大型煤化工装置循环水浊度升高原因分析及解决措施

(河南龙宇煤化工有限公司，河南永城 476600)

浊度是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度，水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游生物等悬浮物和胶体物都可以使水质变浑浊而呈现一定浊度。悬浮物质容易在循环水系统中沉积形成污垢。胶体物质会形成黏结性污垢，促进污垢沉积，并导致局部腐蚀。循环水的浊度是反映水体性能的重要参数，能直接或间接的反映循环水系统的水质情况。因此，控制循环水的浊度非常重要。

河南龙宇煤化工有限公司循环水站负责全厂的冷却循环水供应，循环水量48 000 m3/h，系统保有水量16 000 m3，其换热器主要材质有碳钢、不锈钢、黄铜。系统补水为经过净水处理后的煤矿矿井涌水，采用湖北仙桃某水处理药剂厂生产的WT－304缓蚀阻垢剂，缓蚀阻垢效果显著。系统已连续稳定运行5年，循环水浊度一直在15 NTU以下，运行平稳。但自2012年5月份起，系统浊度居高不下，最高达到87.6 NTU，虽然采取了杀菌等措施，但效果不佳，被迫采取加大排污量，浓缩倍率由2.1降至1.4，循环水的浊度超标现象仍未得到控制，这样不仅造成水资源的浪费，同时也加大了药剂消耗，给生产控制造成较大困难。因此研究水的浊度异常升高的原因，是亟待解决的课题。

1 浊度的影响因素分析

造成浊度升高的原因很多，如补水水质、微生物、生物黏泥、凉水塔带入的灰尘、腐蚀产物及工艺泄漏等，究竟属哪种因素，需进行综合分析研究。

1.1 补水水质

我公司生产用水主要为处理后的矿井涌水。永煤集团车集矿、城郊矿的矿井涌水经净水站预处理后，浊度小于3 NTU送入循环水池，从水质抽查分析数据看，矿井送水水质不稳定，时有超标现象，净水站出水浊度在3～7 NTU之间。但由于来水水质较差和设计问题，净水站出水浊度一直不能按正常指标控制，出水浊度在7 NTU以下，已是长期的指标控制范围，具体分析数据见表1。

表1 净水站进出水指标分析数据(2012年1～6月)

从上表可以看出，1～6月份循环水补水浊度变化不大，且浓缩倍率也一直稳定在在1.7～1.9之间，补水水质水量比较稳定，而循环水浊度持续升高，合格率下降严重，由此可以看出循环水浊度高与补水无关。

1.2 旁流过滤

我公司设有高效纤维束过滤器10台，单台流量为210 m3/h，总过滤水量2 100 m3/h，为循环水总量的4.5%。自2012年5月循环水浊度升高后，发现旁滤过滤效果变差，旁滤过滤水量变小，部分旁滤甚至过滤水量为0，旁滤总过滤水量降至700 m3/h。对旁滤拆开检查，发现纤维束板结情况严重，并有臭味散发出，先后对旁滤实施碱洗和次氯酸钠清洗，效果显著，单台旁滤过滤水量增至170 m3/h，但运行2 d后，过滤水量又降至50 m3/h以下，拆开检查发现同未清洗前现象一样。由此可见，循环水浊度升高的原因不仅是水中悬浮物增多，还有很大一部分原因是由于微生物黏泥的滋生。

1.3 工艺运行

我公司循环水系统中的换热器主要有变换气水冷器、闪蒸气水冷器、甲醇水冷器、精馏主冷却器、氨冷凝器、二氧化碳往复压缩机油冷器、杂醇冷却器、合成水冷器等，对各换热器回水进行分析，发现均有堵塞、泄漏、换热效果差等现象。分析结果见表2。

表2 循环水系统各换热器水质分析结果(2012年5月)

同时对循环水系统异养菌进行分析，结果为7.9×105个/mL，远远超过控制指标:＜104个/mL。由分析结果可知，我公司循环水系统的微生物污染情况相当严重。

循环水浊度升高的最主要原因是换热器泄漏导致的微生物黏泥滋生而不是水垢。在生物表面膜的形成过程中，最初可能是由于异养菌控制较好，一般在104个/mL数量级，黏泥较少，黏泥中异养菌、铁细菌不高。说明循环水系统中细菌不多，但并不能保证生物黏泥的有效控制。由于循环水系统介质的泄漏，给异养菌的生长提供大量的有机营养源，加剧异养菌在黏泥表面的繁殖。异养菌的大量繁殖，必然导致黏泥增多。异养菌及生物黏泥的增多，为铁细菌、硫细菌的生长提供了良好的生存环境，促进它们的生长，进而加剧了黏泥的生长。

2 解决方法与对策

从上述浊度成因可知，要控制浊度，首先要解决生物黏泥问题，想要控制住生物黏泥，不发生黏泥故障，就必须破坏黏泥生长的环境和条件，阻止其黏泥生长至对数附着期末期或稳定附着期。

2.1 介质隔离

隔离泄漏介质的换热器，拆开检修，对于必须运行不能隔离的设备，进行重点监护，加强分析，确保泄漏不扩大。

2.2 系统置换

一次性杀菌、灭藻、剥离处理。泄漏换热器隔离后，向系统投加杀菌灭藻剂和黏泥剥离剂，进行在线杀菌和黏泥剥离，在处理过程中每4 h检测一次循环水的浊度，并根据情况及时调整杀菌灭藻剂和黏泥剥离剂，最后进行排污置换。

2.3 加强杀菌控制

目前我公司使用的氧化性杀菌灭藻剂为稳定性二氧化氯，它是一种高效氧化剂，有效氯含量是氯气的2.63倍，氧化能力是氯气的2.5倍，灭菌效果是次氯酸的5倍。通过加大生产二氧化氯量，余氯控制在0.5 mg/L以上，确保二氧化氯的杀菌效果，同时交替使用大剂量非氧化性杀菌剂来杀灭控制硝化菌、铁细菌及微生物黏泥等。

2.4 加强循环冷却水的水质监测

严密观察水质的变化，尤其pH值、NO－3、NO－2、NH3—N、COD等，同时增加微生物的分析频率，对异养菌、硝化菌、铁细菌等加大监测力度。

3 结语

通过近3个月的运行，循环水各项指标均正常，循环水系统生物黏泥得到了有效控制，浊度明显下降，8月份循环水平均浊度已经降至11.8 NTU，合格率为86%，大大改善了循环水水质，保证了设备的安全稳定运行，取得了良好的经济效果。