1.1 水质处理的意义：

据统计，在现代化工厂的全部用水量中，冷却用水占67%～80% ，工艺用水占15%～26%，其余为锅炉用水约占5%～7%。在工业生产的早期，由于对节水的要求不高，冷却水多是直流水或半直流水，浓缩倍数较低，很少进行缓蚀阻垢处理。随着工业的发展，企业已普遍用循环水代替直流水，并提高循环冷却水的浓缩倍数，既能最大限度地节省工业冷却用水及水稳药剂，又能有效地防止设备的腐蚀和结垢，减少对环境的污染。提高浓缩倍数后必须进行缓蚀阻垢处理，因为随着循环水浓缩倍数的增加，水中成垢盐类及腐蚀性离子亦成倍增加，带来严重的结垢腐蚀问题。

循环冷却水系统为间接冷却水，冷却水进入换热设备后，冷却水不被冷却介质污染，仅水温升高，回到冷却塔降温，进入凉水池，再由水泵送到所需冷却的设备，循环使用。循环冷却水系统运行过程中—般都存在腐蚀、结垢、微生物滋生的问题，影响水系统的正常运行。

1.2 循环冷却水系统中的结垢：

结垢是指水中溶解或悬浮的无机物，由于PH值升高受热等因素，使原溶解于水的物质析出，而沉积在金属表面的现象。循环冷却水系统结垢的主要成分有碳酸钙和腐蚀产物两种。垢的产生会引起水冷设备换热效率下降，管线的阻力增大，导致循环水量减少或换热管的堵塞等。循环冷却水系统中影响结垢的主要因素是冷却水的PH、Ca、总碱度、水温、换热器表面温度、表面状态等。冷却水通过设备冷却面时，会发生如下反应：

Ca2+ + 2HCO-3 → CaCO3 + CO3 + H2O

Mg2+ + 2HCO-3 → Mg（OH）2 + 2CO2

同时，冷却水通过冷却塔则相当于一个曝气过程，溶解在水中的CO2会逸出，水的PH值会升高，此时中碳酸盐在碱性条件下会发生如下反应：

Ca（HCO3）2 + 2OH- → CaCO3 + 2H2O + CO32-

当水中溶有氯化钙时，还会发生如下的置换反应：

CaCl2 + CO32- → CaCO3 + 2Cl-

如水中溶有适量的磷酸盐时，磷酸根将与钙离子生成磷酸钙，起反应为：

2PO43- + 3Ca2+ → Ca3（PO4）2

上述一系列反应中生成的碳酸钙与磷酸钙均属于微溶性盐，它们的溶解度比氯化钙的重碳酸钙小得多。

碳酸钙等水垢从水中析出的过程，就是微溶性盐从溶液中结晶沉淀的一种过程，按结晶动力学观点，认为结晶的过程首先是发生晶核，形成少量的微晶粒，然后这种微小的晶体在溶液中由于热运动（布朗运动）不断地相互碰撞，碰撞的结果就提供了晶体生产的机会，使晶体不断变成了大晶体，也就是说要形成碳酸钙层垢，碳酸钙小晶粒在溶液中必须按一种特有的次序集合或排列才能形成。碳酸钙是盐类，有离子晶格，只有当一部分碳酸钙小晶粒以所带正电荷的Ca2+部分向另有分子碳酸钙小晶粒的带负电荷的CO32+部分碰撞，才能彼此相互结合，形成较大的晶体，若继续不断按一定的方向碰撞，就形成了覆盖传热表面的垢层。

消除污垢采取的措施有：①补充水予处理软化；②酸化降低pH值：通常用硫酸把pH值控制在6.0～6.5；③添加缓蚀阻垢剂。

1.3循环冷却水腐蚀：

循环冷却水造成的腐蚀，通常是指通过电化学反应使金属被消耗破坏的现象，这种腐蚀除了会造成系统的输水管线、水冷设备损坏从而使用寿命减少外，还会造成水冷凝器泄漏而引起工艺介质的污染或计划外的停车事故。而且腐蚀产生锈瘤、铁锈片等，会引起换热效率下降或管道阻塞等危害。

由于金属表面不是均匀的，当它与水接触时，会形成许多微小的腐蚀电池。其中活泼的部位为阳极，腐蚀学上把它称为阳极区；而不活泼的部位则称为阴极，腐蚀学上把它称为阴极区。金属腐蚀的形式有多种：

由于不同金属组合在一起而引起的电偶腐蚀

电偶腐蚀又称为金属腐蚀或接触腐蚀。当两种不同的金属浸在导电性的水溶液中，两种金属之间通常存在电位差。如果这些金属相互接触或用刀线连接，则内部电位差就会驱使电子在它们之间流动，从而形成一个腐蚀池。

如系统铜材质和碳钢材质的连接，电极反应过程如下：

阳极过程：Fe－－-2e→Fe2+

阴极过程：Cu2++2e→Cu

与不接触时相比，电位较低的金属在接触后腐蚀速度通常会增加。而电位较高的金属在接触后腐蚀速度将下降。电偶腐蚀的结果使得电位较低的金属如铁遭受腐蚀。

由溶解氧引起的氧腐蚀以及氧浓梯度腐蚀

由于金属的电极电位比氧的电极电位低，金属受水中溶解氧的腐蚀是一种电化学腐蚀，其中金属是阳极遭受腐蚀，氧是阳极，进行还原，反应式如下：

阳极过程：M→M++2e-

阴极过程：1/2O2+H2O+2e-→2OH-

在热交换器等的碳钢面板上常见到黄褐色或砖红色的鼓包，敲破鼓包后下面是黑色粉末状物，这些都是腐蚀的产物。当将这些腐蚀产物清除后，便会出现因腐蚀而造成的陷坑。

出现这种现象的过程如下：

当铁受腐蚀后生成Fe2+,它与水中的氧进一步反应生成黄褐色的结构疏松的Fe(OH)3二次产物层：

Fe2++2OH-→Fe（OH）2

4Fe（OH）+2H2O+O2→4Fe（OH）3

由于腐蚀产物的阻挡，水中的溶解氧到达这个腐蚀点的速度减慢，形成腐蚀点四周的氧浓度大于腐蚀点的氧浓度，这样，腐蚀点的四周便成为阴极，腐蚀点本身成为阳极，腐蚀继续进行（此即为氧浓差梯度腐蚀）。此时，腐蚀产生的Fe2+通入疏松的二次产物层向外扩散，当它遇到水中的OH-活O2时，便有产生新的二次产物，积累在原有的二次产物层中。所以二次产物层越积越厚，形成鼓包，鼓包下面越腐蚀越深，形成陷坑。

腐蚀产物中的黑色粉末层是FeO4,它的形成机理是内层的二价铁产物与外层的三价铁反应而形成的：

Fe（OH）2+2Fe（OH）3→Fe3O4+4H2O

在金属与金属之间连接的缝隙处，水垢及微生物泥垢、泥沙等沉积物下的金属表面，由于水的对流不顺畅使氧贫乏，也会造成类似的腐蚀。特别是水垢等沉积物下的腐蚀，由于腐蚀产物被沉积物覆盖住，循环水显得清澈透明，给人以金属没有遭到腐蚀的假象。当腐蚀严重到一定程度时，腐蚀产物连同污垢一起脱落，堵住系统管径较细的部位。此时再想采取水处理措施已太晚，因为某些腐蚀严重的部位金属本体层很薄，若用化学清洗或其他方法去除污垢很可能造成系统漏水。

1.4 生物粘泥污染

在敞开式循环冷却水系统中，冷却水的水温通常被设计在32～42℃之间，这—温度范围特别有利于微生物的生长； 冷却水的氧含量高达4～7 mg/ L，另外水中溶解有较多的无机盐类,因而腐蚀性很强。冷却水在冷却塔内的喷淋曝气过程中溶入了大量的氧气，为好氧性微生物生长提供了必要条件。冷却塔则暴露在阳光下，藻类进行光合作用需要阳光，因此藻类会大量繁殖。冷却水中微生物的大量存在，会引起金属的腐蚀、微生物粘泥的增多，影响换热效率，严重时使系统出现粘泥故障，生物粘泥及周围环境中的粉尘等一旦在设备表面沉积，药剂无法作用到粘泥底部，从而形成浓差电位，进而形成垢下腐蚀。从某种程度上说，粘泥造成的腐蚀远远大于氧气引起的腐蚀。

在循环冷却水系统中一般将氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂交替使用。氧化性杀菌剂用量低，杀菌快，但副作用较大，通常以非氧化性杀菌剂定期使用为主；除具有杀菌作用，还可剥离设备上少量的生物粘泥。

同时在投加杀菌剂的同时还需适量投加粘泥剥离剂，以便更好的清除设备上的沉积物。

另外循环水系统的旁滤过滤器要正常开启，以保证更好的去除悬浮物，若没有该过滤系统建议增设一台，按水量的5－－10%设计。

2、系统概况：

有限公司循环冷却水系统，为节约水资源，严格控制系统的腐蚀与结垢，由无锡善水清洗公司根据冷却水水质及系统情况进行了水质稳定配方筛选及优化，筛选出了对本系统适用性强的高效缓蚀阻垢剂ZY-615，正常使用时循环水中碳钢、不锈钢的腐蚀速率均低于国家标准，延长了设备使用寿命；阻垢性强，可以提高系统浓缩倍数，节约大量宝贵的水资源，为生产的安全运行、降低成本，提高经济效益创造了良好条件。

2.1循环水系统参数：

保有水量：300 m³

补充水量：5m³/天

2.2水质分析：

3、水质判断：

补充水水质为结垢型水质，浓缩后结垢性增强。

综合以上指数计算可以看出，该系统补充水具有结垢性，浓缩后结垢性增强，因此在水稳剂配方筛选时应以阻垢为主，兼顾缓蚀。

4、正常运行方案:

4.1 药剂选用及简介：

该系统补充水具有结垢性，浓缩后结垢性增强，针对贵厂水质特点及系统情况，我们选择ZY-615作为该系统的缓蚀阻垢剂，它主要由多种有机膦羧酸、聚羧酸、含磺酸盐共聚物、缓蚀剂、特殊界面活性剂等组成的复合缓蚀阻垢剂，利用有机膦酸盐和缓蚀剂在金属表面形成的保护膜起到缓蚀作用，同时对水中的碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙等均有良好的螯合分散和晶格畸变作用。按照合理配比原则充分发挥其协同效应，具有缓蚀率高、耐高温、阻垢力强、不易分解等特点。

4.2 ZY-615缓蚀阻垢剂使用方法及投加量

将每天所需的缓蚀阻垢剂ZY-615加入塑料加药箱内，为方便使用可加水稀释后通过计量泵将药剂在循环泵入口处（即集水池出口处）连续加入，如没有计量泵加药箱，也可以直接投加至系统补水口或是系统流速最快的位置。加药浓度为80-150mg/L（以补充水量计）。

正常运行时每周加药量：周补充水量*药剂投加浓度/1000 （得出结果为：KG）

(300+35)m³×120mg/L/1000=40.2kg/周 （夏季）

注：换热器及冷却塔每年停机清洗一次

4.3杀菌灭藻处理：

应根据系统情况定期投加杀菌灭藻剂，一般每年的十一月到次年的五月，每月两次；六月到十一月，每月四次；投加频率根据系统运行情况而定。

加药方式为冲击式投加。

为了避免藻类的抗药性，采用氧化型和非氧化型杀菌剂交替投加，种类定期更换。

根据系统情况，选择ZY⁻⁷02A作为非氧化性杀菌剂，每次投加浓度为200-300mg/L（以保有水量计）；选择ZY⁻⁷02C作为氧化性杀菌剂，每次投加浓度为200-300mg/L（以保有水量计）。加药时，将所需的杀菌灭藻剂冲击性加入到循环水泵入口处（即集水池出口处）。

根据系统情况，选择ZY⁻⁷02A作为非氧化性杀菌剂，每次投加浓度为300mg/L（以保有水量计）

每次投加量为：300m³（保持低水位）×200mg/L/1000=60kg。（夏季）

选择ZY⁻⁷02C作为氧化性杀菌剂，每次投加浓度为300mg/L（以保有水量计）。加药时，将所需的杀菌灭藻剂冲击性加入到循环水泵入口处（即集水池出口处）。

每次投加量为：300m³（保持低水位）×200mg/L/1000=60kg。（夏季）

投加杀菌灭藻剂24小时后，如若出现系统浊度过高，应提示泵站工作人员加大旁流过滤量或配合排污来降低浊度，以免菌藻的尸骸和剥离下来的黏泥重新沉积于系统中，造成换热设备黏泥的垢下腐蚀等严重问题发生。同时投加杀菌剂时表面漂浮的脏东西要人工捞出或通过其他方式排出系统。

4.4缓蚀阻垢剂加药器、加药位置示意图

加药时用自来水稀释使用；采用连续加药方式，加药点在循环泵吸水口处，一，有利于药剂首先对凝汽器发生作用，二，有利于药剂持续均匀地发挥最大作用。

5. 循环水运行日常管理及控制指标：

循环水的管理素有“三分药剂，七分管理”之说，说明管理的重要性。循环水系统转入正常运行后在其升温，蒸发和冷却的过程中，冷却水逐渐被浓缩，其水质指标会发生变化，运行日常管理主要根据水质变化情况进行及时相应调整，循环水每班定时进行分析，第二天及时把数据上报。

5.1 循环水运行日常管理

(1) 钙硬，总碱度：

总碱度是循环水操作控制中的一项指标，当浓缩倍数控制稳定，没有其它外界干扰时，由总碱度的变化，可以看出系统的结垢趋势。硬度指水中的Ca²⁺和Mg²⁺浓度的总和，也是循环水操作控制中的一项重要指标。必须将循环水的钙硬，总碱度控制在配方要求的范围内，根据计算，此系统控制钙硬度＋总碱度小于1100mg/L左右；若水质条件发生变化，则必须相应调整水稳配方。

(2) pH值：

循环冷却水由于在冷却塔中逸去CO₂，因此随着浓缩倍数的升高，其pH值不断上升。当浓缩倍数一定时，循环水的pH值也趋于稳定。pH值一般控制在7.0-9.0之间，此系统pH值控制在7.0-9.0。

(3) 总磷及氯离子：

测定循环水中总磷的目的是为了计算循环水中有机膦的含量。缓蚀阻垢剂中含有有机膦酸盐，根据系统总磷分析数据，适当增减加药量，使循环水中总磷控制在4.0-6.0mg/L之间；如总磷低于4.0mg/L时，加大缓蚀阻垢剂的加药量，到指标范围，如超过6.0mg/L，适当减少加药量。

循环水中Cl^-浓度过高会加速设备的腐蚀，特别是不锈钢设备，对Cl^-非常敏感，因此在运行中要进行监测控制；在循环水中一般Cl^-的浓度也不会变化，在外界没有引入氯离子的情况下可以代表循环水中盐度的变化，因此常用Cl^-的浓度来计算浓缩倍数。

(4) 粘泥：

循环水系统由于温度适宜适合通风良好光照充足等条件，使其成为各种微生物生长的理想环境。在这一环境中，微生物迅速繁衍是很自然的，即使在微生物控制工作做得较好的情况下，细菌总数也可能高达10⁴～10⁵个/mL，若控制不当，细菌总数高达10⁶～10⁸个/ mL也是常有的。微生物的危害是多方面的，主要是生物粘泥危害，在循环水系统中的粘泥主要是由微生物的活动造成的附着物沉积物悬浮物的总称，生物粘泥一旦形成，就必须进行杀菌清洗剥离，有条件趁检修时进行彻底清扫后，运行中严格杀菌剥离控制，无法停工时可进行不停车化学清洗。

当循环水系统风机正常开启时引起的吸附力极强，周围由于风沙引起的灰尘容易进入系统形成沉积，另外微生物导致的粘泥也极易沉积导致设备的腐蚀。因此循环水系统的旁滤过滤器要正常开启，以保证更好的去除悬浮物.

(5) 浓缩倍数：

新鲜补充水的盐度和经过浓缩过程的循环水的盐度是不相同的，两者的比值称为浓缩倍数，浓缩倍数是循环水的一个重要指标。由于盐度的分析比较麻烦，在生产往往选择循环水中某种不易消耗而又能快速测定的离子浓度或电导率来代替盐度进行浓缩倍数的计算，如氯化物的溶解度很大，在循环水中不会产生沉淀，Cl^-的浓度也不会变化，在外界没有引入氯离子的情况下可以代表循环水中盐度的变化，因此常用Cl^-的浓度来计算浓缩倍数。一般浓缩倍数低，耗水量就大，排污量也大；浓缩倍数高可以减少水量，节约水处理费用。但浓缩倍数过高会使循环冷却水中的硬度、碱度和浊度升得太高，水的结垢倾向增大很多，从而使结垢、腐蚀控制的难度变大，使水处理药剂在冷却水系统内的停留时间增长而水解。因此，循环冷却水的K值并不是愈高愈好。综合考虑节约用水和浓缩后循环水水质，选择此系统的浓缩倍数为2倍以下。

(6) 细菌：

坚持采用氧化型杀菌剂和非氧化型杀菌剂交替使用，以联合控制冷却水系统中菌藻的滋生。氧化型杀菌剂选用ZY⁻⁷02C；非氧化型杀菌剂选用ZY⁻⁷02A。每次投加浓度为150-300mg/L（以保有水量计）。

总之，循环水相关人员应密切关注循环水相关数据的变化，防止因某些循环水数据超标而造成阻垢剂阻垢率下降的情况发生；

5.2 日常运行控制指标：

6. 冷却水系统的监测方案及效果评定：

为及时了解循环水系统运行情况(有无酸性，碱性等冷却介质泄漏)及腐蚀结垢状况，在每个循环水场均设有监测模拟换热器及挂片器，以检测换热设备及管道的腐蚀结垢状况，每个月进行一次监测，根据测取的腐蚀率并结合水质分析情况，确定水处理的效果，把握循环水的腐蚀结垢状况，并据此进行相应调整。循环冷却水经化学处理后，其效果应达到国家《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050-2007）的要求。

6.1 腐蚀速度的测定：

采用试片法进行，将一定规格的并经过处理的金属挂片安装在循环水出塔管线上的引出管中，试验一个月后取下。称重计算挂片腐蚀失重情况，具体作法参照《中石化冷却水分析和试验方法》。《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050-2007）的要求：换热设备碳钢管壁腐蚀速度＜0.075mm/a；铜、铜合金和不锈钢管壁的腐蚀速度＜0.005mm/a。

6.2 结垢的监测：

采用监测换热器法，模拟生产装置换热器的操作条件，采用饱和蒸汽做热介质，运行一个月后取下测算腐蚀率及粘附速率，污垢热阻反映结垢情况。《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050-2007）的要求：换热设备的水面污垢沉积速率≤15mg/cm²·月。

6.3异养菌含量

通过投加杀菌剂，控制循环水中异养菌含量≤5×10⁵个/mL。

7、循环水系统运行应急预案

一、控制指标的突发超标

由于循环水处理是动态过程，在正常处理过程中，难免会出现某些控制指标的波动或超标，如总铁、浊度、总磷、浓缩倍数等等，这是正常状态，只需针对水质及现场实际情况作必要的操作和调整即可。如果突发超标很多，危及循环水系统的正常处理，则应视为突发事故之一来对待。在未查准原因前，售前应采取加大置换排放的措施，把超标的指标降至指标内或可接受的范围。

1.浊度超标主要从以下几个方便找原因：

a、检查补充水的浊度是否符合要求，如补充水的浊度较高而引起循环水浊度上升，则应从源头抓起，降低补充水的浊度；

b、检查旁滤池的出水效果；如旁滤池的进出口浊度差不多，应检查旁滤量是否太大了超过了其设计能力、旁滤池内生物粘泥大量繁殖，影响了出水效果，考虑更换滤料或对滤池进行改造；

c、检查系统浓缩倍数是否太高；

d、检查装置有无泄漏；

e、检查微生物控制状况及粘泥量，是否由于粘泥大量生产导致导致浊度升高；根据以上级方面原因逐一排查，最后有针对性地解决问题。

2.总铁超标主要从以下几方面查找原因：

a、补充水的总铁是否超标；

b、系统是否在冷态运行或低浓缩倍数条件下运行；（≤4.0）

c、药剂浓度是否在控制的范围之内；.

d、系统是否有泄漏造成循环水PH值突然降低；

查出原因后，采取针对性措施加以解决。

3.浓缩倍数偏低或上不去从以下几方面找原因：

浓缩倍数是循环水系统的主要经济技术指标，提高系统浓缩倍数是一个涉及设计、设备、水质、温差、外排水的控制等多方面的系统工程我，现在列举以下几方面的影响因素：

检查系统的排污量是否太大了；

检查系统的旁滤池是否坏了导致旁滤池一直在反冲洗或反冲洗频率加大；

检查系统的补水量是否比以前大了；

根据实际的系统温差、循环水量，从理认上计算补充水量，再和实际的补充水量作比较。在维持水池水信平衡的前提下，如实际的补充水量大于计算的补充水量说明系统可能有外排水；如实际的补充水量小于计算的补充水量说明系统可能有外来水串入系统。为此检查系统有无其它地方用循环水，如冲先地，浇灌花木等等；检查循环水池及地下管路有无严重渗水；

循环水温差是否较小：

杀菌剥离剂的投加频率是否过高；

根据以上几方面的原因逐一排查，最后有针对性的解决问题。

二、系统物料泄漏事故

生产装置在长期运行过程中可能会出现物料介质泄露，进入循环水中，使循环水受污染的事故，如果不及时处理，会引起循环水的微生物大理滋生、浊度上升、粘泥量增加、腐蚀加剧等危害，强酸强碱性工艺介质的泄漏还将引起循环水的pH发生突变，结垢或腐蚀速度加快，为应对此类事故的发生，特制订应对处理方案：

1、系统泄油的处理方案

冷却水系统的漏油会引起以下一系列问题

a、使冷却水中的缓蚀阻垢剂失效，从而引起点蚀和产生污垢。

b、促进水中微生物加速生长繁殖，并与冷却水中的悬浮物结合，生成一些成垢物质，从而促进垢下腐蚀。

c、在金属表面生成一层油污，从而影响换热器的传热。

2、酸碱物质泄漏的判断及处理

现象：

a、循环水的pH值发生突变;

b、酸性物质泄漏会增加碳钢设备的腐蚀,引起循环水中总铁升高,水呈现锈黄色或淡红棕色;碱性物质泄漏,循环水会出现白水现象,循环水的浊度、色度明显升高。

处理方案：

a、采用先总管后支管再换热器进、出水口管的方式测定循环水进出口的pH值，查找泄漏点，杳出后及时采取隔离、堵漏等措施。

b、立即对循环水加大置换，降低浊度，稳定pH值，尽量不要采用加碱等办法，以防止氧化铁的二次沉积。

c、适当加大阻垢缓蚀的投加量，以控制系统发生腐蚀和结垢。

d、酸必物质泄漏处理结束后，需对循环水系统进行补膜处理，用正常运行药剂浓度的3-5倍，进行基础投加，运行3-5天后转入正常运行。

e、碱性物质泄漏处理结束后，应对系统进行一次常规的清洗、预膜处理。

8.售后服务

1.协助客户做好水质数据化验；

2. 提供24×7×365全方位技术支持；

3.提供现场服务，我公司服务人员将在规定时间到达甲方现场；

本地区：2小时内到达；

省外：24小时内到达；

4.定期对客户进行跟踪服务，及时为客户发现问题并提供相应的解决方案；

5.跟踪系统运转状况，长期建立客户处理情况档案，与客户共享，以辅助分析处理成效，并适时修定处理方案

无锡善水清洗设备有限公司