石化企业中循环水处理与药剂对循环水质的影响

王 阔

（陕西省延长石油油田气化工科技公司，陕西 延安 717100）

石化企业在生产过程中对循环用水的需求量较大，同时也影响着企业的稳定运行，为了保障循环水能够全面发挥作用，就需要结合循环水处理技术以及循环水药剂来保障水质，避免在循环水应用过程中，导致管道出现腐蚀与结垢等问题。循环冷却水系统的运行质量，影响着后续生产的稳定性与设备的安全性，而循环水系统占据石化企业较高的用水比例，这也就意味着水资源浪费问题时有发生。作为国内的龙头企业，石化企业更应该意识到节水减排的重要性，积极承担相关责任，优化循环水处理技术，合理使用药剂，保证最终的节水效果。

1 循环水处理现状

1.1 严峻的节水形式

我国水资源危机形势十分严峻，年缺水量高达3.0×1010～4.0×1010m3，工业部门缺水量则高达6.0×109m3。现代经济的快速发展意味着工业用水需求只增不减，从全国用水量占比来看，工业用水占据20%，高达1.1×1011m3，可见，节约工业生产资源是当前的主要问题，也是政府及各个部门提出的重要工作内容。石化企业应当在政策的号召下，积极开发新型节水技术，加大节水技术的创新力度，使节水水平能够得到有效提高[1]。近年来，国内的节水技术得到了进一步发展，并形成了诸多新工艺、新技术，使节水效果得到了显著提高。比如，天津化工研究设计院研究了高浓缩倍率的水处理化学品自动监控技术，使水的重复利用率得到有效提高，降低了污染量，使循环水的利用得到了有效解决。天津石化公司乙烯厂将此项技术应用到循环冷却水系统装置中，不仅能够在线与远程监控冷却水中阻垢分散剂量、电导率等，在几年的稳定运行下，各项指标也得到了有效控制，且达到了石化行业的严格标准，与国际先进水平相近，比如碳钢腐蚀率＜0.03 mm/a、总硬+总碱达到1 600 mg/L、污垢黏附速率＜10 mcm。当前此套技术已经运用到多个公司中，在超过50套工业装置中得到了有效应用，达到了节水的目的，年节水量超过3.0×107m3，有效减少了污水的排放，实现了对生态环境的保护。

1.2 循环冷却水处理

采用循环冷却水处理的主要目的是解决水中生物污垢等问题，此项技术主要是针对水质以及工况情况，将缓蚀剂、分散剂等组成配方，使循环水处理方案更加合理、高效，并相应制定了工艺控制条件，完善清洗与预膜方案。可见，冷却水处理技术的关键要点在于对缓蚀剂、阻垢剂等药剂的应用，并合成配方，选择恰当的控制条件，实现对循环水的有效处理。在应用循环水处理技术时，由于循环水系统中悬浮物以及有机物数量的增加，导致系统水质的危害因素数量增加，出现水质腐蚀以及微生物危害等问题，严重影响了水处理效果，因此循环水系统始终处于亚稳定状态。如果不能合理利用高浓缩倍数以及水处理配套技术，就会直接影响水处理效果，不利于生产装置的稳定运行。

1.3 循环水处理方式

当前国内石化企业的循环水系统一般由药剂厂家全承包，完成对循环水的处理。全承包模式主要是将循环水处理的相关费用支付给药剂提供商，而提供商则负责每日对循环水进行加药处理，石化企业则负责对循环水的控制，每月监控水质的相关指标，了解循环水处理液的最终效果。此种模式不仅能够有效减轻石化企业的生产压力与责任，同时也能够控制循环水操作人员的数量，降低技术人员与分析人员的工作压力[2]。当然企业在采取全承包模式时，也要提出自己的要求，控制好处理成本；例如，辽阳石化循环水处理采取全承包模式，每吨水处理涉及到的成本大致在0.016元。

1.4 水体污染

在循环水处理过程中，需要考虑水体污染等问题。调查发现：在循环水处理时，存在介质泄露的情况，极易引发水体污染，虽然石化企业对水资源的需求只增不减，但在循环水处理过程中却没有做好相应处理，导致水体污染问题的发生，严重影响了循环水的质量。因此石化企业要加强对水体污染处理的重视程度，了解循环系统的各项参数，合理设置浓缩倍数与热负荷，避免水体中微生物的快速增长而影响水体质量。水体质量一旦下降，将难以满足化工企业的生产需求，同时也会对周围生态环境造成严重影响。

1.5 滤网阻塞

在石化企业进行循环水处理时，滤网面临阻塞问题，如果滤网出现严重阻塞，就会影响后期生产运营工作的开展。为了提高循环水的处理效果，就应当采取其他方式，处理滤网过滤问题，比如通过安装旁滤装置，起到净化水资源的效果，但也要注意不可让其承受过长时间的水压，反之则会直接影响装置的运行，也会影响后期循环水处理工作的开展。

2 石化企业处理循环水的对策

2.1 多次检测水体质量

为了提高循环水的处理效果，应加强对水体质量的检测，只有采取科学合理的测试方法，才能够保证循环水处理的质量，同时也能够发现循环水处理中的各项问题，从而提高水资源处理效果，保障后期工作的稳定开展，并提高运行效率。因此，石化企业应当结合自身的发展情况以及行业的需求，加强对水体质量的检测，并积极引进专业技术人才，保障检测的精准性[3]。比如企业可以与高校合作，培养专业型人才，为高校学生提供就业岗位，实现共同进步。此外，也要加强水体的监督工作，确保水体检测工作的稳步开展，并结合最终数据制定报告，上报给上级部门。

2.2 清洗与堵漏技术

循环水处理工作中需要用到配套管与换热器，并采取恰当的清洗技术，保障设备的稳定运行。化学处理能够提高清洗效果，实现对杂质的全面清理。比如柠檬酸以及分散剂的应用，能够保障清洗效果，避免出现严重的腐蚀问题，从而保障循环水处理效果。

2.3 系统管网优化

循环水处理工作的专业性较强，对系统管网进行优化，能够有效提高循环水处理工作。另外，要综合设计循环水闭式运行系统，做好充分的调查工作，了解生产要求以及管道压力，以保障系统设计的合理性，优化系统管网。同时可采取串联的方式，提高管网的运行效果，使循环水的处理水平也随之提升。

2.4 水体浓缩倍数确认

循环水处理质量会受到水体浓缩倍数的影响，如果能够恰当地控制水体浓缩倍数，可有效提高循环水处理指标。因此，在循环水处理过程中，可在循环水中合理使用缓蚀剂，通过合理配比，避免腐蚀情况的发生。而在控制水体生物时，可选择氧化杀菌剂达到对水体生物全面处理的目标，控制其生长、繁殖，有效降低水体微生物对水体的污染。在开展循环水处理工作时，需要考虑到水体冷却设备的使用状态，如果设备老化则会造成水资源消耗量加大，引发严重的浪费问题[4]。因此要充分重视水体冷却装置的使用，及时更新与维修，加强对每一个生产环节的管理。

3 化学药剂对循环水质的影响

3.1 缓蚀剂与阻垢剂的影响

在运行循环装置的过程中，水中的钙离子、氯离子、铁锈以及细菌会导致腐蚀与结垢现象，而微生物繁殖也会对腐蚀产生影响，比如，微生物粘泥会导致垢的腐蚀，而腐蚀物又会与其他物质形成污垢，无法保障生产装置的正常运行。应用缓释剂以及阻垢剂能够为循环水管形成一道防腐膜，此膜的通透性较低，可有效控制磷酸盐等物质对金属的腐蚀。将缓蚀剂OP8492应用到结垢预防中，能够实现对难溶物质起到良好的防聚合作用，在使用缓蚀剂与阻垢剂后，循环水中的腐蚀与污垢明显减少，实现了对循环水的有效使用。

3.2 杀菌剂的影响

杀菌剂包括非氧化性杀菌剂以及氧化性杀菌剂，其中生物分散剂虽然没有杀菌活性，但能够作为辅助药剂，使杀菌效果明显提升，比如在杀菌剂使用环境受限制的时候，可选择使用生物分散剂。非氧化性杀菌剂属于复配杀生剂，专门应用于工业水处理中，主要应用于封闭式循环冷却水系统中。此杀菌剂能够达到控制微生物的良好效果，包括酵母菌、厌氧菌、好氧菌等多个微生物种群。如果在冷却系统中，换热设备出现生物污垢，则会使换热效率明显降低，导致停工，而维修需要花费大量时间，造成生产效率的降低。非氧化性杀菌剂的药物效果良好，不仅能够有效抑制抗药性微生物的数量，同时也能够维持产品的有效性。在使用非氧化性杀菌剂时，共同使用氯、溴等卤素杀生剂，能够有效增强杀菌效果，尤其是在发生有机物泄漏时，更能够彰显出抑制微生物生长的效果[5-6]，而且非氧化性杀菌剂危害性小，不含有金属稳定剂，与当前的环保需求相符。氧化性杀菌剂属于新型杀菌剂，是新一代的含溴液体杀生剂，在不同的pH值情况下，都能够对异氧菌起到良好的杀菌效果，而且对有机磷的分解率小，对缓蚀剂与阻垢剂的影响小，因而能够达到防腐的要求。

3.3 其他药剂的影响

次氯酸钠主要用于对循环水中余氯含量的有效控制，与杀菌剂共同使用，能够有效提高其杀菌效果，同时也可作为氧化性杀菌剂，与其他药剂共同使用。浓硫酸的使用也较为常见，其主要应用目的在于实现对循环水pH值的有效控制。由于循环水中添加的药剂为碱性药剂，如果长时间使用会导致循环水的碱性增强，无法充分发挥出阻垢剂等多项药剂的效果，加入浓硫酸后，可对水质起到有效地调节，并保障了缓蚀剂与阻垢剂的效果。

3.4 加药方式的影响

在选择杀菌药剂时，主要是利用液氯的处理功能，但由于水质会影响液氯的杀菌能力，在应用过程中很容易形成氯离子，使水体遭到破坏，导致水质恶化，易发生腐蚀等情况。在选择加入循环水药剂时，可采用连续投加法，并利用加药装置投入缓释阻垢剂。在循环水流动过程中，药剂的浓度也会随之降低，因而水处理效果难以得到保障。

4 循环水药剂的选择与应用

4.1 缓冲剂的选择

为了使循环水的水质达到标准，可将189C作为主要药剂，并详细观察水质的变化情况。在观察期间，为了保证效果，可以控制好循环水的浓缩倍数，在3±0.3之间最佳；同时也要控制好pH值，在8±0.2之间最佳，在投放药剂时速度控制在70 mg/L。为了有效控制与管理生产工艺，可进行水与药剂的补充，并观察循环水的质量标准。

4.2 杀菌灭藻处理药剂的选择

采取连续加入氧化性杀菌剂固体氯能够起到杀菌的效果，同时也可以使用B250杀菌剂进行交替杀菌，但在杀菌过程中，部分细菌会产生抗药性，为了避免此种情况的发生，应隔周使用不同的杀菌剂。具体投入方式为：单周使用0.125 t杀菌剂固体氯，双周使用B250非氧化性杀菌剂0.1 t，每月可使用粘泥剥离剂739一次，避免生物粘泥沉积在管道壁上。

4.3 循环水药剂工艺

通过添加药剂对循环冷却水进行处理，经过一段时间后，药剂能够在循环水内流通，这时需要按照《实验室缓释评定实验法旋转挂片失重法》取水，综合研究与分析循环水的质量是否符合标准，并判断药剂的实际使用效果，为后续药剂的使用提供有效的数据支持[7-8]。

4.4 现场管理

为了降低现场环境对药剂使用的影响，应加强现场管理[9-10]。首先，在中和循环水pH值时可加入液碱，避免酸度过高对管道造成腐蚀，pH值应在7.0以上，并定期测量循环水的pH值，监测循环水的氯根与碱度。其次，在加入循环水药剂时，可选择连续投加的方式，控制好锌离子浓度，最佳为2～3 mg/L。最后，要加强对旁滤系统的管理，选用不锈钢挂片箱材质，保障污水的合理排放，降低污垢与腐蚀情况的发生。

5 结语

综上所述，循环水处理技术与药剂的使用能够有效提高循环水质，对于石化企业具有重要意义。为了保障循环水质能够达到标准，就需要对药剂进行合理使用，同时也要控制现场环境，合理选择投药方式，以最大限度地保障处理效果到。在加入循环水药剂后，也需要跟踪加入药剂后的水质变化情况，根据测定结果进行综合评定，并合理选择药剂，使循环水质能够得到有效提升。而在应用循环水处理技术时，也需要综合考虑各项影响因素，发挥出循环水处理技术的作用。