技术领域
[0001] 本
发明属于工业循环冷却
水处理技术领域，具体涉及一种园区循环水系统的清洗预膜方法。
背景技术
[0002] 随着我国工业的高速发展，环境污染问题也越来越严重，循环
冷却水作为工业冷却中的重要介质，它的处理也得到了众多的关注。循环冷却水是指通过换热器交换热量或直接
接触换热方式来交换介质热量并经
冷却塔凉水后，循环使用，以节约水资源。
[0003] 水在循环冷却过程中，由于水分的
蒸发，溶解盐类浓缩，二
氧化
碳的逸出，外界污染物的进入等原因，会产生
结垢、
腐蚀及菌藻繁殖等现象，将影响循环水系统的正常运行，甚至引起生产工艺上的失调。为了使循环冷却水不产生上述现象而采取的水质控制措施，常称作水质稳定。水质稳定的基本方法是在循环冷却水中投加化学
试剂：用缓蚀剂控制腐蚀，用阻垢剂控制结垢，用生剂控制藻类繁殖。此外，还使用
清洗剂、消泡剂、抗
污泥剂等辅助药剂。
[0004] 清洗和预膜称为循环冷却水化学处理的预处理，使正常运行时投加的药剂发挥最佳的效果。清洗的目的是通过药剂的作用，使金属换热器表面保持清洁状态。预膜的目的是通过投加预膜剂，在金属换热器表面形成一层薄而致密的保护膜，起到保护设备，延缓腐蚀的作用。
[0005] 目前循环冷却水系统最常用的阻垢缓蚀剂绝大多数都是传统的磷系配方。适应环保的要求，相关法律法规对污水排放中磷的指标限制越来越严格。磷是一种
生物富养化物质，进入环境
水体可促进菌藻的滋长形成“赤潮”。在循环水体统中采用磷系配方，也为
微生物滋长提供了磷源。因此，开发低磷或无磷的清洗预膜方案更具环保意义。
发明内容
[0006] 发明目的：针对
现有技术的不足，本发明的目的是提供一种园区循环水系统的清洗预膜方法，采用了无磷缓蚀剂与无
硅型消泡剂，在有效的缓蚀阻垢的同时，因含磷量低，可以降低循环水排污造成
水体富营养化的
风险。
[0007] 技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
[0008] 一种园区循环水系统的清洗预膜方法，包括以下步骤：
[0009] 1)初步清洗阶段：降低吸水池的液位，使
循环泵在低液位运行，关闭排污和旁滤装置，投加生物粘泥剥离剂、氧化
杀菌剂和无硅消泡剂，当
浊度无明显上升或不上升时，初步清洗结束，排污置换；
[0010] 2)二次清洗阶段：冲洗整个循环水系统，降低吸水池的液位，使
循环泵在低液位运行，关闭排污和旁滤装置，投加氧化杀菌剂、生物粘泥剥离剂、分散剂、非氧化性杀菌剂和无硅消泡剂，至系统浊度和
铁离子浓度不再增长时，二次清洗结束，排污置换；
[0011] 3)预膜阶段：当排污置换到系统浊度＜10NTU，铁含量＜1mg/L时，进入预膜阶段，依次投加预膜剂、无磷缓蚀剂、酸
碱度调节剂、氧化杀菌剂和分散剂，待上述化学品混合均匀后，在塔池挂入监测用挂片，监测水质，将pH值控制在6.0-7.0，当在阳光下观察到挂片整体表面形成均匀浅蓝色光晕，预膜完成。
[0012] 进一步地，步骤1)中吸水池的低液位在5.0-5.3m。
[0013] 进一步地，步骤1)中使用的化学试剂及其用量如下：所述生物粘泥剥离剂为N73550，添浓度为30-50mg/L；所述氧化杀菌剂为
次氯酸钠，添加后余氯浓度为0.5-1mg/L；所述无硅消泡剂为N71D5PLUS，添加浓度为5-10mg/L。
[0014] 进一步地，步骤2)中使用的化学试剂及其用量如下：所述氧化杀菌剂为次氯酸钠，余氯浓度为0.5-1mg/L；所述生物粘泥剥离剂为N73550，添加浓度为30-50mg/L；所述分散剂为3DT120，添加浓度为20mg/L；所述非氧化性杀菌剂为N90001，添加浓度为100mg/L；所述无硅消泡剂为N71D5PLUS，添加浓度为5-10mg/L。
[0015] 进一步地，步骤3)使用的化学试剂及其用量如下：所述预膜剂为NalprepIV，添加浓度为500mg/L；所述无磷缓蚀剂为N7384和3DT199，其中N7384添加浓度为80mg/L，3DT199添加浓度为20mg/L；所述酸碱度调节剂为98％
硫酸，添加后水中pH为6-7；所述氧化杀菌剂为次氯酸钠，添加后余氯浓度为0.2-0.5mg/L；所述分散剂为3DT120，添加浓度为60mg/L。
[0016] 进一步地，步骤3)中监测水质频次如下：pH值、浊度和余氯的监测频次为1次/2小时；总碱度、
钙硬度的监测频次为1次/4小时；总铁、正磷、Zn的监测频次为1次/6小时；总磷的监测频次为1次/12小时。
[0017] 进一步地，步骤1)中排污置换中的排水指标为COD≤100mg/L、SS≤30mg/L、pH6.0-9.0；
[0018] COD的英文全称为Chemical Oxygen Demand，COD是指化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。
废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强
氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量。在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数。
[0019] SS的英文全称为Suspended Solids，SS是指悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。
[0020] 进一步地，步骤1)中所述排污置换为排除污水、补充干净循环水，其中补充的循环水水质指标为铁≤0.3mg/L、总碱≥100mg/L、总硬度≥100mg/L。
[0021] 进一步地，步骤3)中，每种药剂均一次性投放，各种药剂投入的间隔时间为10～20分钟。
[0022] 进一步地，步骤3)中预膜过程中的控制指标如下：浊度<10mg/L；钙离子＞60mg/L；铁离子＜1.0mg/L；pH：6.0-7.0；
温度：10-20℃；时间：48小时；流速：0.5-3.0m/s。
[0023] 有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种园区循环水系统的清洗预膜方法，采用了无磷缓蚀剂与无硅型消泡剂，在有效减缓污垢产生的同时，因含磷量低，可以降低循环水排污造成水体富营养化的风险。
具体实施方式
[0024] 下面结合具体
实施例进一步说明本发明，但这些实例并不用来限制本发明。以下实施例所使用的试剂如下：
[0025] N73550：是一种非离子性的生物粘泥剥离剂，可有效剥离和分散沉积于冷却水塔填料表面的生物粘泥，起到促进控制和杀灭
生物膜和微生物，并可以有效的防止生物粘泥的再沉积。
[0026] N90001：非氧化性杀菌剂，用于循环水系统中控制细菌和青苔生长的广谱非氧化杀菌剂，细菌和藻类会产生一种易腐蚀和易结垢的环境，能帮助和清洁和松散冷却水中的黏性
沉积物。
[0027] 3DT120:Ca/Fe/SS分散剂，可均一分散难溶于液体的无机或有机颜料的固体颗粒，同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的药剂。
[0028] N71D5PLUS：无硅型消泡剂，能够快速的渗透
泡沫内部，并且迅速扩散。能消除多种顽固性泡沫，在高温的情况下能够稳定消泡。并且不会残留硅斑点。
[0029] NalprepIV：清洗预膜剂，能迅速除去
热交换器设备中油污等有机物和初期的铁锈、钙垢，使金属表面得到清洗并处于活化状态，然后在此表面形成一层均匀防蚀膜。
[0030] N7384：是一种专
门设计用于配合无磷方案应用的
阴极缓蚀剂，可适用于各种严苛的水质环境中，可确保系统在
半衰期长、高浓缩倍数以及其它恶劣条件工况下的正常运行。
[0031] 3DT199：缓蚀剂，以适当的浓度和形式存在于环境(介质)中时，可以防止或减缓材料腐蚀的化学物质或复合物。
[0032] 上述化学试剂均采购自纳尔科。
[0033] 实施例1
[0034] 1初步清洗阶段
[0035] 1)初步清洗步骤
[0036] 降低吸水池的液位(吸水池5.0-5.3m)，使循环泵在低液位运行。确保换热器全部投入运行，且保证换热器的流速不低于1.0米/秒。清洗期间系统禁止开排污，关闭旁滤装置。
[0037] 人工冲击投加N73550，浓度30mg/L，循环1小时使药剂充分混合。
[0038] 再向系统连续投加次氯酸钠，在5-8小时之内将余氯快速提高至0.5-1.0mg/L。
[0039] 保持循环24小时，严禁溢流，监测浊度变化情况。
[0040] 在化学清洗过程中会出现大量的泡沫，可以加入适量无硅消泡剂N71D5PLUS，添加浓度为5mg/L
[0041] 再次投加N73550，浓度30mg/L，保持高流速循环，严禁溢流。
[0042] 每2小时测定循环水中pH、总铁、浊度。
[0043] 运行48小时，加强监测频次当浊度在4～8小时内无明显上升或不上升时，可判断初步清洗结束，系统开始进行快速排污，为清理塔池创造条件。
[0044] 整个初步清洗过程中，所用试剂如表1所示：
[0045] 表1初步清洗试剂
[0046] 药剂 功能 浓度(mg/L) 加药量(kg)N73550 生物剥离，除藻 30-50 2000
次氯酸钠 杀菌 余氯0.5-1mg/L 3000
N71D5PLUS 消泡剂 5-10 60
[0047] 2)排污
[0048] 确定补水
阀已关闭，各种排水设施、管线已就位，排水指标符合要求排水，排水指标为：COD(≤100mg/L)、SS(≤30mg/L)、pH(6.0-9.0)。
[0049] 3)集水池清理
[0050] 当循环水泵运行到安全水位以下时(吸水池液位<2.5m)，停循环水泵，此时
回流管线已无水流出，化学清洗的污水全部进入吸水池，此时可以开始对集水池进行清理。
[0051] 4)系统补水
[0052] 检查使各排污阀全部处于关闭状态，全开循环水补水阀和生产水补水阀，联系总调度室开始补充循环水，补充的循环水水质指标为：铁(≤0.3mg/L)、总碱(≥100mg/L)、总硬度(≥100mg/L)。
[0053] 2再次清洗阶段
[0054] 停车期间换热器系统及管线中会有铁锈生成，再次清洗除去系统中的浮锈，为预膜创造良好的金属表面，并将腐蚀控制在可接受的范围内。
[0055] 1)水冲洗
[0056] 向循环水系统水池及管网充水，运行尽可能多的循环水泵，冲洗整个循环水系统，运行中保证流速＞1.0m/s，达到1.5m/s左右更好。
[0057] 冲洗时间为12-24小时。水冲洗期间，对循环水各分系统进行仔细检修，发现
泄漏点应立即报告，进行堵漏处理。
[0058] 采用大排大补(阀门调至最大)方式快速将循环水浊度降低至20NTU以下，进入污垢清洗阶段。
[0059] 2)清洗步骤
[0060] 降低水池的液位(吸水池5.0-5.3m)，使循环泵在低液位运行。确保换热器都投入运行，且保证换热器的流速不低于1.0米/秒。清洗期间系统禁止开排污。
[0061] 向系统连续投加次氯酸钠，在5-8小时之内将余氯快速提高到0.2-0.5mg/L。
[0062] 人工冲击投加生物杀菌剥离剂N73550，调节pH范围在5.5-6.5，投加时间控制在1个小时以内。
[0063] 间隔10分钟，继续投加3DT120，30分钟后投加N90001。
[0064] 化学清洗过程中要严格控制补水，如果发现系统有泄漏现象，应立即组织查漏，封堵泄漏点。
[0065] 如果在化学清洗过程中出现大量的泡沫，可以适量加入消泡剂N71D5PLUS消泡。
[0066] 清洗运行24-48小时，至系统浊度、铁离子浓度稳定在4小时不再增长时，确定化学清洗结束。
[0067] 整个再次清洗过程中，所用试剂如表2所示：
[0068] 表2再次清洗试剂
[0069]
[0070] 3)排污置换
[0071] 清洗结束，开始置换。把所有补水阀门和排污阀门开至最大，对系统管路进行快速冲洗、排污置换，当排污置换到系统浊度＜10NTU，铁含量＜1mg/L时，认为置换合格，进入系统预膜阶段。水质检验指标：浊度<10NTU，总铁<1mg/L。
[0072] 3预膜阶段
[0073] 热态预膜是系统有热负荷时的预膜过程，预膜时间约为48-72小时。方案如下：
[0074] 1)预膜阶段操作步骤
[0075] 降低塔池的液位，使循环泵在低液位(吸水池5.0-5.3m)运行，以保持较高的药剂浓度。
[0076] 根据现场循环水水质，调整系统循环水碱度和钙硬＞100mg/L，同时调整pH值到7.5-8，目的是加完药剂后便于尽快调到系统要求的pH。
[0077] 然后按顺序依次投加400mg/L的NalprepIV，80mg/L的N7384，及
铜缓蚀剂3DT199，每种药剂均一次性投加完毕，每种药剂加入的间隔时间为10～20分钟。待化学品混合均匀后在塔池挂入监测用的碳
钢挂片。监测换热器全部参加预膜。
[0078] 预膜过程中加98％硫酸调节系统pH值控制在6.0～7.0，第二天向系统连续投加次氯酸钠，使系统余氯浓度达到0.2-0.5mg/L，然后维持系统余氯浓度。间隔四小时后向系统投加60mg/L的3DT120。
[0079] 预膜过程中及时调整pH，监测水质，包括总磷、Fe、pH、浊度等。
[0080] 预膜结束后根据装置热负荷和水中正磷浓度情况确定是否进行置换。后转入低浓度的日常处理，对保护膜起维护和修补作用。
[0081] 整个预膜阶段，所用试剂如表3所示：
[0082] 表3预膜试剂
[0083]
[0084] 2)预膜结果的判断
[0085] 预膜结果检验：
[0086] 在阳光下观察到挂片整体表面已形成均匀浅蓝色光晕，表明预膜已完成。
[0087] 用5％CuSO4溶液对预膜挂片进行成膜检验，要求从5％CuSO4溶液滴下后到开始变色时间应不小于10秒。
[0088] 3)预膜控制条件及监测水质频次如表4、表5所示
[0089] 表4预膜控制条件
[0090]
[0091]
[0092] 表5监测水质频次表
[0093]序号 项目 分析频次 序号 项目 分析频次
1 pH 1次/2小时 6 总铁 1次/6小时
2 浊度 1次/2小时 7 总磷 1次/12小时
3 总碱度 1次/4小时 8 正磷 1次/6小时
4 钙硬度 1次/4小时 9 Zn 1次/6小时
5 余氯 1次/2小时
