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高效粘泥剥离剂的科研攻关

时间:2014-01-16 10:36来源:中国水处理剂网 作者:admin 点击:
摘要:阐述化肥厂循环冷却水中氨的各种危害。评价最新研制的高效粘泥剥离剂的杀菌灭藻及分散性能,试验表明,该粘泥剥离剂投加100mg/L时,24h异氧菌的杀菌率达99.3%,50mg/L时可完全抑制藻类和硝化菌的生长,其分散性能优于国外同类产品。 关键词:循环冷
摘要:阐述化肥厂循环冷却水中氨的各种危害。评价最新研制的高效粘泥剥离剂的杀菌灭藻及分散性能,试验表明,该粘泥剥离剂投加100mg/L时,24h异氧菌的杀菌率达99.3%,50mg/L时可完全抑制藻类和硝化菌的生长,其分散性能优于国外同类产品。

关键词:循环冷却水;粘泥剥离剂; 氨;硝化菌

循环冷却水中一般不含有氨,但由于化肥生产过程中工艺介质的泄漏或空气中含氨时会使冷却水中出现氨。氨对循环水水质的影响极大,对微生物的生长繁殖影响尤为严重,特别是氮化细菌的繁殖孳生最为敏感;其次,氨对加氯杀菌的影响也较大,对设备的腐蚀结垢也造成严重的威胁。氮化细菌包括氨化菌、硝化菌、亚硝化菌和反硝化菌。这些细菌在污水处理和农业生产中是不可缺少的,但这些细菌在循环冷却水系统中却是有害的。因为它们的存在和活动,一是污染冷却水水质,二是给循环冷却水的其它微生物提供了营养源,三是促进金属的腐蚀,四是干扰循环冷却水中某些抑制剂的作用。

1 循环冷却水中氨的危害

循环冷却水中氨的来源,除了由补充水带入以外,主要是环境的污染如大气中含氨以及生产设备的泄漏,这种情况大多发生在合成氨厂。氨对冷却水系统的影响主要有以下几个方面:

1)氨与水中的重碳酸钙反应可生成碳酸钙沉淀和碳酸氢铵或碳酸铵,所形成的碳酸钙沉积在热交换器上,降低换热效率。其次,氨能与水中正磷酸盐结合生成一种灰白色的磷酸铵难溶盐,沉积在金属设备的表面上,特别是热交换器的回水端管板上。难溶盐的溶解度随温度的上升而降低,因回水端温度较高,故最容易沉积下来。例如某合成氨装置氨冷器2001年大修时,打开检查时发现回水端管板上有大量的灰白色沉积物,50%以上的冷却水管被堵塞,沉积物下有坑蚀。

2)对铜或铜合金设备、管道有腐蚀作用,因为水中氨与铜或亚铜离子将会生成铜一氨络和

物,该络和物极易腐蚀铜或铜合金设备。

3)水中的氨给亚硝化细菌创造了良好的繁殖滋生条件。亚硝化细菌是一种化能自养菌,它

能把氨转化成亚硝酸,在转化过程中放出能量,并以水中的cO2作为碳源来合成自身所需的有机化合物。该反应过程说明在亚硝化细菌的作用,能将氨氧化为亚硝酸,同时由于水中有硝化细菌,能将亚硝酸进一步氧化为硝酸,水中如果存在反硝化细菌,能将上述反应生成的硝酸还原为氨。反硝化细菌是嫌氧菌,所以这步反应是在缺氧条件下进行的,由于水中氨的存在,使水的pH值上升,在亚硝化细菌、硝化细菌的作用下,使氨转化反应生成亚硝酸和硝酸,使水的pH值下降呈酸性;然后又由于反硝化细菌的作用,使上述反应生成的硝酸或硝酸根还原为氨,又使水的pH值上升呈碱性。合成氨厂的循环冷却水中含氨,在这3种细菌的作用下,能使水的pH值波动很频繁,有时在24h中或更短时间,使水的pH值上升呈碱性,过几小时水的pH值突然下降呈酸性,再过几小时又上升呈碱性,给冷却水水质控制带来极大的麻烦。

4)循环冷却水常用氯气作为杀菌剂,由于氨的存在,氨被氯氧化而要消耗大量的氯气,当然反应所生成的氯氨也有杀菌灭藻作用,但作用缓慢,影响效果。其次,当循环水中亚硝酸根升高时,对加氯的影响更大。水中亚硝酸根达到lOmg/L时,余氯就难以达标,因为亚硝酸根是还原性物质,次氯酸为氧化性物质,只有将亚硝酸根全部氧化为硝酸根后,循环水中才会有余氯出现。例如某大化肥厂循环水正常运行时,每天加氯杀菌2次,每次加氯气约45 kg,水中余氯即可达到0.8me,/L。2002年12月1—15日,循环水中氨含量升高达7.0me,/L,亚硝酸根含量亦升高达19.4me,/L,而在此期间,每天加氯3次,每次加氯气100kg以上,水中余氯也只有0.1—0.2me,/L,达不到要求的0.5—1.0me,/L,同时循环水pH值降至7.0左右(未加酸),正常运行时需加酸才能将pH值控制在8.0左右。

2 高效粘泥剥离剂的杀菌灭藻及分散性能试验

高效粘泥剥离剂是最新研究开发的一种液体型非氧化性和非卤素型复合药剂,其具有高效抑制污泥生成及粘泥剥离功能,能使系统中的粘泥呈流态化从而减轻污泥危害,其性能超过国外同类产品。它是集粘泥剥离、杀菌灭藻和缓蚀阻垢于一身的多功能水处理剂,具有多重功效,定期投加有防止冷却水系统粘泥附着和去除污垢的效果,使系统设备表面处于清洁状态。

2.1 杀菌试验

试验方法:按原《中国石油化工公司冷却水分析和试验方法》中的217项“异氧菌的测定”进行。

当高效粘泥剥离剂投加浓度100mg/L时,对异氧菌的杀菌率24h保持在99.3% 。

2.2 灭藻试验

试验条件:室温,使用藻类:绿藻。

高效粘泥剥离剂的投加浓度当在50mg/L时,可以完全的抑制绿藻的生长。

2.3 抑制硝化菌的生长

在模拟冷却水系统中培养硝化菌,亚硝酸盐很容易被硝化菌氧化成为硝酸盐。如果没有杀菌剂存在下,亚硝酸盐氧化成硝酸盐的速率大约为每天50mg/L。当在模拟冷却水系统中以每月1次的频率加入100mg/L粘泥剥离剂时,硝化细菌可完全被抑制,使得初始亚硝酸盐浓度得以保持。模拟冷却水系统中同时投加有机膦系缓蚀阻垢剂,碳钢和铜的腐蚀率没有异常变化,说明该粘泥剥离剂与常用的缓蚀阻垢剂彼此兼容。

2.4 粘泥分散性能试验

粘泥母液的配制:高岭土经干燥研磨,先60目筛子过筛,再用玛瑙研钵研磨,经200目过筛烘干后,配制成7.2mg/L做为母液。

试验步骤:取含Ca2+水(浓度为80mg/L,以CaC03计)400 mL,加入定量分散剂,然后在充分搅拌下加入900mg/L粘泥母液,调节pH值,在55℃恒温水浴中稳定4 24h,取出上清液,在分光光度计上比浊(420nm,3 cm 比色皿),测定其消光值。消光值越大表明该药剂的分散性能越好。

在pH=8.5时,所开发的高效粘泥剥离剂粘泥分散性能好于国外A产品;而在pH= 8.9时,消光值与国外A产品相当,说明其粘泥分散性能与A产品相同。粘泥分散性能试验表明,高效粘泥剥离剂已达到国外A产品水平。

高效粘泥剥离剂投加浓度与浊度和悬浮粒子直径的关系可见,当高效粘泥剥离剂投加浓度足够大时(1OOmg/L),浊度上升很快,悬浮粒子的直径也非常大,有利于通过排污置换操作将冷却水系统中的生物粘泥清除。

3 结论

a)开发研制的高效粘泥剥离剂对循环水中的细菌、藻类有较好的控制和杀灭效果。

b)在有氨存在的循环水系统中,该高效粘泥剥离剂可有效地控制由细菌引起的氮的硝化问题,解决了由于细菌大量繁殖而引起的水质恶化、粘泥沉积等问题。

C)该粘泥剥离剂具有穿透粘泥、剥离和分散的能力,与冷却水系统中的缓蚀阻垢剂彼此兼容。

d)该粘泥剥离剂与国外同类产品相比分散性能相当。 (责任编辑:admin)
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