冷却水使用复合管式超滤膜去除硬度实验
电厂循环冷却回用水的去除硬度工艺研究
电厂循环冷却回用水的去除硬度工艺研究刘玉华;丁海洋【摘要】以污水处理厂二级出水为研究对象,在烧杯试验的基础上,以中试规模研究了再生水处理过程中石灰苏达软化法对硬度的处理效果,对比了石灰和石灰苏打软化2种去除硬度方法的处理效果,确定了较为经济的药剂投加量.【期刊名称】《炼油与化工》【年(卷),期】2012(023)002【总页数】3页(P11-13)【关键词】再生水;处理;石灰;硬度【作者】刘玉华;丁海洋【作者单位】辽阳石油化纤公司金兴化工厂,辽宁辽阳111003;中国昆仑工程公司辽宁分公司,辽宁辽阳111003【正文语种】中文【中图分类】TM628电厂机组冷却循环用水量非常大，国家规定电厂建设不能使用地下水，污水处理站排放的中水经过再生处理后，供机组循环水补水及工业用水，是提供水源的可行的方法［1，2］。
把再生水用作电厂循环冷却水，不仅可以扩大再生水回用规模，而且也可以为电厂冷却水提供水质稳定、水量充足的水源［3］。
但是，由于再生水的硬度、碱度、有机物等含量较高，进入循环水系统后，致使循环水系统发生结垢、腐蚀和生物污垢等突出的问题［4，5］。
循环水系统中主要的水垢是碳酸钙、镁，因而钙、镁离子含量及碳酸盐碱度含量都是影响结垢的因素［6］。
要使循环冷却水系统正常运行，必须去除水的硬度，使水软化，减少循环冷却水系统结垢。
去除硬度主要投加的软化药剂为Ca（OH）2和Na2CO3。
在进行石灰处理时，石灰的最佳投加量无法正确估算，因为实际的反应很复杂，而且应加的石灰量还与要求达到的水质有关。
因此，运行中的最佳加药量，不能按理论来估算，而要用调整实验来求取。
然而，在进行设计工作或拟定实验方案时，需要预先知道石灰加药量的近似值。
石灰加药量的理论计算公式：式中 Dsh—加药量，mmol/L；［CO2］—原水中游离CO2含量，mmol/L；［Ca2+］—原水Ca2+含量，mmol/L；［Mg2+］—原水中Mg2+含量，mmol/L；K—混凝剂的投加量，mmol/L；a—过剩石灰的含量，一般为0.1～0.2 mmol/L。
阿钢降低循环水硬度方案
关于解决降低中水硬度问题的方案根据公司主体厂产工艺及供水水处理系统中存在的问题，并结合公司水资源短缺现状，以提高供水技术经济指标、减少水资源消耗，对中水处理站水质指标进行控制，降低水硬度，防止设备、管道腐蚀结垢。
由于补充水带来或水在循环使用过程中产生的各种微生物、其它有机物及无机悬浮杂质在管道和换热器表面沉积。
基于以上原因，使循环水水质恶化，给系统带来结垢腐蚀、污泥和菌藻等问题，现拟以下两种方案：一、在不改变原有工艺的基础上通过更换药剂来控制水硬度指标。
原加药工艺采用石灰--纯碱软化法去除混合废水中的硬度，由于提高出水水质而增加加药量导致污泥粘度和数量的增大，从而给运行带来一定的困难，现用一种复合型有机阻垢缓蚀剂来代替石灰纯碱，并配合排污去除部分盐来限制循环水中的浓缩倍数，达到阻止设备管道结垢的目的。
在循环水中投加该类药物后，在循环水中会出现新的平衡关系。
使用阻垢缓蚀剂的突出作用是：（1）捕捉溶解于水中的金属离子产生的可溶性络合物，使金属离子的结垢作用受到限制，从而提高水中允许的极限碳酸盐硬度。
（2）吸附微小晶粒并分散于水中的钙离子层上，从而避免析出。
（3）螯合钙镁离子，形成单环或双螯合物，从而成为稳定的分散体系。
（4）增大成垢化合物的溶解度，减低沉降速度，从而大大减低结垢的可能。
（5）抑制阳极或阴极过程，使腐蚀电流减少，达到缓蚀作用。
（6）在金属表面上，形成一层难溶解的膜，阻止了冷中氧气的扩散和Fe的溶解，起到了缓蚀的作用。
本方案采用在循环水系统中加聚磷酸盐和膦系聚合物配合的方式来代替石灰纯碱，投用二氧化氯消毒去除水中微生物及细菌类，降低污泥密度及数量。
初定用药为聚丙烯酸钠和次氮基三亚甲基膦酸用药量为16毫克/升（查资料数据16毫克/升时阻垢效果为99%），废水站每日处理水量按10000m3/d计算。
每月用药量4.8吨，按每吨药费10000元计，每月新药药费为4.8万元，加上每月PAM1500元和PAC1.5万元共计月总药费为6.45万元。
科技成果——复合管式超滤膜污水处理技术
科技成果——复合管式超滤膜污水处理技术技术开发单位天泽阳光（北京）生态科技有限公司适用范围适用于生活污水、养殖污水、焦化废水、垃圾渗滤液、油田回注水、页岩气开采废水、炼钢冶金废水、洗车废水、被菌类污染的明胶、处理等领域的污水处理。
成果简介复合管式超膜系统采用错流过滤方式，当膜管内水流速较高时（流速>3.5米/秒），附着在膜面的被拦截物被水流的切向力带走，使之不能或少量存在于膜面，相较于外压膜来说，这种运行方式可以极大地减缓膜通量的衰减。
错流过滤原理图：需要强调的是：复合管式超滤膜系统具有独特的脉冲自动反冲洗程序。
即系统每运行5分钟会将产水电磁阀自动关闭10秒；前5秒钟膜面流速不变，此时膜管浓水侧与产水侧水压达到平衡，后5秒循环泵流速增大，膜面流速的加大会使浓水侧压力变小，产水侧的水会反向涌入浓水侧，将附着在膜面的截留物质冲离膜面，从而达到自动反向冲洗的目的。
工艺流程待处理的原水通过供水泵及循环泵加压后进入膜组件过滤，原水中粒径大于膜孔径的物质如大分子有机物、胶体、悬浮物、菌类等杂质被超滤膜截留，水和小溶质颗粒透过超滤膜形成产水，蓄水池中含杂质的原水被超滤膜不断的浓缩形成浓水，当浓水累积到一定程度后为避免膜管堵塞，打开浓水排放阀将浓水排放至压滤机或者调节池。
关键技术超高分质量聚乙烯烧结管与PVDF超滤膜材料牢固结合，形成以烧结管为支撑体能够反冲洗的管式复合超滤膜。
技术效果复合管式超滤膜与中空纤维超滤膜相比较，其要求的进水条件低，废水无需预处理可以直接进膜，缩短了处理工艺，无论进水条件如何变化其产水SDI值始终小于3。
若用来除油则产水含油量小于0.3mg/L。
与国外同类管式膜相比较，复合管式超滤膜单位面积产水量小于600L/m2·h，略差与进口产品，但过滤精度远高于美国DF膜（宝利事），其价格仅为进口产品的1/3-1/4。
知识产权情况一种单皮层复合滤膜，201220552657.5；废水净化循环利用处理系统，ZL201520521575.8；管式复合膜超、微滤膜组件，ZL201020117224.8；管式膜管多工位自动装填成型机，ZL201020117202.1.1。
锅炉用水和冷却水中硬度的测定
1 范围本标准适用于锅炉用水和冷却水硬度的测定。
本标准中的铬黑T法测定范围为0.1 mmol/L～5 mmol/L，超过5 mmol/L时，可适当减少取样体积，稀释后测定；酸性铬蓝K法测定范围为1 μmol/L～100 μmol/L。
2 规范性引用文件本标准等同于GB/T 6909-20183 铬黑T法方法提要在pH值约为10的水溶液中，用铬黑T作指示剂，以乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)标准滴定溶液滴定至蓝色为终点．根据消耗EDTA的体积，即可算出硬度值。
对于硬度小于1 mmol/L的水样，为提高终点指示的灵敏度，可在缓冲溶液中加入一定量的EDTA二钠镁盐。
当水样中的铁、铝、铜、锰含量达到一定浓度时，对测定有干扰，可加入L-半胱胺酸盐酸盐溶液和三乙醇胺溶液进行联合掩蔽消除干扰。
试剂和材料本标准所用试剂和水，除非另有规定，应使用分析纯试剂和符合GB/T 6682三级水的规定。
试验中所需标准滴定溶液、制剂及制品，在没有特殊注明时，均按GB/T 601、GB/T 603之规定制备。
3.2.1 盐酸溶液:1+1。
3.2.2 氢氧化钠溶液:50 g/L。
3.2.3 三乙醇胺溶液:1+4。
3.2.4 L-半胱胺酸盐酸盐溶液:10 g/L。
3.2.5 氨-氯化铵缓冲溶液：称取54g 氯化铵溶于500 mL水中，加入350 mL浓氨水，加入1 g EDTA 二钠镁盐（当仅硬度大于1 mmol/L水样时，可不加入EDTA二钠镁盐），并用水稀释至lL。
配置后的缓冲溶液应按附录A进行调整，使加入的EDTA和Mg2+物质的量恰好相等。
贮于塑料瓶中。
3.2.6 乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液I: c(EDTA)约0.05 mol/L，该溶液现用现配。
3.2.7 乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液II: c(EDTA)约0.005 mol/L。
3.2.8 铬黑T指示液:5 g/L。
分析步骤3.3.1 取l00 mL水样，于250 mL锥形瓶中。
普通反渗透复合膜处理高含盐量高硬度苦咸水实验研究
基金项 目： 甘肃省 自然基金 （８ ３ Ｚ Ｏ ） Ｏ Ｏ ＲＪ ＡＯ ３ 作者简介 ： 李 旭（ ９ ２）男 ， ６ 一， 陕西岐山人 ， 高级工程师
．
第４ 期
李
旭等 ： 普通反渗透 复合 膜处理高含盐量高硬度 苦咸水实验研究
１１ ２
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作用 ， 加快 膜 的 水 解 速 度 ， 导致 膜 结 构 的 不 可 逆 变
温度， ℃
化， 影响膜的使用寿命． 但是 ， 从出水水质来说 ， 进水 温度低 ， 有利于保障膜的脱盐率 ， 因此综合考虑 ， 进 水温 度控 制在 １￣ ２ ５ ５℃范 围 内为 宜．
２ ３ 运 行 时间 的影响 ．
瓣 翱 誉
操 作 压 力 Ｐ ａ
图 ２ 操 作 压 力对 系统 回收 率及 脱 盐 率 的 影 响
Ｆ ｇ ２ Ｔ ｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｆｏ ｅ ａ ｉ ｇ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ． ｈ ｌ ｎ ｅｏ ｐ ｒ ｔ ｒ ｓ ｕ ｅ ｏ ｈ ｙ ｔｍ ｎ ｕ ｎ
条件 ， 回收率为：０ ～６ ， 即： ４ Ｏ 操作压 力 １ ３ ． ａ 温度 ｉ ￣２ ． ～１ ６ＭＰ ， ０ ５℃． 结果表 明： 用普 通反渗透复合 膜来 处 采
理 高含 盐量高硬度苦 咸水是 可行 的也是有效的．
关键词 ： 高浓度苦成水 ； 普通反渗透 膜； 淡化
中图分类号 ：７３１ Ｘ ０ ． 文献标志码 ： Ａ
第 ３ ０卷ຫໍສະໝຸດ 第 ４期 兰州 交
超滤_反渗透膜技术在循环冷却排污水回用中的工业应用试验_图文.
《宁夏电力2006年第5期超滤/反渗透膜技术在循环冷却排污水回用中的工业应用试验过滤水通量范围:f60~145l/m2/h;DH耐受范围:2~13;化学清洗时最大余氯耐受度:250mg/l;最高运行温度:40℃;最高运行压力:O.5MPa;最大透膜压差(TMP:0.21MPa。
1.3反渗透膜系统低污染反渗透膜元件LFC1是对膜表面进行了根本性的化学改进,即在传统的芳香族聚酰胺基础上,通过在膜表面进行PVA复合涂层技术,将膜表面的电性由通常的负电性改为电中性,从而使进水中的负电、正电、中性、两性的污染物在膜表面上的吸附性大大减弱,使膜水通量保持稳定。
LFC1膜与传统聚酰胺复合膜在各种表面活性剂条4q:-F的水通量保持度对比如图2所示。
此外,膜表面与水的接触角由原先的62。
降低到47。
,增强了膜的亲水性,提高了膜对胶体、有机物、金属离子的抗污染能力。
此类低污染膜特别适合于市场污水、锅炉排水、高污染地表水的脱盐处理。
LFC l主要应用参数如下:膜材质:聚烯醇+芳香族聚酰胺复合材料;膜面积:37.2m2;平均脱盐率:99.5%;产水量:11000m3/d(标准测试条件下;最高操作压力:4.14Mpa;最高操作温度:45℃;进水pH范围:3~10;进水浊度:<1.0NTU;进水SDI:<4;进水余氯:<0.1m酬。
1.4试验目的本次工业试验的目的是为在建240m3/h超200080604020一,7、^.,—一一/\一一J一,碡统聚酰胺复合膜\.———一表2超滤各运行阶段概况13/16~3/1936全量过滤3￣402003/19—3/20 3,20~3,25 3~25/3~263~263/27￣3/29 3,29~3/30 3|30一4}s 25 8619135223142错流过滤错流过滤错流过滤错流过滤错流过滤错流过滤全量过滤3~43.5￣43.7-43.7-4.2 44.5 4.5-5 5~6 111 O.4 0.2 O.2 20 20 20 20 40 20 20O1.611111~10・64・《宁夏电力》2006年第5期超滤/反渗透膜技术在循环冷却排污水回用中的工业应用试验表3Fe脱除率试验数据为19NTu~200NTu时,产水浊度基本为零,SDI<1。
关于药剂除硬度在常规水处理工艺中应用的试验_secret
关于药剂除硬度在常规水处理工艺中应用的试验一、概述总厂水源主要有水库水、矿尾水和地下水。
除一分厂三期主要以白龟山水库为水源出厂水硬度较低外，其他以矿尾水和地下水为水源的分厂出厂水硬度普遍较高，三分厂南站水质硬度超过国家饮用水标准。
从健康角度来说，较硬度水能引起心血管等疾病；从生产的角度讲，较硬度水对管道系统、锅炉等生产设备危害都很大，使用前应按要求予以去除。
目前硬水软化方法主要有离子交换法、药剂软化法和膜分离法。
按照总厂领导指示中心化验室和一分厂将药剂软化法应用到常规水处理工艺，寻找常规水处理工艺降低硬度水的可行性方案。
二、原理及试验工艺流程药剂软化法就是根据容度级原理，通过投加化学药剂以提高PH值，使Ca2+和Mg2+分别以CaCO3和Mg（OH）2的形式在水中沉淀出来。
常用的药剂有生石灰、纯碱、石膏。
反应的主要方程式如下：CaO＋H2O Ca(OH)2Ca(HCO3)2＋Ca(OH)22CaCO3↓+2H2OMg(HCO3)2＋2Ca(OH)2Mg(OH)2↓+2CaCO3↓＋2H2OCaCl2＋Na2CO3CaCO3↓＋2NaClMgSO4＋Na2CO3=MgCO3↓＋Na2SO4本次降低硬度水试验于10月7日-15日在一分厂二期进行。
二期属于常规水处理工艺，设计日处理水量1.5万m³，主要水处理单元有沉沙池、反应池、沉淀池、滤池。
整个试验分为两个步骤：第一，在一分厂化验室做烧杯试验，主要目的是取得基础数据。
第二，在二期进行生产性试验，目的是验证药剂软化法在常规工艺中的应用效果。
三、试验工艺参数1、石灰乳浓度 10%2、石灰乳投加量 400mg/L3、PAC投加量4、原水量 180-220m³/h在本试验中，水质分析项目及分析方法为：1、总硬度：EDTA-络合滴定法；2、PH值：广泛试纸3、浊度：散射浊度仪4、温度：水银温度计四、试验结果与分析（1）烧杯试验试验过程：在盛放矿尾水的烧杯内加石灰水用玻璃棒充分搅拌后静止沉淀用来验证药剂软化水效果及为生产试验提供基础数据。
矿井水中暂时硬度的去除在工业生产中的应用
Oct．2015化肥设计Chemical Fertilizer Design 第53卷第5期2015年10月矿井水中暂时硬度的去除在工业生产中的应用刘向东（河南龙宇煤化工有限公司，河南永城476600）摘要：针对河南某化工厂循环水系统的结垢问题，采取了向高密度沉淀池投加石灰等药剂的措施，将矿井废水中的暂时硬度去除，经过处理后的循环水浓缩倍率可提高至3．4左右，达到了GB50050—2007《工业循环冷却水处理设计规范》的要求，彻底消除了因矿井水含盐量高对循环水系统造成的影响。
关键词：矿井水暂时硬度；高密度沉淀池；循环水系统结垢doi：10．3969/j．issn．1004－8901．2015．05．012中图分类号：P441．8文献标识码：B文章编号：1004－8901（2015）05－0040－02Application ofＲemoving Temporary Hardness of Mine Water in Industrial ProductionLIU Xiang-dong（Henan Longyu Coal Chemical Co．，Ltd．，Yongcheng Henan476600China）Abstract：To solve the problem of scaling in circulating water system in a chemical plant in Henan，this project mainly adopted the measure of dosing lime into high-density settling tank to remove the temporary hardness in mine wastewater．After such treatment，the concentration ratio of circulating water can be increased up to about3．4，which meets the requirements of Code for Design of IndustrialＲecirculating Cooling Water Treatment GB50050—2007，and thoroughly solves the impact of high salinity mine water on circulating water system．Keywords：mine water temporary hardness；high density settling tank；circulating water system scalingdoi：10．3969/j．issn．1004－8901．2015．05．012河南某化工厂40万t/a醋酸配套建设原水净化及预脱盐水站工程，原水水源取自矿井排放废水，由于矿井废水中含盐量高，造成循环水系统结垢。
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冷却水使用复合管式超滤膜去除硬度实验
1.实验目的
将含有钙镁离子的高硬度冷却循环水的硬度降低到厂家提供的地表水硬度水平，提供的地表水硬度大约是160mg/L（CaCO₃计），原水硬度大约680mg/L（CaCO₃计）.
2.实验工具及药品
分析天平，复合管式超滤膜设备，量筒，烧杯，玻璃棒，容量瓶，小苏打（碳酸氢纳），烧碱（氢氧化钠），PAC
3.实验步骤
将3L冷却水倒入5L大烧杯中，根据原水硬度680mg/L计算得，该水中含有钙，镁离子的浓度应该为6.8mmol/L,3L水共含有20.4mmol 的钙镁离子。
因为钙镁离子与碳酸根离子反应是以1:1 比例进行的，即CO32-+Ca2+=CaCO3↓，所以加入的碳酸氢钠和氢氧化钠浓度均应该为6.8mmol/L，3L水中应加入20.4mmol的碳酸氢钠和氢氧化钠，换算成质量则为1.71g和0.82g.加入以后搅拌，并加入PAC后混凝沉淀30分钟，进管式超滤膜过滤，得到产水。
4.结果
经过检测机构检验，出水的硬度值为133mg/L，硬度去除率达到80%，并达到厂家要求的硬度值。
5.分析及结论
根据结果得出，通过加药及管式超滤膜过滤，可以有效去除冷却水硬度，使出水达标，满足厂家要求。