氧硫好氧硫 细菌细菌嗜硫氧化杆菌嗜硫氧化杆菌20-4020-400.6-60.6-6把硫化物氧化为硫

9、或硫酸把硫化物氧化为硫或硫酸厌氧硫酸厌氧硫酸盐还原菌盐还原菌去硫弧菌属去硫弧菌属20-4020-404-84-8在好氧菌黏泥下生长引起腐蚀，导致硫化氢在好氧菌黏泥下生长引起腐蚀，导致硫化氢的形成的形成铁细菌铁细菌锈铁菌属锈铁菌属纤毛铁细菌属纤毛铁细菌属嘉氏铁柄杆菌属嘉氏铁柄杆菌属20-4020-406-76-7在细菌的外膜上沉淀清氧化铁，形成大量的在细菌的外膜上沉淀清氧化铁，形成大量的黏泥沉淀物黏泥沉淀物l形成黏泥，降低热交换率。形成黏泥，降低热交换率。l堵塞管路与热交换器。堵塞管路与热交换器。l泵压上升，流量减少。泵压上升，流量减少。l沉积物下方腐蚀（严重的局部腐蚀）。沉积物下方腐蚀（严重的

10、局部腐蚀）。l堵塞三水孔，降低冷却水塔的效率。堵塞三水孔，降低冷却水塔的效率。l破坏冷却水塔的木材，减少使用寿命。破坏冷却水塔的木材，减少使用寿命。l冷却水塔的填料变形、压坏或脱落。冷却水塔的填料变形、压坏或脱落。l处理药剂易被吸附，增加用药成本。处理药剂易被吸附，增加用药成本。第三章第三章 冷却水困扰解决冷却水困扰解决lPH值的调整值的调整l稳定指数稳定指数(R.S.I.)等之控制等之控制l添加腐蚀抑制剂添加腐蚀抑制剂l选用耐腐蚀材料的换热器选用耐腐蚀材料的换热器l使用防腐蚀的涂料涂覆使用防腐蚀的涂料涂覆1.钝化型阳极抑制剂（氧化膜型抑制剂）钝化型阳极抑制剂（氧化膜型抑制剂）(ANODIC

11、PASSIVATING INHIBITORS)2.阴极抑制剂（沉淀膜型抑制剂）阴极抑制剂（沉淀膜型抑制剂）(CATHODIC PRECIPITATION INHIBITORS)3.有机抑制剂（吸附膜型抑制剂）有机抑制剂（吸附膜型抑制剂）(ADSORPTIVE INHIBITORS)腐蚀抑制剂类别腐蚀抑制剂类别腐腐 蚀蚀 抑抑 制制 剂剂 的的 名名 称称钝化型抑制剂钝化型抑制剂铬酸盐、钼酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、钨酸盐等铬酸盐、钼酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、钨酸盐等沉淀型抑制剂沉淀型抑制剂磷酸盐、聚磷酸盐、有机磷酸盐、有机磷羧酸盐、磷酸盐、聚磷酸盐、有机磷酸盐、有机磷羧酸盐、硅酸盐、锌盐、碳酸钙等硅

12、酸盐、锌盐、碳酸钙等吸附型抑制剂吸附型抑制剂有机胺类、芳香族类（有机胺类、芳香族类（MBT,TTA,BTA)等等腐蚀抑制剂类型腐蚀抑制剂类型腐腐 蚀蚀 抑抑 制制 剂剂 的的 特特 性性钝化型抑制剂钝化型抑制剂1.形成致密性和附着力极佳的耐久性阳化膜。形成致密性和附着力极佳的耐久性阳化膜。2.成膜速度较慢，膜厚极薄（约几十成膜速度较慢，膜厚极薄（约几十 ）。）。3.浓度不足时，易对碳钢造成点蚀的副作用。浓度不足时，易对碳钢造成点蚀的副作用。沉淀型抑制剂沉淀型抑制剂1.沉淀膜的耐久性、致密性和附着力叫钝化膜为沉淀膜的耐久性、致密性和附着力叫钝化膜为差。差。2.成膜速度较快，膜厚较厚（约几百到一千

13、成膜速度较快，膜厚较厚（约几百到一千 ）。）。3.浓度不足时，不会对碳钢造成点腐蚀。浓度不足时，不会对碳钢造成点腐蚀。吸附型抑制剂吸附型抑制剂1.形成最薄的单分子或几个分子的膜厚而已。形成最薄的单分子或几个分子的膜厚而已。2.对非铁金属的腐蚀抑制功效极佳（如铜、铜合对非铁金属的腐蚀抑制功效极佳（如铜、铜合金、铝、锌及镀锌铁等金属）。金、铝、锌及镀锌铁等金属）。3.MBT会受氯等强氧化剂分解，而失去功效。会受氯等强氧化剂分解，而失去功效。l软化处理软化处理lPH值调整值调整l稳定指数稳定指数(R.S.I.)等之控制等之控制l添加水垢抑制剂及分散剂添加水垢抑制剂及分散剂l增设旁流过滤器增设旁流过滤

14、器l阈限效应阈限效应l离子封锁性离子封锁性l去胶凝作用去胶凝作用l水解安定性水解安定性l增加水垢的溶解度（阈限作用）增加水垢的溶解度（阈限作用）l晶格畸变作用晶格畸变作用l分散无定形不溶性物质分散无定形不溶性物质l减少沉积物下方腐蚀之问题减少沉积物下方腐蚀之问题l控制腐蚀保护膜之厚度及成长控制腐蚀保护膜之厚度及成长l选择耐微生物腐蚀的金属材料选择耐微生物腐蚀的金属材料l补充已消毒且经混凝沉淀、低浊度之补充水补充已消毒且经混凝沉淀、低浊度之补充水l使用防腐涂料使用防腐涂料l阴极防蚀阴极防蚀l防止阳光直接照射防止阳光直接照射l增设旁流过滤器增设旁流过滤器l增加杀菌灭藻剂增加杀菌灭藻剂 氧化性杀菌剂

15、：氧化性杀菌剂：优点：杀菌力强且快速，成本费用较便宜！缺点：添加过量会对系统金属材质腐蚀严重！非氧化性杀菌剂：非氧化性杀菌剂：优点：添加过量不会对系统金属材质腐蚀！缺点：添加量较高，成本费用较贵！种种 类类特特 性性氯氯便宜，受便宜，受PH值影响，环保污染影响大，已渐被淘汰值影响，环保污染影响大，已渐被淘汰次氯酸钠次氯酸钠便宜，受便宜，受PH值影响，会增加水中的碱度值影响，会增加水中的碱度二氧化氯二氧化氯成本稍高，不受成本稍高，不受PH值、氨等影响，使用于高值、氨等影响，使用于高PH值之系统值之系统有机氯有机氯(TCCA)成本稍高，受成本稍高，受PH值影响，但不受因阳光而破坏有效氯的影响，故值

16、影响，但不受因阳光而破坏有效氯的影响，故杀菌效果较氯或次氯酸钠等为佳杀菌效果较氯或次氯酸钠等为佳有机溴有机溴(BCDMH)成本贵，但较不受成本贵，但较不受PH值影响，使用于碱性、高值影响，使用于碱性、高PH值之系统值之系统释放型溴盐释放型溴盐成本较有机溴便宜很多，但功能与有机溴相同成本较有机溴便宜很多，但功能与有机溴相同NaOCl+Br-成本稍高，但功能与有机溴相同成本稍高，但功能与有机溴相同臭氧臭氧成本极贵，不受成本极贵，不受PH值影响，最为环保的杀菌剂值影响，最为环保的杀菌剂第一节第一节 水质水质第二节第二节 系统状况系统状况第三节第三节 环境污染限制环境污染限制第四节第四节 处理方案选择

17、处理方案选择PH值值悬浮固体物（悬浮固体物（S.S）（ppm）总硬度（总硬度（T.H）(ppm as CaCO3)M碱度碱度(M-alk.)(ppm as CaCO3)溶存固体物（溶存固体物（TDS）（ppm）钙硬度（钙硬度（Ca2+）(ppm as CaCO3)P碱度碱度(M-alk.)(ppm as CaCO3)氯离子（氯离子（Cl-）（ppm）镁硬度（镁硬度（Mg2+）(ppm as CaCO3)电导率电导率（s/cm）硫酸根（硫酸根（SO42-）（ppm）总铁（总铁（T-Fe）（ppm）总固体物（总固体物（T.S）（ppm）二氧化硅（二氧化硅（SiO2）（ppm）铝离子（铝离子（Al3

18、+）（ppm）项项 目目单单 位位要要 求求 和和 操操 作作 条条 件件允允 许许 量量PH值值-根据药剂配方与客户要求而定根据药剂配方与客户要求而定6.89.2M碱度碱度ppm as CaCO3根据药剂配方与制程条件而定根据药剂配方与制程条件而定500500悬浮固体物悬浮固体物ppm水走管内时（管侧）水走管内时（管侧）2020水走管外时（壳侧）或板式等水走管外时（壳侧）或板式等1010Cl-ppm热交换器为碳钢材质时热交换器为碳钢材质时10001000热交换器为不锈钢材质时热交换器为不锈钢材质时300300SO42-ppmSO42-+Cl-1500,减少腐蚀减少腐蚀SO42-Ca2+500

19、,00014001400SiO2ppmMg2+SiO2 35,000175175Fe2+ppm根据药剂配方而定根据药剂配方而定0.50.5Al3+ppm注意原水处理时铝盐之携出注意原水处理时铝盐之携出0.50.5油脂含量油脂含量ppm炼油厂冷却水系统炼油厂冷却水系统1010其他一般工厂冷却水系统其他一般工厂冷却水系统55热交换器热交换器 金属材质金属材质 制程最高温度制程最高温度 种类型式种类型式 冷却水流动情形冷却水流动情形 水流速水流速 水走管内或管侧水走管内或管侧水温最高点水温最高点 最易产生问题的最易产生问题的 B.管路管路 C.冷却水塔的结构冷却水塔的结构D.可能污染物及其他特殊情况可能污染物及其他特殊情况l铬酸盐重金属，毒性大，已禁止使用铬酸盐重金属，毒性大，已禁止使用l锌盐毒性稍低，但排放水均有所管制锌盐毒性稍低，但排放水均有所管制l特殊环境污染要求严格之区域亦限制磷特殊环境污染要求严格之区域亦限制磷酸盐的使用及排放浓度酸盐的使用及排放浓度l杀菌剂的选择对废水处理不可有影响杀菌剂的选择对废水处理不可有影响l排放水的排放水的COD须符合排放管制范围内须符合排放管制范围内 非重金属非重金属 处理方案处理方案稳定磷酸盐方案全全 有有 机机 方方 案案金金 属属处理方案处理方案 789碱 性 锌 方 案钼 酸 盐 方 案聚磷/有机膦/锌盐有机膦/锌盐