水處理藥劑在工業(yè)循環(huán)水中的應(yīng)用

摘要：在工業(yè)產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的今天，工業(yè)生產(chǎn)過程中持續(xù)消耗大量的水資源。為了減少水資源的浪費，提高對水資源的利用率，進行工業(yè)水的循環(huán)使用十分有必要，這樣的利用方式能夠有效減少工業(yè)廢水的排出量，減輕對資源和環(huán)境的壓力，達到節(jié)能降耗的目的。工業(yè)水在循環(huán)利用過程中需要使用一定的處理藥劑，降低其對設(shè)備的腐蝕，降低管道內(nèi)部的結(jié)垢程度，提高機組設(shè)備的使用壽命。本文從工業(yè)循環(huán)水中常見的水處理藥劑入手，分析并探討這些水處理藥劑在工業(yè)循環(huán)水中的具體應(yīng)用方式，為推動我國工業(yè)水循環(huán)利用水平進一步提升提供一些思路。

關(guān)鍵詞：工業(yè)循環(huán)水;水處理藥劑

1.工業(yè)循環(huán)水處理藥劑概述

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，工業(yè)循環(huán)水的主要作用是冷卻和換熱，是工業(yè)生產(chǎn)中比較重要的環(huán)節(jié)，關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的工作效率，也關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和安全。工業(yè)循環(huán)水處理藥劑的應(yīng)用是一種化學(xué)類的處理方法，應(yīng)用藥劑對水體中物質(zhì)的作用來達到緩蝕、阻止水垢生成、殺菌等目的。與之相對的則是膜處理法和陰極保護法等物理類處理方法。處理藥劑的處理對象主要是循環(huán)水中的陰陽離子、懸浮物、灰塵、可溶解氣體等，它們是形成腐蝕、水垢、微生物菌群繁殖的主要源于。目前，應(yīng)用在工業(yè)循環(huán)水處理中的處理藥劑大致可分為緩蝕阻垢劑、殺菌劑兩大類，其中緩蝕阻垢劑是傳統(tǒng)緩蝕劑與阻垢劑的復(fù)配產(chǎn)物，分為無機、有機兩種，殺菌劑則按照殺菌方式分為氧化型和非氧化型兩種。

2.水處理藥劑在工業(yè)循環(huán)水中的應(yīng)用

2.1 緩蝕阻垢劑的應(yīng)用

緩蝕阻垢劑是一種復(fù)配藥劑，兼有抑制腐蝕和水垢的雙重作用。無機緩蝕劑起步比較早，但隨著綠色化學(xué)概念的發(fā)展其中部分成分被限制使用或替換。早期的鉻酸鹽、亞硝酸鹽、硅酸鹽、聚磷酸鹽等成分都是能夠在進水表面生成氧化膜來延緩腐蝕的藥劑，但其中的部分成分已經(jīng)被限制使用，鉬酸鹽、鎢酸鹽近期成為新開發(fā)應(yīng)用的無機緩蝕劑被應(yīng)用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，以代替鉻酸鹽等毒性更高的成分。以A省某工廠的循環(huán)冷卻系統(tǒng)為例，該循環(huán)系統(tǒng)使用的凝汽器管材質(zhì)為不銹鋼，管道材質(zhì)為碳鋼，循環(huán)水的結(jié)垢趨勢較為明顯，且隨著不斷循環(huán)使用、濃縮倍數(shù)提高，結(jié)垢更加明顯。為了保證循環(huán)冷卻系統(tǒng)的正常使用，需要控制濃縮倍數(shù)在3～4之間，Ca離子濃度小于500mg/L，水體堿度同樣小于500mg/L。系統(tǒng)所使用的是緩蝕阻垢劑HZ80BZN，能夠有效阻止碳酸鈣水垢的形成，抑制對不銹鋼、碳鋼材料的腐蝕，藥劑使用后在連續(xù)6個月的運行中可以看出總鐵含量有明顯下降，說明腐蝕情況被有效控制，且濃縮倍數(shù)穩(wěn)定在3～4之間，節(jié)水效果比較明顯。有機緩蝕阻垢劑是一種近年來發(fā)展起來且發(fā)展速度較快的水處理藥劑，多使用有機胺作為原材料，比如芳香胺、一元胺、二元胺等。有機緩釋阻垢劑能夠成為很多無機重金屬成分組成的緩蝕阻垢劑的替代品，但卻會帶來新的問題，即水體富營養(yǎng)化、不可生物降解等。目前，比較受重視的環(huán)境友好型有機緩蝕阻垢劑是聚天冬氨酸，這是一種從生物代謝角度合成的生物高分子物質(zhì)，可自自然界提取、合成過程環(huán)保、可生物降解，緩釋阻垢效果比較優(yōu)秀。

2.2 殺菌劑

殺菌劑是用于殺滅水體中細菌、藻類、真菌等微生物的藥劑，不僅能夠降低水體中雜菌的含量，還能夠促進水體中有機物的分解、緩解腐蝕和結(jié)垢現(xiàn)象。微生物一直是工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中的大問題，微生物形成的生物粘泥長期存在會不斷產(chǎn)生懸浮物，嚴(yán)重影響循環(huán)水系統(tǒng)的運行，還會對管材形成腐蝕。殺菌劑的要求是不會對循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕影響，不受酸堿度限制，能夠長期或有效抑制微生物滋生，無毒無害安全程度高。殺菌劑通?？煞譃閮煞N，一種是氧化型，一種是非氧化型。氧化型殺菌劑主要成分為為氯鹽、溴鹽、臭氧藥劑，例如二氧化氯、三氯異氰尿酸鈉鹽、次溴酸鹽、溴氯烷基海因等。非氧化型殺菌劑的主要成分是長鏈碳化物，比如季銨鹽類、有機胺類、氯酚類、有機硫類、異噻唑啉酮等，其中氯酚類殺菌劑的殺菌效果好但毒性較大，有機硫類藥劑對硫酸還原菌有針對性作用，異噻唑啉酮的殺菌范圍比較廣。殺菌劑的投放通常采用連續(xù)投加或間歇投加兩種方式，需要根據(jù)水體中微生物的總量和變化規(guī)律進行選擇，通常連續(xù)投加適用于微生物含量較高的水體，而間歇投加適用于微生物含量較低的水體。在連續(xù)投加時，需要先進行高濃度投放，以最快速度實現(xiàn)對大部分細菌、藻類等微生物的殺滅，待水體經(jīng)過檢驗微生物濃度控制在較低范圍內(nèi)時，降低投加濃度可以實現(xiàn)節(jié)約成本、提高安全性、有效抑制微生物滋生的目的。在間歇投加時，每次投入的藥劑濃度都需要維持在較高程度，爭取每次投加都能夠殺滅絕大部分微生物，且能夠?qū)罄m(xù)微生物的滋生形成較有效的抑制效果。為了減少細菌、藻類等微生物產(chǎn)生抗藥性，可采用不同殺菌劑形成的復(fù)配藥劑，或采用兩種及其以上的藥劑交替使用，提高殺菌能力，減少殺菌成本。

2.3 生物藥劑

生物藥劑與緩蝕阻垢劑、殺菌劑的原理、成分都有所不同，生物藥劑是一種純生物制劑，原理是利用生物菌群及其產(chǎn)生的酶來實現(xiàn)對雜菌的抑制，對有機物的分解，對腐蝕、水垢形成速度的緩解。生物藥機通常需要經(jīng)過人工篩分、菌種培養(yǎng)、菌種馴化等環(huán)節(jié)，才能得到能夠穩(wěn)定處理循環(huán)水問題的高效藥劑。生物藥劑具有將雜菌、藻類、有機物、氨氮等徹底分解成有機酸、乙醇、二氧化碳、含硫氨基酸的特點，能夠有效破壞水體中適合微生物生長的環(huán)境，能夠消耗水體中的溶解氧，能夠改變氧化還原電位，從而減少生物粘泥附著的可能性。以C省甲醇生產(chǎn)廠為例，該廠循環(huán)冷卻系統(tǒng)為間冷開式，為各類換熱器提供冷卻源。該廠選擇使用生物藥劑作為緩蝕、阻垢、殺菌的主要手段，在循環(huán)水池中投加生物填料隔箱，為生物菌群提供附著環(huán)境;用甲醇汽提廢水來為生物菌群提供生長繁殖所需的生物碳源，一方面為生物菌群提供營養(yǎng)，提高后續(xù)生物藥劑的處理效果，另一方面還能夠減少廠內(nèi)廢水量，實現(xiàn)廢棄物的再利用;通過加酸裝置調(diào)節(jié)水體酸堿度，使其停留在適合生物菌群活躍也符合工業(yè)循環(huán)水要求的位置;生物菌群對循環(huán)水的處理效果可通過監(jiān)測得知，冷卻系統(tǒng)集水池、吸水池、換熱站等位置都需要安裝可用于監(jiān)測腐蝕變化的不銹鋼、碳鋼掛片。工廠選擇使用生物藥劑就要進行氯氣等會對生物菌群生長繁殖形成影響的藥劑進行停用，避免對生物菌群也形成殺滅，浪費工廠成本也影響生物藥劑的作用發(fā)揮。

結(jié)束語：傳統(tǒng)的緩蝕阻垢劑、殺菌劑都存在一些弊端，或是對環(huán)境不友好，或是毒性大操作安全程度低，因此，水處理藥劑在工業(yè)循環(huán)水中的應(yīng)用主要朝著綠色環(huán)保、安全等方面發(fā)展。生物藥劑處理效果優(yōu)秀，節(jié)約工廠在循環(huán)系統(tǒng)材料、循環(huán)水補充等方面的成本支出，降低氯氣等循環(huán)水處理方式的安全隱患，改善工作人員的工作環(huán)境，是有潛力的水處理藥劑發(fā)展方向之一。

參考文獻：

[1]李穎琴. 分析工業(yè)循環(huán)水處理中生物藥劑的運用[J]. 珠江水運，2017（08）：79-80.

[2]朱紅進. 工業(yè)循環(huán)水處理藥劑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 化工設(shè)計通訊，2017，43（10）：209+232.

[3]井云環(huán). 生物藥劑在工業(yè)循環(huán)水處理中的應(yīng)用[J]. 當(dāng)代化工，2016，45（07）：1441-1445.

作者簡介：屈云龍（1988年7月24日）性別：男?民族：漢，籍貫：江蘇豐縣，職務(wù)/職稱：值長，助理工程師，學(xué)歷：大專，單位：青海鹽湖元品化工有限責(zé)任公司，郵編：816099

研究方向：水處理藥劑在工業(yè)循環(huán)水中的應(yīng)用

青海鹽湖元品化工有限責(zé)任公司 江蘇豐縣