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四川省某钢铁科技有限公司烧结厂净循环水水处理方案二零一六年七月一、公司简介四川森禹环保科技有限公司专业致力于环境治理设施和水处理工程设计、施工、安装、承包、调试、运营管理及水处理工程项目、项目咨询评估、环保设备研发等综合性、全过程服务。四川森禹环保科技有限公司主要使用产品有硅磷晶、聚合氯化物、聚合硫酸盐、聚丙烯酰胺、以及系列除藻剂等水处理产品。其中硅磷晶为我公司科研人员通过多年研究、解析国外（主要是加拿大、美国产品）同类产品，共耗时5年之久研发出优于国内同类产品的缓蚀阻垢剂水处理剂。该产品成功应用于国内外多家企业进行降硬处理，效果显著，现已达到年产销1500吨的优异成绩，在国内固态环视阻垢剂中占据30%以上市场份额。本产品属于国内少有的固态足够缓释剂、具有缓释、阻垢、防护等多种功能。硅磷晶的目标群体广泛，热水锅炉、空气能、太阳能、饮用水，工业水处理等领域，特别适合用于工业化大规模用水管道防护。四川森禹环保科技有限公司以诚信为本，奉行“质量第一、顾客至上”的经营宗旨，愿与各界朋友、同仁携手并进，共创环保事业美好明天！公司热诚欢迎国内外同仁光临指导。二、主导产品硅磷晶介绍通过我公司多年以来对水体结垢问题的深入研究，我公司经过无数次实验及数年的研发，发明了一项专门针对水质结垢的产品——硅磷晶。硅磷晶产品是符合饮用水卫生标准的高效水处理剂，同时也是国际卫生组织许可的饮用水水处理剂。是一种经济有效的防止供水系统结、腐蚀的新型高技术水处理剂，也是本企业的主要专利技术之一。阻垢原理硅磷晶溶解在水中的聚磷酸盐能与水中钙镁离子产生络合或獒合反应，抑制碳酸钙、碳酸镁等晶体生长和凝聚，控制了晶核形成的速度，使之不能沉积形成水垢，缓释原理硅磷晶是采用控制释放技术，高温聚合生产的一种玻璃状小球，主要成分为聚磷酸盐。当碳钢与溶有02的水接触时，由于金属表面的不均一性和水的导电性，在碳钢表面会形成许多腐蚀性微电池，微电池的阴极区和阳极区分别产生氧化反应和还原反应，产生的Fe2O3结构疏松，无保护作用。这些反应会使微电池的阴极区的金属不断溶解而被腐蚀。但是加入硅磷晶后，溶解在水中的聚磷酸盐能与铁质水管中的铁反应，生成一种致密的磷酸钙附在管壁形成保护膜，他能隔绝水中溶解氧与铁离子的化学反应，阻止氧对铁的腐蚀，从而达到腐蚀的作用。硅磷晶缓释效果分析1、本实验所用碳钢Q235的主要化学成分及含量如下表所示成分CMnSisp含量0.14-0.220.3-0.65≤0.30≤0.05≤0.0452、本实验用水为自配水，水质条件如下表所示Ca（mg/l）Cl-（mg/l）总碱度（mol/l）总硬度（mg/l）电导率（μs/cm）1503007.65178912（2）硅磷晶在钢质管道中的电化学参数项目浓度（mg/l）阳极Tafel斜率阴极Tafel斜率自腐蚀电位（v）自腐蚀电流（μA/cm2腐蚀率%空白069.7352.1-0.728151.2—硅磷晶5071.3518.2-0.74837.275.4结论：由上表实验结果来看，溶有聚磷酸盐的水样腐蚀速率变得很低，聚磷酸盐与铁质管道中的铁反应，生产一种致密的保护膜，它能隔离水中溶解氧与铁离子的化学反应，阻止了氧化铁的腐蚀，从而达到缓释的作用。优于聚磷酸盐能够跟钙镁离子獒合络合起到解决结垢问题。在冷却水循环系统中使用硅磷晶既阻止水循环系统的腐蚀，也解决了管道内壁结垢的问题，一举两得。综合以上实验结果表明，硅磷晶针对四川省某钢铁科技有限公司烧结厂净循环冷却水系统水质，投加量在20-30ppm，浓度倍数控制在2.5-5倍时，有效率为98.62%，能有效分散水中成垢离子，防止结垢；对碳钢的缓释率在95%以上。产品优势1、与其他水处理方案比较，成本可节约20%-30%；2、使管路畅通，水质清亮，同时提高热交换器、冷凝器的热交换效率。提高了水流量，改善了冷却效果，保证产品工艺、质量，节能10-30%以上，使系统安全高效运行1、避免设备腐蚀，损坏，特别是经缓释预防处理后，使设备使用寿命延长一倍，投入使用以后，可以使冷凝设备系统腐蚀速度下降90%。2、阻止水垢形成，提高热交换效率的同时，减少了电能或燃料的消耗，可以提高浓缩倍数，减少排污量，提高了循环水的利用率，从而减少了生产成本。3、大量节省维修费用和停产损失，使用水未经处理，换热器、冷凝器等换热设备会出现设备管路堵塞、结垢、腐蚀、超压停机，甚至发生故障及报废，使用硅磷晶后既可减少维修费用，又可延长工业设备使用寿命，避免停产损失，为用户创造更好的经济效益。4、无动力消耗，不增加用水系统的阻力，平时无需专人维护，只需根据使用情况定时投放药剂，节约劳动力，无环境污染。5、成本低廉：硅磷晶的投加量约每吨20-50克，设备投产后，药剂的消耗量克从加药罐的视窗观察到。6、卫生安全：硅磷晶是一种可以在饮用水系统安全使用的化学水处理药剂，药剂成分符合FAO/WHO（联合国食品和农业组织/世界卫生组织）的标准，获得国际公认的NSF安全认证三、某钢铁烧结厂循环水冷却系统概况（一）据初步了解，某钢铁烧结净环水系统情况如下：1、概况：该系统主要目的是用于设备间降温，因受环境粉尘，原管锈蚀及除悬和清渣能力缺乏导致循环水中杂质含量较大，所以常对冷却系统造成使用障碍，特别是该厂两套冷却净循环系统都存在无沉淀池的缺陷，所以处理难度较大。2、系统设计参数及加药设施（3）烧结净循环系统水量参数系统名称单位参数循环水量M³/H426补补充水量M³/H10储水量M³280系统材质不锈钢、铜、铸铁A、1、该处理点目前水质状况（现场取样）项目总硬度CaMg酸度碱度磷酸根Ph原水152.12mg/l42.4mg/l10.50mg/l2.5mg/l79.34mg/l0.000094%6.75现有方法处理后220.72mg/l62.11mg/l13.04mg/l0mg/l82.26mg/l0.0004%8.28（二）某钢铁烧厂球团净环水系统情况如下：1、概况：该系统和烧结系统类似，但也存在同一问题。2、系统设计参数及加药设施（1）球团净循环系统水量参数系统名称单位参数循环水量M³/H630.5补偿水量M³/H13.5储水量M³385系统材质不锈钢、铜、铸铁（2）该处理点目前水质状况（现场取样）项目总硬度CaMg酸度碱度磷酸根Ph原水152.12mg/l42.4mg/l10.50mg/l2.5mg/l79.34mg/l0.000094%6.75现有方法处理后150.63mg/l42.40mg/l13.04mg/l5.00mg/l79.34mg/l0.00064%7.71四、循环冷却水系统水质稳定方案（一）烧结净循环水处理方案及预期目标1、加药设备及改造方案（1）本水质处理点设备采用加药罐并入补水管道，在补水管道出口阀门后端处安装硅磷晶加药罐（也可根据使用情况在主管道中安装加药罐），无需动力，人工。使由管道自然流进的水直接进入循环泵进水口。分隔出造一约100立方米的沉淀区。（2）在冷却塔下方进行冷却水收集盘改造，保证冷却水能顺利进入沉淀区中进行静置沉淀。沉淀区根据使用情况不定期进行清淤处理。（3）杀菌灭藻药剂及絮凝剂定时投放到沉淀池中。（4）在浓缩倍数5以内时，硬度维持在150mg/l左右。2、由于循环水的条件较适合菌藻类生长，长期运行时系统容易滋生菌藻及粘泥，菌藻的繁殖与粘泥的产生，会给系统带来换热效果下降，堵塞管道、加剧金属的腐蚀等问题，因此强化杀菌措施是必然的，应选用适当药剂进行杀菌灭藻处理，该药剂一次性投入蓄水池内，以后每个月进行适量补充。3、根据某钢铁烧结厂循环水情况，水的浊度和水中的漂浮盐类的析出，因此本方案中需要在水池中具有定时加入絮凝剂进行沉淀处理，且需定期进行蓄水池淤泥清理。分析说明：A、某钢铁整体水处理系统内原水水质状况除浊度较高外，其余指标相对较为优秀；B、处理后的水质情况变差，分析其原因在于浓缩倍数应达到2.0以上，系统原使用的阻垢缓释剂未能及时有效进行处理；C、水处理剂为弱碱性，同时生产系统中的碱性物质带入循环系统中，导致循环冷却系统ph值上升，对铁质管道造成进一步损害；D、水处理系统未及时进行清淤处理，导致循环水系统浊度大幅度上升，甚至部分沉淀物在管道中堆积，造成管道堵塞，进而腐蚀管道内壁。4、系统运行目标，解决管道淤积，不影响热交换器正常使用，保证冷却系统正常使运行。（二）球团净循环水处理方案及预期目标分析说明：该水质点循环水与原水水质基本相同，但磷酸根大幅度上升，说明在该水质点净水处理装置运行效果较为良好（另不排除该水质点刚进行大规模补水的可能）。但从该水质点所取循环水样同时也暴露出浊度远大于原水的特性，该处原水处理系统依然未能有效对循环水中的水垢、淤泥等有害物质进行清理，所以同样会出现管道内因淤泥、软垢等的堆积而堵塞管道的现象。所以我们对该处水处理的意见依然是足够缓释+清淤净水的处理方式进行处理。加药设备及改造方案A、本水质处理点设备采用加药罐并入补水管道。B、对半沉降蓄水池进行隔断改进，在该蓄水池内隔离一约100立方米的沉淀区。C、在冷却塔下方进行冷却水收集盘改造，保证冷却水能顺利进入沉淀区中进行静置沉淀。沉淀区根据使用情况不定期进行清淤处理。D、杀菌灭藻药剂及絮凝剂定时投放到沉淀区中。E、系统运行目标：浓缩倍数在5以内时循环水硬度在150mg/l左右，系统管道通畅，无淤积等不良现象。五、日常控制指标指标单位参数分析频率说明PH值/自然平衡一次/4hrCa2+Mol/l以caco3计≤100一次/4hr超标时强制排补水调节总碱度Mol/l≤80一次/8hr超标时强制补水调节氯根Cl-≤1000一/24hr超标时强制补水调节总磷Ppm（以p计）4.0-9.0一/4hr超标时强制补水调节异养菌总数个/ml≤1.0*105一次/周强化杀菌措施六、药剂用量及前期投入预算1、一次性加药部分初次添加硅磷晶约0.08吨，除藻剂0.04吨，絮凝剂0.24吨（直接投入到改造后的沉淀池中）。2、日常投入部分（1）除藻处理（保有水量660）药剂名称除藻剂（吨）月加药量0.02年加药次数12年加药量0.24合计0.24注：藻菌严重时应适当加大投加频率和投加量，藻菌可以控制的前提下，可适当减少加药平率和投加量。（2）日常投加硅磷晶为每两月一次，一次消耗量约为200-300kg。（3）日常投加絮凝剂为每周一次，用量为每次80kg，根据水的浊度进行适当增减用量。3、前期设备及年药品费用预算名称数量（吨）单价（元）金额（元）加药罐2硅磷晶3-6除藻剂0.32-0.5絮凝剂0.96-1.5水池改造2合计注：以上计算基于贵厂水质情况及目前冷却水运行情况设定，如有异常状况发生，将出现成本略微上升情况，特别贵厂循环水水质较为复杂，使用中大量悬浮物进入循环系统中，恐将加大絮凝剂使用量。加药罐为一次性投入。特别说明：本方案只是初步方案，将在具体使用过程中根据业主水质要求及具体使用指标进行调整，调整的主要方面涉及但不仅限于药剂使用。