王 闊
(陜西省延長石油油田氣化工科技公司,陜西 延安 717100)
石化企業(yè)在生產(chǎn)過程中對循環(huán)用水的需求量較大,同時也影響著企業(yè)的穩(wěn)定運行,為了保障循環(huán)水能夠全面發(fā)揮作用,就需要結(jié)合循環(huán)水處理技術(shù)以及循環(huán)水藥劑來保障水質(zhì),避免在循環(huán)水應(yīng)用過程中,導(dǎo)致管道出現(xiàn)腐蝕與結(jié)垢等問題。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運行質(zhì)量,影響著后續(xù)生產(chǎn)的穩(wěn)定性與設(shè)備的安全性,而循環(huán)水系統(tǒng)占據(jù)石化企業(yè)較高的用水比例,這也就意味著水資源浪費問題時有發(fā)生。作為國內(nèi)的龍頭企業(yè),石化企業(yè)更應(yīng)該意識到節(jié)水減排的重要性,積極承擔(dān)相關(guān)責(zé)任,優(yōu)化循環(huán)水處理技術(shù),合理使用藥劑,保證最終的節(jié)水效果。
我國水資源危機形勢十分嚴(yán)峻,年缺水量高達(dá)3.0×1010~4.0×1010m3,工業(yè)部門缺水量則高達(dá)6.0×109m3?,F(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展意味著工業(yè)用水需求只增不減,從全國用水量占比來看,工業(yè)用水占據(jù)20%,高達(dá)1.1×1011m3,可見,節(jié)約工業(yè)生產(chǎn)資源是當(dāng)前的主要問題,也是政府及各個部門提出的重要工作內(nèi)容。石化企業(yè)應(yīng)當(dāng)在政策的號召下,積極開發(fā)新型節(jié)水技術(shù),加大節(jié)水技術(shù)的創(chuàng)新力度,使節(jié)水水平能夠得到有效提高[1]。近年來,國內(nèi)的節(jié)水技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展,并形成了諸多新工藝、新技術(shù),使節(jié)水效果得到了顯著提高。比如,天津化工研究設(shè)計院研究了高濃縮倍率的水處理化學(xué)品自動監(jiān)控技術(shù),使水的重復(fù)利用率得到有效提高,降低了污染量,使循環(huán)水的利用得到了有效解決。天津石化公司乙烯廠將此項技術(shù)應(yīng)用到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)裝置中,不僅能夠在線與遠(yuǎn)程監(jiān)控冷卻水中阻垢分散劑量、電導(dǎo)率等,在幾年的穩(wěn)定運行下,各項指標(biāo)也得到了有效控制,且達(dá)到了石化行業(yè)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn),與國際先進(jìn)水平相近,比如碳鋼腐蝕率<0.03 mm/a、總硬+總堿達(dá)到1 600 mg/L、污垢黏附速率<10 mcm。當(dāng)前此套技術(shù)已經(jīng)運用到多個公司中,在超過50套工業(yè)裝置中得到了有效應(yīng)用,達(dá)到了節(jié)水的目的,年節(jié)水量超過3.0×107m3,有效減少了污水的排放,實現(xiàn)了對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。
采用循環(huán)冷卻水處理的主要目的是解決水中生物污垢等問題,此項技術(shù)主要是針對水質(zhì)以及工況情況,將緩蝕劑、分散劑等組成配方,使循環(huán)水處理方案更加合理、高效,并相應(yīng)制定了工藝控制條件,完善清洗與預(yù)膜方案??梢?,冷卻水處理技術(shù)的關(guān)鍵要點在于對緩蝕劑、阻垢劑等藥劑的應(yīng)用,并合成配方,選擇恰當(dāng)?shù)目刂茥l件,實現(xiàn)對循環(huán)水的有效處理。在應(yīng)用循環(huán)水處理技術(shù)時,由于循環(huán)水系統(tǒng)中懸浮物以及有機物數(shù)量的增加,導(dǎo)致系統(tǒng)水質(zhì)的危害因素數(shù)量增加,出現(xiàn)水質(zhì)腐蝕以及微生物危害等問題,嚴(yán)重影響了水處理效果,因此循環(huán)水系統(tǒng)始終處于亞穩(wěn)定狀態(tài)。如果不能合理利用高濃縮倍數(shù)以及水處理配套技術(shù),就會直接影響水處理效果,不利于生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運行。
當(dāng)前國內(nèi)石化企業(yè)的循環(huán)水系統(tǒng)一般由藥劑廠家全承包,完成對循環(huán)水的處理。全承包模式主要是將循環(huán)水處理的相關(guān)費用支付給藥劑提供商,而提供商則負(fù)責(zé)每日對循環(huán)水進(jìn)行加藥處理,石化企業(yè)則負(fù)責(zé)對循環(huán)水的控制,每月監(jiān)控水質(zhì)的相關(guān)指標(biāo),了解循環(huán)水處理液的最終效果。此種模式不僅能夠有效減輕石化企業(yè)的生產(chǎn)壓力與責(zé)任,同時也能夠控制循環(huán)水操作人員的數(shù)量,降低技術(shù)人員與分析人員的工作壓力[2]。當(dāng)然企業(yè)在采取全承包模式時,也要提出自己的要求,控制好處理成本;例如,遼陽石化循環(huán)水處理采取全承包模式,每噸水處理涉及到的成本大致在0.016元。
在循環(huán)水處理過程中,需要考慮水體污染等問題。調(diào)查發(fā)現(xiàn):在循環(huán)水處理時,存在介質(zhì)泄露的情況,極易引發(fā)水體污染,雖然石化企業(yè)對水資源的需求只增不減,但在循環(huán)水處理過程中卻沒有做好相應(yīng)處理,導(dǎo)致水體污染問題的發(fā)生,嚴(yán)重影響了循環(huán)水的質(zhì)量。因此石化企業(yè)要加強對水體污染處理的重視程度,了解循環(huán)系統(tǒng)的各項參數(shù),合理設(shè)置濃縮倍數(shù)與熱負(fù)荷,避免水體中微生物的快速增長而影響水體質(zhì)量。水體質(zhì)量一旦下降,將難以滿足化工企業(yè)的生產(chǎn)需求,同時也會對周圍生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。
在石化企業(yè)進(jìn)行循環(huán)水處理時,濾網(wǎng)面臨阻塞問題,如果濾網(wǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重阻塞,就會影響后期生產(chǎn)運營工作的開展。為了提高循環(huán)水的處理效果,就應(yīng)當(dāng)采取其他方式,處理濾網(wǎng)過濾問題,比如通過安裝旁濾裝置,起到凈化水資源的效果,但也要注意不可讓其承受過長時間的水壓,反之則會直接影響裝置的運行,也會影響后期循環(huán)水處理工作的開展。
為了提高循環(huán)水的處理效果,應(yīng)加強對水體質(zhì)量的檢測,只有采取科學(xué)合理的測試方法,才能夠保證循環(huán)水處理的質(zhì)量,同時也能夠發(fā)現(xiàn)循環(huán)水處理中的各項問題,從而提高水資源處理效果,保障后期工作的穩(wěn)定開展,并提高運行效率。因此,石化企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身的發(fā)展情況以及行業(yè)的需求,加強對水體質(zhì)量的檢測,并積極引進(jìn)專業(yè)技術(shù)人才,保障檢測的精準(zhǔn)性[3]。比如企業(yè)可以與高校合作,培養(yǎng)專業(yè)型人才,為高校學(xué)生提供就業(yè)崗位,實現(xiàn)共同進(jìn)步。此外,也要加強水體的監(jiān)督工作,確保水體檢測工作的穩(wěn)步開展,并結(jié)合最終數(shù)據(jù)制定報告,上報給上級部門。
循環(huán)水處理工作中需要用到配套管與換熱器,并采取恰當(dāng)?shù)那逑醇夹g(shù),保障設(shè)備的穩(wěn)定運行?;瘜W(xué)處理能夠提高清洗效果,實現(xiàn)對雜質(zhì)的全面清理。比如檸檬酸以及分散劑的應(yīng)用,能夠保障清洗效果,避免出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕問題,從而保障循環(huán)水處理效果。
循環(huán)水處理工作的專業(yè)性較強,對系統(tǒng)管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化,能夠有效提高循環(huán)水處理工作。另外,要綜合設(shè)計循環(huán)水閉式運行系統(tǒng),做好充分的調(diào)查工作,了解生產(chǎn)要求以及管道壓力,以保障系統(tǒng)設(shè)計的合理性,優(yōu)化系統(tǒng)管網(wǎng)。同時可采取串聯(lián)的方式,提高管網(wǎng)的運行效果,使循環(huán)水的處理水平也隨之提升。
循環(huán)水處理質(zhì)量會受到水體濃縮倍數(shù)的影響,如果能夠恰當(dāng)?shù)乜刂扑w濃縮倍數(shù),可有效提高循環(huán)水處理指標(biāo)。因此,在循環(huán)水處理過程中,可在循環(huán)水中合理使用緩蝕劑,通過合理配比,避免腐蝕情況的發(fā)生。而在控制水體生物時,可選擇氧化殺菌劑達(dá)到對水體生物全面處理的目標(biāo),控制其生長、繁殖,有效降低水體微生物對水體的污染。在開展循環(huán)水處理工作時,需要考慮到水體冷卻設(shè)備的使用狀態(tài),如果設(shè)備老化則會造成水資源消耗量加大,引發(fā)嚴(yán)重的浪費問題[4]。因此要充分重視水體冷卻裝置的使用,及時更新與維修,加強對每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理。
在運行循環(huán)裝置的過程中,水中的鈣離子、氯離子、鐵銹以及細(xì)菌會導(dǎo)致腐蝕與結(jié)垢現(xiàn)象,而微生物繁殖也會對腐蝕產(chǎn)生影響,比如,微生物粘泥會導(dǎo)致垢的腐蝕,而腐蝕物又會與其他物質(zhì)形成污垢,無法保障生產(chǎn)裝置的正常運行。應(yīng)用緩釋劑以及阻垢劑能夠為循環(huán)水管形成一道防腐膜,此膜的通透性較低,可有效控制磷酸鹽等物質(zhì)對金屬的腐蝕。將緩蝕劑OP8492應(yīng)用到結(jié)垢預(yù)防中,能夠?qū)崿F(xiàn)對難溶物質(zhì)起到良好的防聚合作用,在使用緩蝕劑與阻垢劑后,循環(huán)水中的腐蝕與污垢明顯減少,實現(xiàn)了對循環(huán)水的有效使用。
殺菌劑包括非氧化性殺菌劑以及氧化性殺菌劑,其中生物分散劑雖然沒有殺菌活性,但能夠作為輔助藥劑,使殺菌效果明顯提升,比如在殺菌劑使用環(huán)境受限制的時候,可選擇使用生物分散劑。非氧化性殺菌劑屬于復(fù)配殺生劑,專門應(yīng)用于工業(yè)水處理中,主要應(yīng)用于封閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中。此殺菌劑能夠達(dá)到控制微生物的良好效果,包括酵母菌、厭氧菌、好氧菌等多個微生物種群。如果在冷卻系統(tǒng)中,換熱設(shè)備出現(xiàn)生物污垢,則會使換熱效率明顯降低,導(dǎo)致停工,而維修需要花費大量時間,造成生產(chǎn)效率的降低。非氧化性殺菌劑的藥物效果良好,不僅能夠有效抑制抗藥性微生物的數(shù)量,同時也能夠維持產(chǎn)品的有效性。在使用非氧化性殺菌劑時,共同使用氯、溴等鹵素殺生劑,能夠有效增強殺菌效果,尤其是在發(fā)生有機物泄漏時,更能夠彰顯出抑制微生物生長的效果[5-6],而且非氧化性殺菌劑危害性小,不含有金屬穩(wěn)定劑,與當(dāng)前的環(huán)保需求相符。氧化性殺菌劑屬于新型殺菌劑,是新一代的含溴液體殺生劑,在不同的pH值情況下,都能夠?qū)Ξ愌蹙鸬搅己玫臍⒕Ч?,而且對有機磷的分解率小,對緩蝕劑與阻垢劑的影響小,因而能夠達(dá)到防腐的要求。
次氯酸鈉主要用于對循環(huán)水中余氯含量的有效控制,與殺菌劑共同使用,能夠有效提高其殺菌效果,同時也可作為氧化性殺菌劑,與其他藥劑共同使用。濃硫酸的使用也較為常見,其主要應(yīng)用目的在于實現(xiàn)對循環(huán)水pH值的有效控制。由于循環(huán)水中添加的藥劑為堿性藥劑,如果長時間使用會導(dǎo)致循環(huán)水的堿性增強,無法充分發(fā)揮出阻垢劑等多項藥劑的效果,加入濃硫酸后,可對水質(zhì)起到有效地調(diào)節(jié),并保障了緩蝕劑與阻垢劑的效果。
在選擇殺菌藥劑時,主要是利用液氯的處理功能,但由于水質(zhì)會影響液氯的殺菌能力,在應(yīng)用過程中很容易形成氯離子,使水體遭到破壞,導(dǎo)致水質(zhì)惡化,易發(fā)生腐蝕等情況。在選擇加入循環(huán)水藥劑時,可采用連續(xù)投加法,并利用加藥裝置投入緩釋阻垢劑。在循環(huán)水流動過程中,藥劑的濃度也會隨之降低,因而水處理效果難以得到保障。
為了使循環(huán)水的水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),可將189C作為主要藥劑,并詳細(xì)觀察水質(zhì)的變化情況。在觀察期間,為了保證效果,可以控制好循環(huán)水的濃縮倍數(shù),在3±0.3之間最佳;同時也要控制好pH值,在8±0.2之間最佳,在投放藥劑時速度控制在70 mg/L。為了有效控制與管理生產(chǎn)工藝,可進(jìn)行水與藥劑的補充,并觀察循環(huán)水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
采取連續(xù)加入氧化性殺菌劑固體氯能夠起到殺菌的效果,同時也可以使用B250殺菌劑進(jìn)行交替殺菌,但在殺菌過程中,部分細(xì)菌會產(chǎn)生抗藥性,為了避免此種情況的發(fā)生,應(yīng)隔周使用不同的殺菌劑。具體投入方式為:單周使用0.125 t殺菌劑固體氯,雙周使用B250非氧化性殺菌劑0.1 t,每月可使用粘泥剝離劑739一次,避免生物粘泥沉積在管道壁上。
通過添加藥劑對循環(huán)冷卻水進(jìn)行處理,經(jīng)過一段時間后,藥劑能夠在循環(huán)水內(nèi)流通,這時需要按照《實驗室緩釋評定實驗法旋轉(zhuǎn)掛片失重法》取水,綜合研究與分析循環(huán)水的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn),并判斷藥劑的實際使用效果,為后續(xù)藥劑的使用提供有效的數(shù)據(jù)支持[7-8]。
為了降低現(xiàn)場環(huán)境對藥劑使用的影響,應(yīng)加強現(xiàn)場管理[9-10]。首先,在中和循環(huán)水pH值時可加入液堿,避免酸度過高對管道造成腐蝕,pH值應(yīng)在7.0以上,并定期測量循環(huán)水的pH值,監(jiān)測循環(huán)水的氯根與堿度。其次,在加入循環(huán)水藥劑時,可選擇連續(xù)投加的方式,控制好鋅離子濃度,最佳為2~3 mg/L。最后,要加強對旁濾系統(tǒng)的管理,選用不銹鋼掛片箱材質(zhì),保障污水的合理排放,降低污垢與腐蝕情況的發(fā)生。
綜上所述,循環(huán)水處理技術(shù)與藥劑的使用能夠有效提高循環(huán)水質(zhì),對于石化企業(yè)具有重要意義。為了保障循環(huán)水質(zhì)能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),就需要對藥劑進(jìn)行合理使用,同時也要控制現(xiàn)場環(huán)境,合理選擇投藥方式,以最大限度地保障處理效果到。在加入循環(huán)水藥劑后,也需要跟蹤加入藥劑后的水質(zhì)變化情況,根據(jù)測定結(jié)果進(jìn)行綜合評定,并合理選擇藥劑,使循環(huán)水質(zhì)能夠得到有效提升。而在應(yīng)用循環(huán)水處理技術(shù)時,也需要綜合考慮各項影響因素,發(fā)揮出循環(huán)水處理技術(shù)的作用。