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循环水节能技术改造

  来源:设备人 | 发布时间:2019-03-22

  0 引言
 
  某小氮肥企业,通过自主研发,对循环水系统进行改造。该项改造投资较少,效果较好,增加了循环水使用周期,减少污水排放量,减少了供水量,节约了水资源。
 
  1 现循环水运行情况
 
  1.1 把造气循环冷却水、锅炉烟气洗涤水、尿素循环冷却水、甲醇循环冷却水、合成循环冷却水、精馏循环冷却水、脱碳循环水、脱硫循环水、变换循环水采用独立的闭路循环把各路循环排污的水按含有的不同成份单独或集中处理,处理后的水再作为补充水补入循环系统,完成再利用。由于锅炉排污水、变换排污水、热水塔倒淋水、造气蒸汽冷凝液含有杂质及各种盐分较少可将其直接通入2#尿素循环水,这样废水再利用减少了补水的用量,节约能源降低了成本。
 
  1.2 循环水补充水水源
 
  1.2.1 反渗透水含有的盐分、细菌以及有机物很少,采用反渗透水补水可以降低设备的结垢率和减少细菌繁殖。使用的两套反渗透系统,产生的反渗透水一部分用于预除盐处理,减轻了脱盐系统离子交换树脂的负荷和树脂再生剂用量;另一部分反渗透水用于循环水系统的补水,即可降低成本,又可保证补水质量。
 
  1.2.2 用一次水作为补充水,含盐分、细菌、有机物都较高,补水质量较差但费用低。常补一次水会使循环水离子含量猛增,水质变化较快。因此只有在反渗透水不够用或循环水各项离子含量低时,才会补一次水。
 
  1.2.3 终端水是各套循环水的排污水,因此水的质量较差,浊度、盐分含量高以及微生物都较多,是需要经过二次处理的水。经过终端池化学处理,沉降后的水再补入合成甲醇循环水。如果处理不好就补入循环水,将加重循环水水质的恶化,因此要重视终端水水质处理指标。
 
  1.3 结垢、腐蚀、菌藻问题
 
  循环水回水经冷却塔曝气与空气接触,利用水的蒸发散热和接触热使水温降低,而且经过冷排冷却时都会蒸发散失一部分水,使水中含有的盐分增高,加快设备腐蚀和结垢。水蒸发散热过程中会引入空气中的微生物、灰尘、污染气体等,而循环水由于养分的浓缩,水温升高和日光照射,给细菌和藻类的迅速繁殖创造了条件,易形成沉积物附着在传热表面,即生物粘泥或软垢。粘泥附着会引起腐蚀,冷却水流量减少,进而降低冷却效率;严重时会堵死管道,迫使停产清洗。另外循环水中含油会导致微生物快速繁殖、污泥的积蓄甚至设备的堵塞。油附着在设备上,会降低设备换热效果。油也会与污泥结合,造成污泥上浮难以沉淀,加重了清除的困难。
 
  2 处理方案
 
  2.1 补充水的预处理。一次水通过反渗透装置降低水中盐分、细菌以及有机物的含量,补入循环水后,可达到循环水长期运行不会使水质快速恶化,并且可减少补充水的用量和排污量,缺点是成本较高。终端水水质差,要想再利用,必须进行二次处理。通过化学处理方法改善终端池水质。设置缓冲池,用泵把污水打入加药池同时加药,可以保证水流量稳定以及加药量稳定,絮凝效果好。加药后的水流入沉降池,把大颗粒固体沉降下来后流入清水池,准备再补入循环水系统。稳定后的循环水浊度基本保持在30~40NTU,进出口浊度最少能降40NTU,水质有很大的改善。
 
  2.2 循环水处理。由于循环冷却水易使设备发生结垢、腐蚀以及产生菌藻等现象,所以要进行水处理。该企业采用化学处理剂,即用缓蚀阻垢剂、杀菌剂来控制设备的结垢、腐蚀以及菌藻的繁殖。投加分散剂可将粘合在一起的泥团杂质等分散成微粒悬浮于水中,随水流流动而不沉积,从而减少污垢对传热的影响,部分悬浮物还可随排污排出。用杀菌剂后,杀死菌藻使粘泥减少,设备不易被粘泥堵塞,减少了设备清理的次数和降低了清理的难度。缓蚀剂可以在金属表面形成一层保护膜,阻止电化学腐蚀的进行。
 
  2.3 增加旁滤设备。该企业在系统中增设旁滤设备,控制好了旁流量和进、出旁流设备的浊度,就可保持系统长时间运行下的浊度在控制指标内,进出口浊度差在20-50NTU,有效降低系统浊度,减少污垢形成。
 
  2.4 水的分类、分级使用。油水分离,防止含油废水再次污染不含油的废水。集中回收废水中的油,通过油回收装置进行氧化(酸化)沉淀、过滤,达到润滑油标准重新使用,变废为宝,降低成本。污水雨水分离,落到地面的雨水中含有大量的泥沙、粘泥等悬浮物,浊度较高,还可能混有工业废气,溶有O2、CO2、N2细菌等,必须把它与污水分开收集,不能汇入一处,也可避免雨水汇入形成较大的水力负荷。水分级使用,尿素、脱碳循环水水质较好,补水主要采用反渗透水。甲醇、合成水质较差,补水主要采用终端水。
 
  2.5 终端水处理。能否保证循环水污水零排放的顺利实施,终端水的治理是关键。循环水浊度大,含盐高的,针对这种现状采用的方法是多种多样的。
 
  2.5.1 该企业采用化学方法,用絮凝剂快速中和水中胶体颗粒表面的负电荷,又能在离子间起吸附作用,从而产生大颗粒絮凝物析出,再用助凝剂加大絮凝物颗粒,使其沉淀,降低水的浊度。但由于水流速度快絮凝颗粒不易沉淀,所以配以较好的过滤系统去除悬浮物。这种方法易于操作,但其受水量变化影响较大。
 
  2.5.2 如何去除水中盐分,应用较广的方法有三种,即离子交换法、反渗透法和电渗析法。离子交换法需要建立相应软化设施,投资费用高,并且需要定期对离子交换树脂进行再生,消耗大量的酸、碱,运行费用尤其高;反渗透法需要相应除铁设施,投资费用高但运行费用较低;电渗析法对原水的水质要求不高,所需预处理设施简单,投资费用较低,电渗析的耗电量与原水含盐量基本成正比,含盐量在500~4000mg/L,与其他脱盐相比,运行费用最低。采用电渗析法,必须配以精密过滤系统去除悬浮物然后经电渗析除盐,才能较好地降低水中的含盐量,使之达到循环水补水的要求。
 
  2.5.3 一般小型污水处理都设置重力浓缩池,经浓缩后的污泥集中到附近大型污水处理厂或污泥塘处理;除此之外还可用污泥干化床,这种方法适用于气候适宜,冬季不结冰的地区,干化后的污泥用作农肥或填埋;也可把污泥汇于污泥塘内,经长时间静置沉淀后,上清液回流至水处理系统,沉积污泥定期清掘后堆肥或填埋。
 
  3 污水零排放
 
  随着循环经济理念的深入人心,氮肥生产污水零排放项目会越来越多地在氮肥企业中推广,而如何治理好循环水至关重要,只有有效地使用循环水才能使企业在环境保护与经济发展上获得双赢。
 
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