关于循环水盐度分析的报告

SUMMARY：

摘要(SUMMARY):

随着己内酰胺二条线项目的建立，废水处理量将上升到366m3/h，但环保部门允许排入长江的水量仅为98 m3/h，因此剩下的268 m3/h的废水必须经过处理后回用，设计作为循环水的补水。因MBR出水盐度、对系统有害的离子浓度等较高、并且生化出水存在波动性，下面将分别分析MBR出水直接作为循环水补水、RO出水作为循环水补水的可行性，并结合分析数据给出如下建议：

1、循环水补水不能全部使用MBR出水，其中各种对系统有害的离子浓度经过4倍浓缩后均超过的上限离子浓度，并且生化出水存在一定的波动性，对循环水系统干扰较大。

2、循环水补水同样不能全部使用RO出水，因为碱度和硬度过低，经过浓缩后无法形成CaCO3保护膜来遏制腐蚀。

3、生化进水pH调节建议使用NaOH来调节pH,这样减少CO32-的浓度，避免碱度过高发生沉积或者增加反渗透的运行成本。

4、循环水补水建议使用MBR出水、RO出水、清江水的混合水，这样能避免补水的碱度和硬度过低以及过高的反渗透运行成本。

分析（Date analysis）

一、水质分析

下表将对目前生化装置出水、反渗透出水、清江水以及国标中中水的离子浓度进行对分析比：

表一、离子浓度分析

1、氯离子

氯离子具有极高的极性，能促进腐蚀反应，又有很强的穿透性，容易穿透金属表面的保护膜，造成缝隙和孔蚀等局部腐蚀。特别是对奥氏不锈钢造成的应力腐蚀开裂危害很大，可以使换热器在短期内泄漏报废。一般认为，在使用碳钢水冷器的循环水系统中，应控制Cl-<1000mg/l；使用不锈钢换热器较多的系统应控制低于300mg/l。目前MBR出水的氯离子浓度设计值在80mg/l，考虑到循环水浓缩倍数为4以及循环水系统通过加氯杀菌因此增加约10~30mg/l的情况下，若采用MBR出水直接作为循环水补水，系统的氯离子浓度将达到350mg/l，对于不锈钢换热器存在一定的风险。

2、硅酸

硅酸在水中的溶解度随着pH值的升高而增加，pH值<9时，饱和度为2mmol/l（以SiO2计约120mg/l），过量的硅酸则形成胶状硅或者称为悬浮硅。硅酸在循环水中具有缓蚀作用，但容易和氢氧化镁生成黏性大、颗粒小的硅酸镁粘泥，所以一般要求循环水中低于175mg/l，同时Mg2+*SiO2<15000，MBR出水的SiO2浓度达到50mg/l，以4倍浓缩系统浓度将达到200mg/l。 

3、硫酸根离子

硫酸根离子是腐蚀性离子，含量高时，电导率升高，为防止腐蚀，循环水中常跟氯离子浓度一起控制，该控制值与缓蚀阻垢配方有关，近些年有的可以控制两者之和低于1500mg/l即可达到要求。硫酸根还会对水泥构筑物造成侵蚀，当>250mg/l时集水池等构筑物采用抗硫酸盐的硅酸盐水泥。

若补水中硫酸根离子浓度过高，还有生成硫酸钙水垢的可能性，根据工厂目前的负荷，循环水的回水温度超过40℃，硫酸钙将以稳定相的硬石膏的形式存在，并能在较长时间处于过饱和状态。为防止沉积，需控制Ca2+和SO42-离子活性浓度积不超过硫酸钙溶度积，当使用阻垢剂的情况下Ca2+*SO42-<750000。

目前MBR出水SO42-离子浓度达到1000mg/l，浓缩4倍后将达到4000mg/l，加上调节pH引进的硫酸根离子，比较难以控制沉积。

4、碱度

pH在6~9之间的情况下，总碱度的大部分组份为HCO3-，在循环水中起着很重要的作用。受热后易分解为CO32-与Ca2+形成碳酸钙水垢，并且碱度不能控制过高或者过低，过低的则形不成保护膜容易造成金属腐蚀，过高则易形成碳酸钙水垢。当使用无磷配方的情况下，循环水系统的碱度应大于100mg/l，并且<500mg/l，MBR出水的碱度过高原因是通过碳酸钠调节生化进水的pH值，来满足深度除磷的进水要求，建议将来使用NaOH来调节pH。若使用RO出水作为循环水补水碱度过低，并且总硬度也过低，无法形成保护膜。

5、铁和锰

铁和锰一般两者共存，不易分离，故常以总铁含量来代表铁、锰离子总量。水中的总铁量包括胶态铁和亚铁离子两部分。胶态铁为三价铁，通常以氢氧化铁或铁氧化物的水合物呈胶体存在，循环水系统中，会沉积在换热器表面，形成黏着性强，难清除的污垢，并导致垢下局部腐蚀。一般对补水中的总铁含量要求<0.2~0.5mg/l。系统中的总铁控制低于0.5mg/l。控制总铁量除了控制补水，对于改善系统的腐蚀性能同样很重要。

6、总硬度

总硬度主要是指水中的钙镁硬度，由于钙离子是结垢性离子，前面介绍容易与CO32-，SO42-形成碳酸钙，硫酸钙垢。钙离子含量适中时，形成的碳酸钙水垢可以再金属表面形成保护膜，使金属免受腐蚀，但当钙离子浓度过高时，则会形成循环水中危害最大的水垢。为此，循环水中钙离子浓度有个低限和高限的控制指标。若采用无磷配方以及特殊优良的分散剂的情况下，钙离子浓度一般控制在高于150mg/l，低于500mg/l。

在循环水的pH范围内，不易生成氢氧化镁水垢，因而镁离子在循环水系统中不算成垢离子。

7、NH4-N和NO3-N

NH4-N和NO3-N浓度的增加主要体现在氨污染，会给循环水带来如下危害：

1）氨污染增加了氧化性杀菌剂的用量，同时降低了杀菌效率。因为循环水系统的水温在30~45℃之间，亚硝化菌、菌、反硝化菌以及氨化细菌生长旺盛，使氮在系统中发生了转化，氧化性杀菌剂在NH4-N转化成NO3-N的过程中被大量消耗。

2）氨污染促进微生物大量繁殖，并产生大量黏泥。微生物产生的粘泥和腐蚀物附着在设备的表面，降低了冷却水的效果，阻塞换热器的冷却通道，阻止缓蚀剂和阻蚀剂到达金属表面发挥作用，形成浓差腐蚀电池而引起金属设备的腐蚀。

3）氨污染使系统的pH下降。

结论（conclusion）

1、循环水补水不能全部使用MBR出水，其中各种对系统有害的离子浓度经过4倍浓缩后均超过的上限离子浓度，并且生化出水存在一定的波动性，对循环水系统干扰较大。

2、循环水补水同样不能全部使用RO出水，因为碱度和硬度过低，经过浓缩后无法形成CaCO3保护膜来遏制腐蚀。

3、生化进水pH调节建议使用NaOH来调节pH，这样减少CO32-的浓度，避免碱度过高发生沉积或者增加反渗透的运行成本。

4、循环水补水建议使用MBR出水、RO出水、清江水的混合进水，这样能避免补水的碱度和硬度过低以及过高的反渗透运行成本。

  季森娟