高壓靜電水處理器動態模擬試驗報告
高壓靜電水處理器動態模擬試驗報告
(巴陵石化公司環保研究所)
岳陽綠盾環??萍加邢薰鹃_發的高壓靜電水處理器,利用物理方法,通過高壓靜電場對水及水中的正、負離子進行極化作用,可以在高濃縮倍數甚至零排污條件下對循環水系統進行阻垢、除垢、緩蝕及殺菌處理。根據水務部領導的安排,按照公司循環水管理制度,環保研究所特對岳陽綠盾的高壓靜電水處理器進行動態模擬評價試驗,同時采用高壓靜電&化學緩蝕聯合技術進行對比。
1. 試驗條件
動態模擬試驗裝置:QYDM,江蘇省高郵市秦郵儀器化工有限公司
高壓靜電水處理器:岳陽綠盾定制
試管及試片材質:20#鋼、304鋼
運行時間:20天
2.工藝參數
系統水量 100 L
循環水流量 640 L/h
進口水溫 ≤32℃
出口水溫 ≤42℃
蒸汽溫度 99.8±0.1℃
濃縮倍數 自然濃縮、零排污
試驗用水 云溪工業水
技術方案
1#系統:高壓靜電+緩蝕阻垢劑30mg/L
2#系統:高壓靜電
3.分析監測項目
1次/2天:pH、電導率、濃縮倍數、鈣離子、總堿度、氯離子、鋅離子(1#系統)
1次/周:COD、鐵離子、異養菌總數
試驗結束時:COD、鐵離子、濁度
4. 試驗操作
4.1基礎投加:
1#系統:采用基礎投加,投加緩蝕分散劑60 mg/L,冷態運行12-24h后開始加熱,轉入正常運行。
2#系統:與1#系統一樣,冷態運行12-24h后開始加熱,轉入正常運行。
4.2正常運行
1#系統:每天補加藥劑0.3g。
5.分析與討論
5.1 pH
循環水經濃縮后,1#系統的pH值基本維持在8.3-9.1之間,2#系統的pH值基本維持在8.4-8.8之間
圖1 pH隨時間變化趨勢
5.2 電導率
由于沒有排污,循環水經濃縮后,二個系統的電導率直線上升,最高分別為2650、2320μs/cm。
圖2電導率隨時間變化趨勢
5.3濃縮倍數
由于沒有排污,二個系統的濃縮倍數直線上升,最高分別為14.1、12.6。
圖3濃縮倍數隨時間變化趨勢
5.4鈣硬度+總堿度
在高壓靜電的作用下,循環水系統中的鈣、鎂離子較早地沉積,鈣硬度+總堿度上升較慢試驗,因投加了一定量的緩蝕分散劑,1#系統的鈣硬度+總堿度相對較高,但基本維持在470 mg/L(以CaCO3計,下同)左右,雖然后期最高達605.91 mg/L,但系統出現了嚴重結垢;2#系統的鈣硬度+總堿度相對較低,第6天時鈣硬+總堿度為389.11 mg/L,雖然后期有所增加,但最高僅為402.50mg/L,系統出現嚴重結垢,說明在高壓靜電的作用下,低濃縮倍數時,循環水中的碳酸鈣微晶因濃度較低可以分散在水中,但是隨著濃縮倍數的不斷出現升高,循環水中的碳酸鈣微晶濃度的也不斷增大,超出了高壓靜電作用的極限,碳酸鈣晶體也就在試管中沉積下來。
圖4鈣硬+總堿度隨時間變化趨勢
5.5濁度
在沒有排污的條件下,第15天抽檢1#系統、2#系統循環水的濁度,分別為1.27、2.53NTU,循環水十分清澈。
5.6化學需氧量CODCr
第15天抽樣檢測1#系統、2#系統的CODCr值,分別為69.0、51.0mg/L。
5.7鐵離子
第15天抽樣檢測1#系統、2#系統的總鐵含量,分別為0.0049、0.119mg/L。
5.8鋅離子
因1#系統藥劑投加量較小,試驗過程中鋅離子一直未檢出。
5.9氯離子
由于沒有排污,循環水中氯離子濃度直線上升,到試驗結束時達到最大值328.16mg/L。
圖5氯離子變化趨勢
5.10溫差變化
1#系統、2#系統從第12天都開始出現下降趨勢,此時二個系統的濃縮倍數分別為10.22、9.33,說明二個系統都出現了較為嚴重的結垢,隨后溫差繼續下降。
圖6試管進出口溫差變化趨勢
5.11異氧菌總數
從表1可以看出,試驗第2天時二個系統的異養菌總數都超標,而到了第13天時均合格,說明高壓靜電對循環水有一定的殺菌作用。
表1 異養菌總數分析結果
抽樣時間 |
異養菌總數標準 |
1#系統 |
2#系統 |
第2天 |
≤1.0×105個/ml |
1.2×106 |
5.5×105 |
第13天 |
≤1.0×105個/ml |
2.1×104 |
1.7×104 |
6. 試驗結果
動模試驗結果如表2:
表2動模試驗結果
項目 |
中石化標準 |
1#系統 |
2#系統 |
|
碳鋼試管
304試管 |
腐蝕速率mm/a |
<0.075 |
0.0522 |
0.1318 |
粘附速率mcm |
≤15.0 |
73.85 |
198.89 |
|
腐蝕速率mm/a |
≤0.005 |
0.0045 |
0.0023 |
|
粘附速率mcm |
≤15.0 |
95.98 |
176.08 |
|
碳鋼試片腐蝕速率mm/a |
<0.075 |
0.2155(進水)0.2196(出水) |
0.1686(進水) 0.3607(出水) |
|
304試片 腐蝕速率mm/a |
≤0.005 |
0.0018(進水)0.0016(出水) |
0.0018(進水) 0.0015(出水) |
7.結論及建議
從動態模擬試驗結果可以看出,2#系統采用的高壓靜電水處理技術對碳鋼材質的緩蝕效果存在一定的問題,在零排污的情況下,系統結垢也較為嚴重;1#系統采用的高壓靜電&化學緩蝕聯用技術對碳鋼材質具有較好的緩蝕效果,但是在零排污的情況下,系統結垢現象仍較為嚴重。
7.1動態模擬試驗結果表明,岳陽綠盾高壓靜電水處理器在對循環水具有較好的殺菌效果和一定的阻垢緩蝕效果,但在零排污的情況下,碳鋼試管的腐蝕速率及粘附速率均超標,不銹鋼試管的粘附速率超標。
7.2 高壓靜電&化學緩蝕聯用技術技術方案,在濃縮倍數不超過8.0時,試管進出口溫差并未下降,說明系統未出現結垢現象,但隨著濃縮倍數的繼續提高,試管進出口溫差出現下降,阻垢問題仍較突出。
7.3 鑒于高壓靜電有較好的殺菌作用,但對碳酸鈣微晶的分散作用有限,取代化學藥劑單獨應用時,建議循環水的濃縮倍數控制在≯6.0。
7.4鑒于高壓靜電&化學緩蝕聯用技術具有更好的阻垢緩蝕性能,而藥劑投加量只有30mg/L,僅為常規水處理劑用量的三分之一,如濃縮倍數控制在≯8.0時,可以較好的控制系統的結垢問題,建議進一步開展動態模擬評價試驗。
巴陵石化公司環保研究所
2018-11-12