石油與天然氣化工第44卷第5期CHEM ICAL ENGINEERING OF OIL & CAS121凈化廠循環(huán)水系統(tǒng)再生水回用的腐蝕控制王月’李富元’雷字”何泓勇”黃剛華'陳維銘“毛汀'田源'1.中國石油西南油氣田公司天然氣研究院2.中 國石油西南油氣田公司川中油氣礦摘要某凈化廠循環(huán)水系統(tǒng)引入再生水后,腐蝕嚴重,嚴重影響了設備的正常使用,給凈化廠的正常生產(chǎn)造成了一定的影響。針對此情況,對其循環(huán)水體系現(xiàn)況進行了詳細的分析研究,發(fā)現(xiàn)其主要問題在于對再生回用水的不正確使用。對此開展了阻垢、緩蝕、殺菌等實驗研究工作,開發(fā)出適合于該廠的循環(huán)水系統(tǒng)穩(wěn)定運行方案,為現(xiàn)場應用提供了技術支持。關鍵詞循環(huán)冷卻水 再生水阻垢緩蝕殺茵中圖分類號:TE986文獻標志碼:ADOI: 10.3969/j .issn .1007-3426.2015 .05 .025Corrosion control of reclaimed water used in recyclecooling water system of purification plantWang Yue'，Li Fuyuan'，Lei Yu7 , He Hongyong , Huang Ganghua'Chen Weiming' , Mao Ting' , Tian Yuan'(1. Research Institute of Natural Gas Technology, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Com pany，Chengdu 610213, China; 2. Central Sichuan Oil and Gas District, PetroChina SouthwvestOil & Gasfield Com pany, Suining 629000，China)Abstract: The reclaimed w ater used in recycle cooling w ater system of purification plant has causedsevere corrosion, seriously affected the normal use of equipment and the production of purificationplant . This article has carried on analysis and research of the circulating water system in detail, andfound that the main problem is the incorrect use of the reclaimed w ater . Researches such as scale inhi-bition, corrosion inhibition , and sterilization are carried out to propose a solution w hich could assurethe steady operation of the recycle cooling w ater system .Key words: recycle cooling w ater , reclaimed w ater , scale inhibition，corrosion inhibition , steriliza-tion我國是一個嚴重缺水的國家,被國際組織列為13用勢在必行。個貧水國家之一.01。 進入21世紀,隨著國民經(jīng)濟的發(fā)污水再生后回用于工業(yè)循環(huán)冷卻水是解決我國水展和人口數(shù)量的增加,我國對水資源的需求與供給的資源短缺的有效途徑之- _的。 但是,在再生水回用過矛盾將會進--步加劇,可以說水資源已經(jīng)成為21世紀程中,由于對再生水的不正確認識,出現(xiàn)了一些問題。制約我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要因素(”1。因此,在我國某凈化廠對污水進行了再生回用,再生水回用于淡水資源嚴重短缺.又嚴重污染的今天,如何采取措施循環(huán)水中國煤化工“循環(huán)水系統(tǒng)補充水來CNMH G.節(jié)約用水、控制水資源污染以及加大水資源的重復利源有31即力:故小11正石瓜提水、經(jīng)RO反滲透裝.作者簡介:王月(1976- ),女,工程師。2002年畢業(yè)于四川大學精細化工專業(yè)。現(xiàn)任職于中國石油西南油氣田公司天然氣研究院腐蝕與防護所,主要從事水處理及腐蝕防護技術的研究工作。E-mail :yue_ w@ petrochina .com .cn122月等凈化廠循環(huán)水系統(tǒng)再生水回用的腐蝕控制2015置處理后生成的再生水和新鮮水。反滲透水來源:鍋該凈化廠在2012年和2013年運行期間,循環(huán)水爐房排污廢水+循環(huán)水系統(tǒng)排污廢水。反滲透水處理冷換設備爆發(fā)性地出現(xiàn)大批損壞,循環(huán)水冷卻設備腐工藝見圖1。蝕竄漏故障18次,由于冷換設備多次出現(xiàn)竄漏現(xiàn)象，集氣總站◆回注廠濃鹽水RO反滲透t精細過濾t粗過濾l (100 m'/d)| 鍋爐房排污廢水濃鹽水| 循環(huán)水系統(tǒng)排污精細過濾RO反滲透(250 m/d)| 廢水(626 m'/d)循環(huán)水池.I (526 m/d)」圖1反滲透水處理工藝Figure 1 Water treatment process of reverse osmosis裝置被迫多次臨時停運搶修設備,對裝置連續(xù)運行帶了良好的效果。來很大威脅;設備多次維修導致?lián)Q熱效果降低,最終報1腐 蝕原因分析廢更換。因設備更換而被迫切換裝置，對生產(chǎn)造成較大影響,因溶液泄漏至循環(huán)水造成大量溶液損失,多次1.1循環(huán)水 系統(tǒng)水質分析大量更換循環(huán)水,造成污水處理的巨大壓力和新鮮水該循環(huán)水系統(tǒng)相關水質的分析結果見表1。水質分析結果表明:①經(jīng)水質模擬計算,相關水的大量損失,帶來較大經(jīng)濟損失。對此情況進行了分析并提出了解決方案,且獲得體均為嚴重腐蝕性的水質;②鐵細菌嚴重超標。表12013年 1月循環(huán)水系統(tǒng)水質情況Table 1 Water index analysis of circul ating-water system再生水汽提水新鮮水循環(huán)水參照標準p(Na+ )/(mg. Lh)34 .0743 .0242.9052 .80GB/T 11904 - . 1989pCa2+ )/(mg.L: )5.1029 .3012.14GB/T 11905 -1989ρMg+ )/(mg.L:')10.70pAs)/(mg●Ll)10.4616.9011.809.40SL 327 .1-2005 .pNi)/(mg. L')4.5923.1814.6810 .69 .GB 11912- 1989p(Pb)/(mg. L' )11.7320 .3212.519.76GB/T 7475-1987p(S2O5 )/(mg. L' )4.35HJ/T 200- 2005pCH:C00~ )/(mg. L' )3.13DL/T 954 -2005p(CI )/(mg. Ll)2.830.409.6646.78HJ/T 343 - -2007ρ(SO42←)/(mg●L" )10.3543 .3124 .45HJ/T 342- -2007總堿度/(mg. L')50.4520.17151.3410 .09SL 83 -1994(以碳酸鈣計)pH值.8.147.92中國煤化工GB/T 6920- 1986硫酸鹽還原菌/MHCNMH G .0SY /T 0523 - -2012(個●L-1)鐵細菌數(shù)量/(個. L l). 1.1X10.7 .0X10'1.1X10°. 1.3X10*SY /T 0523 -2012異養(yǎng)菌數(shù)量/(個●L' )60.025.0. 7.0X10*2.5X10*SY/T 0523 - -2012穩(wěn)定指數(shù)s12.687.8911.17石油與天然氣化工第44卷第5期CHEM ICAL ENGINEERING OF OIL & GAS1231.2補充水補加情況2解決方案對該凈化廠2009~ 2013 年的運行情況進行分析2.1調整水體控 制方案發(fā)現(xiàn),2012~2013年期間反滲透再生水使用比例增根據(jù)該凈化廠循環(huán)水系統(tǒng)的實際運行情況,調整大。凈化廠循環(huán)水系統(tǒng)“鈣+總堿”控制范圍,將其控制在循環(huán)水系統(tǒng)補充水補加情況見表2。900 mg/L左右進行室內(nèi)模擬實驗。2.1.1靜態(tài)緩垢 試驗表2補 充水補加情況Table2 Supplement of the make-up water配制“鈣+總堿”為900 mg/L的模擬循環(huán)水用以不同補充水補給比例新鮮水/汽提水/再生水/ 補充水綜合電導/進行靜態(tài)緩垢試驗,試驗結果見表4。從表4可看出，時間段(m°.d) (m°●) (m”●) (us.cm- )投產(chǎn)初期3852023緩蝕阻垢劑CT4-36質量濃度為60 mg/L時,即可達2012-06 前(冬)5240到100%的緩垢率。2012-06 前(夏)5024191 .8表4靜態(tài)緩垢試驗結果2012-06~190.9Table4 Test results of static scale-inhibition2012-10(夏)p(緩垢劑CT4-36 )/2012-10~空白l05(60700(mg●L" )2013-04(冬)_緩垢率/%.74.5 92.7 100.0 100.0注:試驗溫度為80 °C、 試驗時間為16 h。1.3 腐蝕模擬試驗1.3.1模擬評價方案依據(jù)的標準和規(guī)范2.1.2旋轉掛片 腐蝕試驗GB/T18175-2000《水處理劑緩蝕性能的測定配制“鈣+總堿”為900 mg/L的模擬水,按GB/T旋轉掛片法》,GB 50050 - 2007《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理18175--2000的方法進行旋轉掛片緩蝕試驗,通過試設計規(guī)范》。片失重來判斷緩蝕效果,試驗結果見表5。1.3.2 模擬不同補充水補給比例下的循環(huán)水水質,進表5緩蝕試驗結果行腐蝕評價Table 5 Test results of corrosion inhibition分別模擬不同補充水補給比例下的循環(huán)水水質,d(緩垢劑CT4-36 )/空白5((mg. L' )進行旋轉掛片緩蝕試驗。通過試片失重來計算腐蝕速腐蝕速率/(mm. a1)) .830 0.014 0.012 0.014率,試驗結果見表3。由表3可知,隨著反滲透再生水注:溫度60 °C、旋轉速度70 r/min(0 .3 m/s).試驗時間72h、試驗材質20*碳鋼試片面積28em2。加注比例的增加,增大了系統(tǒng)的腐蝕傾向。表3不同補充水補給 比例模擬循環(huán)水的腐蝕掛片試驗結果由表5可知,對于“鈣十總堿”為900 mg/L的模Table3 Corrosion rates of dfferent make-up proportions擬水,各質量濃度下的CT4-36對碳鋼的緩蝕效果均模擬水時期腐蝕控制結果/(mm●al)投產(chǎn)初期.0.634 9較好,腐蝕速率均能控制在0.075 mm/a的行業(yè)標準2012-06~ 2012-10(夏)0.727 0之下。2012-10~2013-04(冬)1.7864.2.1.3水體控制方案注:溫度60 C、旋轉速度70 r/min(0.3 m/s)、 試驗時間72h、試驗材質20*碳鋼、試片面積28cm2(1)控制再生水的回用比例,將循環(huán)水的“鈣十總堿”控制大001.4腐蝕原因中國煤化工1-36的質量濃度在60IHCNMHG由上述分析可知,其循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕的主要原因mg/L左石。為:①再生水加注比例的增大,導致水體腐蝕傾向增2.2調整殺菌方案大;②鐵細菌失控,形成大量黏泥沉積物,加速了系統(tǒng)由于鐵細菌失控,因此對殺菌劑進行優(yōu)選,考察了腐蝕。12種不同類型的殺菌劑,并進行了模擬實驗。124月等凈化廠循環(huán)水系統(tǒng)再生水回用的腐蝕控制20152.2.1室內(nèi)模擬評價結果表98*殺菌劑在不同濃度下的殺菌效果模擬現(xiàn)場水質,12種殺菌劑的室內(nèi)模擬評價結果Table9 Sterilizing results of 8* different concentration見表6。由表6可知,氧化型殺菌劑2#、氧化型殺菌β8#藥劑)/pH值腐生菌數(shù)量/鐵細菌數(shù)量/硫酸鹽還原菌數(shù)量/(mg. LI(個●L")(個.[")劑3*和非氧化型殺菌劑8*對鐵細菌均有較好的殺菌0508.56 .25X 10'效果。758.512.5表6殺菌劑對鐵細菌的殺菌效果Table6 Srilizing resuts of I0B2.2.3殺菌方案殺菌劑p(殺菌劑)/鐵細菌數(shù)量 /根據(jù)上述實驗結果,結合現(xiàn)場實際情況調整殺菌類型編號(mg. L') (個● mL' )方案:2*、3* .8*藥劑交替使用。2*推薦使用質量濃空白110.0X10'氧化型(液體)100110.0X102度60 mg/L,3#推薦使用質量濃度20 mg/L,8# 推薦2°使用質量濃度75 mg/L。氧化型(固體)1(425 .0X10'3效果525.0X 10'61025.0X 102針對調整后的循環(huán)水水體,在凈化廠進行了現(xiàn)場0.9X10'掛片監(jiān)測。該方案自2014年運行1年多,平均腐蝕速8非氧化型(液體)970 .0X102率為0.005 7 mm/a ,遠遠低于0.075 mm/a的要求;黏10#非氧化型(固體)110.0附速率為8 mg/(cm2●月),達到≤15 mg/(cm’●月)11#110 .0X 10212#韭氧化型(液體)70.0X 102的要求。期間設備運行平衡,未再出現(xiàn)嚴重腐蝕現(xiàn)象,而且由于再生水的正確應用,循環(huán)水系統(tǒng)正常運行階2.2.2 現(xiàn)場評價結果段趨近于零排污,對水資源進行了有效的利用。在凈化廠現(xiàn)場回用過濾水池,模擬循環(huán)水循環(huán)狀4結論態(tài),進行殺菌模擬試驗,模擬出殺菌劑使用質量濃度:凈化廠再生水在循環(huán)水系統(tǒng)中的回用是切實可行推薦2# 60 mg/L ,推薦3* 20 mg/L ,推薦8# 75 mg/L。的,但在使用過程中要注意回用比例,不能盲目地增實驗結果見表7~表9。大,否則會有造成腐蝕失控的風險,需要根據(jù)現(xiàn)場實際表72# 殺菌劑在不同濃度下的殺菌效果情況進行控制才能達到良好的回用效果。Table 7 Sterilizing results of 2# different concentration5建議腐生菌鐵細菌硫酸 鹽還原菌p(2#藥劑)/(mg. L')pH值 數(shù)量/ 數(shù)量/數(shù)量/該凈化廠不管是新鮮水、循環(huán)水還是再生水,鐵細(個●L') (個●L:) (個.L')8.3725菌數(shù)量均較高。據(jù)現(xiàn)場了解后分析認為,是在原投產(chǎn)208.55.時,管道等未做好預處理造成貯水池沉積大量腐蝕產(chǎn)408.57物淤泥,對水體形成污染而造成的。建議大修時對貯_8 .59水池進行清空,徹底清理，并且在原水處理時加強對鐵細菌的殺菌處理,減小循環(huán)水系統(tǒng)細菌處理的負荷。表8 3"殺菌劑在不同濃度 下的殺菌效果Table8 Sterilizing resuts of 3# different concentration中國煤化工.p(3#藥劑)/[1]馬強.MYHC N M H G&趨勢[J].工業(yè)用水與廢水，(mg●L')pH值 數(shù)量/2010, 41(2): 15-18(個●Ll) (個●Ll) (個●Ll)[2]周本省.工業(yè)水處理技術[M].北京:北京工業(yè)出版社，1997 .[3]李艷萍。城市中水用于電站循環(huán)冷卻水的關鍵技術研究和應用8.2525X 10[D].山東:山東大學，2013.8.262:25X 10*8.50_25收稿日期:2015-05-04 ;編輯:鐘國利