什么是水處理

這里所說(shuō)的水處理并不是普遍意義上的污水處理，而是工業(yè)水處理，相反，我們處理的往往不是污水，而是可以被利用的正常態(tài)的水，這些水的來(lái)源有很多，例如地表水、河水、經(jīng)過(guò)處理后的生活污水（我們多叫中水），這些水我們同稱(chēng)作補(bǔ)水。當(dāng)補(bǔ)水進(jìn)入了工廠冷卻系統(tǒng)之后，就成為了我們常說(shuō)的循環(huán)水，這些循環(huán)水的作用往往是冷卻作用。大部分工廠的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)是敞開(kāi)式的，也就是有一部分是暴露在空氣里面的，而暴露在空氣中的這部分（一般是一個(gè)冷卻塔，將被升溫的循環(huán)水冷卻），隨著時(shí)間的推移，往往會(huì)蒸發(fā)，受到粉塵污染，產(chǎn)生菌藻等不良影響，水處理，就是將這部分影響降到zui低。

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在我們所用到的補(bǔ)水中，不論哪一種補(bǔ)水，陽(yáng)離子含量zui多的往往是Ca+，陰歷含量zui多的往往是HCO3-或者是硫酸根例子，這幾種離子在離子濃度較高時(shí)，會(huì)形成碳酸鈣或者硫酸鈣垢，且以碳酸鈣垢居多（沒(méi)錯(cuò)，就是你家水壺里面的那種），這些的沉積會(huì)造成換熱器的換熱效率降低，更嚴(yán)重的是將助長(zhǎng)某些細(xì)菌如鐵細(xì)菌的繁殖，導(dǎo)致管壁腐蝕穿孔而泄露。同時(shí)隨著水的蒸發(fā)水中各種離子含量也在逐漸增加，這些離子的增加也會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或者產(chǎn)生腐蝕。而經(jīng)過(guò)處理之后的循環(huán)水可以保證在離子濃度增加后而減少結(jié)垢，降低腐蝕，減少菌藻生長(zhǎng)的效果。

影響垢的因素

循環(huán)水的垢除了有無(wú)機(jī)垢之外，還有污垢，這些污垢往往是由于地表水中總夾雜有許多泥沙，腐殖質(zhì)以及各種懸浮物和膠體物，同時(shí)也可能是由于水中進(jìn)入了較多的粉塵，導(dǎo)致水的濁度升高。而結(jié)無(wú)機(jī)垢的主要原因還是由于水的蒸發(fā)，導(dǎo)致水中成垢離子濃度增加。

影響腐蝕的因素

①pH值，主要取決于該金屬氧化物在水中的溶解度對(duì)pH值得依賴(lài)關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于鎳、鐵、鎂材質(zhì)，pH越低，腐蝕的越快（對(duì)于鐵，pH很高時(shí)，鐵也要溶解生成鐵酸鹽）。

②陰離子，水中不同離子在增加金屬腐蝕速度方面有以下順序：NO3-＜CH3COO-＜Cl-＜ClO4-，其中我們主要檢測(cè)的是氯離子濃度。

③絡(luò)合劑，我們主要考慮的是NH3，當(dāng)化工廠某些管道發(fā)生泄漏時(shí)，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致銨根離子升高，加快了腐蝕。

④硬度，鈣、美離子濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)與水中碳酸根、磷酸根或硅酸根作用形成碳酸鈣、磷酸鈣和硅酸鈣垢，引起垢下腐蝕。

⑤金屬離子，銅、銀等重金屬離子在冷卻水忠對(duì)鋼、鋁、鎂這幾種常見(jiàn)金屬起有害作用，這些離子往往會(huì)形成一個(gè)個(gè)的微電池而引起基體金屬的腐蝕。

⑥溶解的氣體，低碳鋼，銅和銅合金腐蝕率會(huì)隨著氧含量的增高而增加。當(dāng)水的pH偏低時(shí)，二氧化碳會(huì)導(dǎo)致金屬表面的膜溶解破壞。當(dāng)冷卻水忠存在氧化劑時(shí)，氨會(huì)選擇性的腐蝕銅。硫化氫會(huì)加速銅、鋼和合金鋼的腐蝕，但對(duì)鋁沒(méi)有腐蝕性。二氧化硫會(huì)降低pH增加腐蝕。

⑦濃度，多數(shù)金屬在非氧化性算中隨著濃度的增加，腐蝕家具，而在氧化性算中，隨著濃度的增加，腐蝕速度有一個(gè)zui高值，超過(guò)zui高值后會(huì)形成保護(hù)膜，腐蝕率下降。

⑧懸浮固體，當(dāng)冷卻水流速降低時(shí)，懸浮物容易在換熱器表面生成疏松的沉積物，引起垢下腐蝕。

⑨流速，流速低時(shí)，水中溶解氧的流量隨之增加，金屬腐蝕速率加快。

⑩溫度，一般的將，金屬的腐蝕速度隨著溫度的增加而增加。

氯對(duì)腐蝕的影響

①對(duì)碳鋼：當(dāng)水中余氯濃度達(dá)到0.5mg/L時(shí)，碳鋼的腐蝕率迅速上升，達(dá)到0.7mg/L時(shí)，開(kāi)始超出設(shè)計(jì)規(guī)范的容許的上限值。

②含鎳鑄鐵，＜2mg/L時(shí)，影響不大

③銅基合金，＜2mg/L時(shí)，影響不大

④鋁，均有腐蝕，但不嚴(yán)重

⑥不銹鋼，跟材質(zhì)有關(guān)

影響菌藻生長(zhǎng)的因素

一般來(lái)說(shuō)促進(jìn)菌藻生長(zhǎng)的離子主要是無(wú)機(jī)磷，無(wú)機(jī)磷是菌藻的主要生長(zhǎng)源，除無(wú)機(jī)磷之外，循環(huán)水補(bǔ)水水質(zhì)不好，也會(huì)帶入較多菌藻。另外還有在化工廠中水中氨氮含量偏高時(shí)也會(huì)促進(jìn)菌藻生長(zhǎng)。

鉻酸鹽：鉻酸鈉，氧化性緩蝕劑，有臨界濃度，需要高于臨界濃度，使用時(shí)通常以較低的劑量與其他緩蝕劑（鋅鹽、聚磷酸鹽、有機(jī)磷酸鹽）復(fù)配。優(yōu)點(diǎn)，不僅對(duì)鋼鐵，而且對(duì)銅、鋅、鋁、及其合金都能給于良好的保護(hù)；使用pH范圍很寬（6~11）；效果好。

亞硝酸鹽：亞硝酸鈉，氧化性緩蝕劑，有臨界濃度，取決于侵蝕性離子。被廣泛用作冷卻設(shè)備酸洗后的鈍化劑和密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的非鉻酸鹽系緩蝕劑。但需要濃度高；易促進(jìn)微生物生長(zhǎng)；可能被還原為氨，產(chǎn)生腐蝕；有毒。

硅酸鹽：SiO2與Na2O之比為2.5~3.0的水玻璃。pH為8.0~9.5，在pH過(guò)高的或者M(jìn)g硬度高的水中，不宜使用硅酸鹽。使用硅酸鹽作緩蝕劑時(shí)，冷卻水忠必須有有氧金屬才能得到有效的保護(hù)。被用作直流水的緩蝕劑時(shí)濃度為8~20mg/L。在循環(huán)冷卻水中，使用濃度為40~60mg/L，zui低位25mg/L。特別適用于黃銅脫鋅。

鉬酸鹽：非氧化性緩蝕劑，效果差，成本高。

鋅鹽：硫酸鋅，陰極性緩蝕劑，于其他緩蝕劑聯(lián)合使用往往相當(dāng)有效。成本低，成膜快，但使用時(shí)需要pH＜8。

磷酸鹽：陽(yáng)極性緩蝕劑，無(wú)毒性，價(jià)格低，但需要與的共聚物聯(lián)合使用，緩蝕作用一般，容易促進(jìn)藻類(lèi)生長(zhǎng)。

聚磷酸鹽：六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉，屬于線型無(wú)機(jī)聚合物，不僅有緩蝕作用，還可阻止冷卻水中碳酸鈣和硫酸鈣垢的低濃度阻垢作用。使用時(shí)盡可能避免水解成正磷酸鹽，常與鉻酸鹽、鋅鹽、鉬酸鹽、有機(jī)磷酸鹽等緩蝕劑聯(lián)合使用。有很多優(yōu)點(diǎn)，但易水解，水解成與鈣離子成垢，且易促進(jìn)藻類(lèi)生長(zhǎng)，并對(duì)銅以及銅合金有侵蝕性。

有機(jī)膦酸：常用ATMP（氨基三亞甲基膦酸）、HEDP（羥基亞乙基膦酸）、DETMP（乙二胺四亞甲基膦酸）、PBTCA（2-膦酸丁烷-1、2、4三羧酸）、HPA（羥基膦?；宜幔┑取Ｅc聚磷酸鹽相比，并不會(huì)那么容易水解成正磷酸鹽。根據(jù)Starostina的研究，含磷阻垢緩蝕劑穩(wěn)定性好壞順序：PBTCA>HEDP>ATMP>六偏磷酸鈉。有機(jī)膦酸鹽缺點(diǎn)，對(duì)銅及其合金有強(qiáng)腐蝕性，價(jià)格較貴。

巰基苯并噻唑（MBT），陽(yáng)極型緩蝕劑，對(duì)于銅和銅合金的緩蝕作用很有效，低濃度就可以起到良好的效果，但是易被氯或氯胺氧化。

苯并三唑（BTA）和（TTA）：BTA是一種很有效的鋼和銅合金緩蝕劑。BTA與TTA在pH=6~10之間的緩蝕率zui高。當(dāng)冷卻水忠有游離氯愛(ài)是，BTA的患失性能被破壞，但當(dāng)游離氯消耗完后，緩蝕作用又會(huì)恢復(fù)。兩者更能耐受氯的氧化作用，但價(jià)格較高。

硫酸亞鐵：發(fā)電廠通關(guān)凝汽器中廣泛采用，目前，國(guó)內(nèi)外發(fā)電廠采用膠球清洗與硫酸亞鐵造膜處理相結(jié)合的方式來(lái)防止冷卻水對(duì)凝汽器銅管的腐蝕。