循环水系统夏季杀菌灭藻黏泥剥离处理实践总结

化肥厂循环冷却水系统中微生物的危害一直是 影响设备安全运行的主要因素。系统内产生的大量 黏泥一方面影响了生产装置的热交换; 另一方面易 产生黏泥下腐蚀, 严重时导致生产装置大面积泄漏, 被迫停车检修或更换设备, 也使检修费用逐年升高。 菌藻黏泥的危害往往表现为突然性, 而且处理难度大、周期长。

106 循环水系统由于地处厂区下风口,空气中含有一定量的氨,通过冷却塔时,被洗入循环水中;另外,该水系统的生产换热器较多,存在微量泄漏,这个特殊环境有利 于各类微生物生长繁殖。特别是每年入夏,微生物的控制相当困难。

1 106 循环水系统前期运行状况和问题

1.1 106 循环水系统前期运行状况

106 循环水系统采用的是高浓缩倍数运行的成 套处理技术。目前, 氧化性杀生剂仍以氯系为主, 余 氯控制偏高时, 易对系统产生氯腐蚀。所以在106 循 环水系统的杀菌灭藻处理上, 没有采用持续通氯的 方式, 而改为每天定期通ClO2 2 ~ 4 h。另外, 每3 天 冲击式投加15 mg/L 的优氯净一次, 用于维持杀菌 灭藻的效果; 然后定期投加非氧化性杀菌灭藻剂 异噻唑啉酮, 其质量浓度为100 mg/L; 并根据系统黏泥滋生情况, 临时投加黏泥剥离剂聚季铵盐, 其质量 浓度为100 mg/L。通过测定循环水中异养菌总数, 调整杀菌灭藻剂的投加质量浓度及频率, 及时监测 循环水中的氨含量。

1.2 106 循环水系统前期运行的问题

每年进入炎热的夏季, 气温较高, 系统运行浓缩 倍数较高, 水质自身净化能力降低, 菌藻微生物快速 滋生, 成失控性的繁殖, 上述处理措施无法满足要 求, 产生了极其严重的危害, 具体表现如下: ( 1) 产生 大量的微生物黏泥, 系统浊度升高。在拆开的换热设 备封头、列管等低流速区域及冷却塔填料处积聚了 大量的黏泥, 造成了堵塞、淤积等现象, 严重影响了 换热器的传热效率和冷却塔的冷却效率。( 2) 系统腐 蚀情况严重。微生物本身的新陈代谢过程产生各种 类型的酸, 比如硫酸盐还原菌产生硫酸, 硝化细菌产 生亚硝酸等, 造成系统pH 值降低而引起酸性腐蚀。 菌藻滋生严重时, 系统pH 值长期在7.0 左右, 碱度 仅为0.5 mmol /L。( 3) 微生物黏泥在金属表面的非均 匀沉积, 促使氧浓差电池的形成, 黏泥覆盖的下部因 缺氧而成为活泼的阳极, 引起严重的垢下腐蚀。( 4) 循环水水质恶化, 冷却塔壁及现场部分用水设备视 镜出现了明显的青苔, 监测换热器挂片器短期内就 被藻类及黏泥布满, 无法直接观测挂片腐蚀情况。系 统水质已有恶化的趋势, 水质浊度、总铁居高不下。

2 处理措施

对存在漏氨的系统, 控制微生物的过度滋生是水 处理的关键。要控制微生物, 必须从设备、工艺、环境、 管理、药剂等方面共同治理。首先总结杀菌灭藻规律, 优选适用杀菌灭藻剂及黏泥剥离剂, 其次需针对化肥 厂循环水系统实际运行情况调整杀菌灭藻措施, 最后 通过大量实践总结摸索出经济有效的杀菌灭藻黏泥 剥离措施, 达到预防或快速处理菌藻的目的。

2.1 杀菌灭藻和黏泥剥离预处理

首先采取交替投加质量浓度为150 mg/L 的异 噻唑啉酮及质量浓度为25 mg/L 的优氯净进行初步 杀菌处理, 反复操作两次。主要目的是抑制冷却塔壁 青苔, 杀死黏泥表面或浅层的可以分泌黏液的活性 生物, 为下一步的黏泥剥离做准备。

在黏泥剥离前, 调节系统水量, 控制运行浓缩倍 数, 然后关闭系统排污阀, 投加质量浓度为250 mg/L 的聚季铵盐黏泥剥离剂。在剥离过程中, 加强分析检 测, 对系统的pH、浊度、总铁进行监控。运行24 h 后, 观察冷却塔塔壁, 发现循环水可以充分流经的区域, 黏泥青苔变色脱落, 冷却塔池水面漂浮着大量灰黑 色脏物, 打捞去除。由此可以看出此次杀菌灭藻及黏 泥剥离的处理是非常成功的, 效果非常明显。

为了尽快将杀死剥离下来的产物排出系统, 利 用污泥泵对剥离沉积于冷却塔池底部及常年累积未能通过排污去除的污垢黏泥进行抽吸, 同时对系统 循环水进行大排大补置换操作, 至浊度<10 mg/L 后, 系统转入正常运行。

2.2 正常杀菌灭藻黏泥剥离处理

经过一段时期的调整, 确定夏季杀菌灭藻黏泥 剥离处理程序: 每天通ClO2 2 ~ 4 h; 每3 天冲击式投 加一次质量浓度为25 mg/L 的优氯净; 每周冲击式 投加一次质量浓度为100 mg/L 的异噻唑啉酮 杀菌灭藻剂; 每10 天冲击式投加一次质量浓度为150 mg/L 的聚季铵盐黏泥剥离剂。

3 效果

106 循环水系统2004 年夏季实现了正常运行, 其水质的监测数据见表2。

由表2 可知, 循环水系统在夏季的菌藻黏泥控 制取得显著效果, 整个系统处于优化运行状态。

利用检修之机,打开106 循环水系统的水冷器查看,发现大部分管程及壳程水冷器都比较干净,没有 明显的黏泥附着,除了以前的锈蚀坑点外,没有新增的微生物腐蚀,只需用水冲洗进行清理即可;水冷器 清洁取不出垢样。结果表明,方案调整后收到了较好的处理效果。