水处理技术交流资料 52页

'水处理技术交流栗田工业（大連）有限公司上海分公司 冷却水药剂处理说明 稳定，安全，低成本地冷却对象物。为达到上述目的的水处理稳定防止因腐蚀，水垢等而引起的紧急停车安全尽可能不使用对人，环境有害的物质。防止LEGIONELLA菌等有害細菌低成本尽可能提高浓缩倍数、降低用排水・药品的成本冷却水处理的目的 利用蒸发潜热来冷却升温的水，再加以循环利用。水的蒸发潜熱５８０kcal/kg每蒸发１kg的水要消耗５８０kcal的热量１００m３/h的冷却塔中每蒸发１m３/h的循环水量，水温会下降5.8℃Ｐ空气空气空气蒸发开放循环冷却水原理 密闭冷却水系无浓缩开放冷却水系有浓缩补给水排污水蒸发腐蚀水垢粘泥密闭多　　　少　　少开放　多　　　多　　　多冷冻机密闭冷却水系和开放冷却水系 ※特别因中国有地域差异、和日本的市水，工业用水相比较的实情是水质较差。※由于大气和周围环境不好，污垢成分混入系统内而导致处理恶化。水中，大气中含有的障害原因物質 ＜要　因＞水垢腐蚀粘泥(藻)(legionell退伍军团菌)＜障　害＞冷冻机效率低下（能源损耗）漏水配管,机器的寿命下降美观恶化环境污染＜原　因＞水的浓缩空气(大气)太阳光线某种意义上的「自然法则」对冷却水产生障害的要因和原因 ①热效率低下②热交换器堵塞③泵圧上升④流量降低⑤外观脏⑥淤渣堆积对生产的影响（设备停止）・机器寿命下降障害腐蚀由于冷却水浓缩而产生的氯化物离子，硫酸离子等腐蚀因子増加、溶解氧的存在等环境而造成铁生锈水垢冷却水补给水里含有多的溶解盐、由于蒸发的原因而产生浓缩、生成溶解盐类。粘泥粘泥是水中发生的细菌・霉菌・藻类和污浊物质的混合物冷却水系中发生的障害 ０．５～１ｍｍ厚的垢相当于１ｍ厚的铜主要物质的热传递率 图－１所示的是一例吸收式冷冻机污垢和燃费的关系污垢越厚消费的煤气和蒸汽的量就越大。如例所示、付着０．６mm厚的污垢，燃料消费量就会増加23%。吸收式冷冻机的污垢付着和燃費的关系 年数16.411.210.06.69.913.07.57.913.37.59.616.0设备机材的耐用年数比較（建設白皮書） 容易发生生成反应的条件钙／碳酸氢离子浓度高→浓缩ｐＨ值高→浓缩温度高→热交换器碳酸钙过饱和领域（析出状态）碳酸钙未飽和領域（溶解状態）溶解度温　度濃縮温度上昇反应式　　Ｃａ２＋＋２ＨＣＯ３－→　ＣａＣＯ３↓＋Ｈ＋＋ＨＣＯ３－（析出）(ｐＨ低下)碳酸钙生成反应 浓缩倍数管理利用自动排污装置、保持目标浓缩倍数（防止浓缩过高）根据使用的热交换器的运转特性，补给水水质，及使用的药品来決定目标浓缩倍数。药品处理防止水垢付着的同时、提高浓缩来谋求节水，添加合适药剂KURITAS-7620（通过处理来提高提高倍数上限）KURITAS-7620是高分子分散剂，腐蚀抑制剂（碳钢缓蚀剂，铜缓蚀剂等）复合配方的药剂水垢的防止方法 S-7620中的高分子分散剂对水垢分散写真 与各种水垢相对应的水垢抑制剂 吸収式冷温水発生機中的比較（東京都内）№１冷温水発生機・７倍濃縮　・原样显示熱交換器的基体。№２冷温水発生機・NOBLOW-down運転　・看到水垢的付着。实机上的水垢防止効果(管内) ・吸収式冷温水発生機(400RT)上的比較（東京都内）・№２冷温水発生機NOBLOW運転・ＬＴＤ上昇・№１冷温水発生機７倍濃縮钙硬度：２８０mg/L二氧化硅：２１０mg/L・ＬＴＤ４季(約3,000時間)稳定LTD＝冷媒凝縮温度－冷却水出口温度実機上的水垢防止効果(LTD) 所谓腐蚀就是金属离子化，失去金属的特性反应式Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ－･･････････････①1/2Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ－→２ＯＨ－･･･②　①：阳极反应②：阴极反应ＦｅＦｅ２＋２ｅ－1/2Ｏ２,Ｈ２Ｏ２ＯＨ－腐蚀的起点Ｆｅ２＋1/2Ｏ２,Ｈ２Ｏ２ＯＨ－Ｆｅ２ｅ－Ｃｌ－孔蚀的发展腐蚀的原理 ①用耐蚀材料不锈钢等②与氧隔离可使用锅炉等密闭系容器③与水分隔离干燥保管④形成保护膜涂料使用生成防蚀皮膜的药品⑤除垢充分的地控制粘泥通过部分过滤降浊ＦｅＦｅ２＋２ｅ－1/2Ｏ２,Ｈ２Ｏ２ＯＨ－防蚀的方法 素地金属素地金属素地金属素地金属炭化水素鎖アミノ基据防蚀皮膜的特性来分类防蚀剤 葯剤A是80mg/L以上的添加可取得良好的防蚀効果軟鋼に対する防食効果05101520253035404550080120160200薬品濃度(mg/L)腐食速度（ｍｄｄ）銅に対する防食効果0.00.51.01.52.02.5080120160200薬品濃度(mg/L)腐食速度（ｍｄｄ）良好良好３０℃，７日間，ｐＨ８.８，氯化物离子＝３５０mg/L钙硬度＝５００mg/L，酸消費量(pH4.8)＝５００mg/L腐蚀抑制効果（KURITAS-7620) 铜材归类为耐蚀材料，是难被腐蚀的材质。如果不进行适当的处理、会发生穿孔等重大的腐蚀问题。因微生物的影响产生绿青／孔蚀充分的粘泥控制处理部分性的酸化皮膜及污垢等不均一表面设备安装前处理/基础处理，部分过滤处理銅材的腐蚀防止 所谓粘泥，是指「包含生物体和非生物体两方面、形成于水中的固体表面上的粘稠胶状薄膜」。也就是、微生物以冷却水中的溶存物质为营养源进行繁殖，其代谢物生成粘质物。粘质物结合土砂等无机物质而形成的软泥状物质就成为粘泥。↓粘泥一旦付着金属表面等处其下部就会发生腐蚀。（⇒二次腐蚀）所谓粘泥 藻类(Algae)＝进行光合成蓝藻类，緑藻类，珪藻类细菌类(Bacteria)＝水中的有机物等成为营养源(丝状细菌)，铁细菌，硝化细菌,亚硝酸酸化细菌，硫酸盐还原菌真菌类(霉菌：Fungi)＝高营养环境下繁殖藻菌类(霉菌)，不完全菌类菌(厌氧性菌)构成粘泥的微生物 ①固体表面←冷却水固体表面←冷却水②固体表面←冷却水③固体表面←冷却水④①微生物付着在付有有機物的固体表面上、进行繁殖。②微生物在周边生成粘着性物質。③粘着性物質发挥粘合剂的作用、无机物質付着。粘着物質吸收水中的有機物、作为营養源。④进一步付着。粘泥附着模式图微生物微生物和周围的粘着性物質無機物質粘泥付着结构 外观写真添加药品，粘泥的粘质物溶解、分散在水中。电子显微镜写真添加药品粘泥的粘着性物质消失。无药品添加药品添加粘泥分散效果（KURITAF-5100) 使用前：绿藻类大量繁殖使用１月后：藻类几乎消失藻类抑制效果(F-5100+F-9200) 使用前冷却塔PIT处有大量堆积。使用１月后冷却塔PIT处堆积的粘泥減少、由于粘泥的剥离，浊度上升。粘泥抑制效果(KURITAF-5100) ①开放冷却水系１）合适的浓缩管理（排污管理）⇒水垢防止对策２）合适水处理药品(KURITAS,F系列）的注入⇒腐蚀、水垢、粘泥防止对策３）自动管理⇒水质变动、负荷变动对策②密闭冷却水系１）合适的水处理药品的注入⇒腐蚀防止（&定期的杀菌处理）合适保持冷却水的管理方法 <系统流程図＞補給水Ｍ＝Ｂ＋Ｅ＋Ｗ電磁阀pP1025冷却水自動管理装置電極注药线1025μs/cmｸﾘｵｰﾄC505伝導率自動管理装置冷却塔Overblow(B）①腐食･水垢防止剤　連続注入（对TB=Ｂ＋Ｗ）②slime控制剤　　間断注入（对保有水量）飛散水(Ｗ)蒸発損失量（Ｅ）保有水量（Ｈ）＜水平衡式＞Ｂ＋Ｗ＝Ｅ／（Ｎ－１）Ｅ＝Ｒ/５８０Ｗ＝Ｒ×0.001循環水量(R）濃縮倍数＝Ｎ栗田空调用冷却水处理系统概要 ＜運転成本的明细＞熱源・動力費用排水費補機電力費薬品費電力費、用排水費約占运转成本的９６％。11.9%48.0%36.3%3.8%关于水冷式空调机的运转经费 药品处理时、适合对象水系的药品选定和浓缩倍数的决定及浓缩倍数管理・药品浓度管理都很关键。无处理和药品处理的比较 锅炉药剂处理说明 锅炉水处理和论题为什么要进行锅炉的水处理？怎样防止腐蚀将锅炉水的ｐＨ控制在一定的范围内怎样防止水垢附着对软水器进行合适的管理省能源对策、排烟控制对策 水处理的必要性原水(补水）的水质多种多样（腐蚀性高的水质、有结垢倾向的水质）水处理的目的是调整水质、防止障碍、使得锅炉安定并高效率运行主要障碍是腐蚀、结垢，蒸汽携带等给水罐软水器Ｐ药品原水热交换器锅炉软水器的不适→硬度泄漏引起锅炉内结垢在低ｐＨ、高ＤＯ的环境下腐蚀→漏水、影响设备腐蚀障碍ＤＯ的混入ｐＨ调整不充分铁泥的带入发生二次腐蚀结垢障碍硬度泄漏铁泥的带入图主要的锅炉设备障碍 锅炉的主要障碍腐蚀水中的溶解氧（ＤＯ）与钢材（铁）发生反应，金属溶解的现象ｐＨ低铁材质更容易溶解→加快腐蚀腐蚀性阴离子(ＳＯ４２－、Ｃｌ－)多的话，会促进腐蚀结垢锅炉水中成垢成本在锅炉金属表面析出，附着的现象蒸汽携带锅炉水中的溶解物质通过蒸汽转移的现象腐蚀：溶出铁的反应低ｐＨ、腐蚀性阴离子加速溶解氧铁离子结垢：锅炉水中的成分作为固体物附着垢的成分锅炉内的成分转移：锅炉水中的成分向蒸汽转移 氧气的存在加快腐蚀Fe→Fe2++2e-（阳极反应)2H2O+O2+4e-→4OH-（阴极反应）Fe2++2OH-→Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3腐蚀反应　－氧气与铁的反应 腐蚀反应　－ｐＨ的影响－ｐＨ在１１～１２左右时,腐蚀量最小碱性酸性 结垢障碍水垢：附着在金属表面水垢附着的障碍①热效率下降浪费燃料费②蒸发管材过热（膨胀・破裂）设备停止（工厂停产发生非常大的损失） 结垢障碍　－成垢物质的来源－结垢的主要原因从原水中带入硬度（Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋）从冷凝水、给水配管中带入的腐蚀产物从蒸汽系热交换器中带入的垢物质给水罐软水器Ｐ药品原水热交换器锅炉软水器的不适腐蚀生成物的发生热交换器的泄露 障碍的对策腐蚀障碍加入锅炉处理药品进行处理去除溶解氧联氨、亚硫酸盐、琥珀酸、糖类等最近联氨的使用很少（安全性的问题）调整ｐＨ结垢障碍通过软水器去除成垢物质（硬度成分）抑制给水、冷凝水系统的腐蚀、减少腐蚀产物带入科学水质管理保持合适的浓缩倍数（水质管理）加入合适的锅炉处理药剂KURITANS-2010 药品的防腐蚀机理①药品的吸附：添加在锅炉水中药品的有效成本（腐蚀抑制成本）吸附在锅炉金属表面形成薄型氧化铁皮膜上②腐蚀性阴离子・溶解氧的吸附阻止：随着锅炉水中药品浓度的增加，氧化铁皮膜上的吸附浓度也增加，药品浓度达到规定浓度时，药品的防腐成分会完全覆盖氧化铁皮膜，形成防腐皮膜，防止腐蚀性阴离子、溶解氧的吸附③防腐皮膜的安定化：由于在金属表面有药品的防腐皮膜存在，金属表面的氧化铁皮膜不会受到腐蚀性阴离子、溶解氧的破坏而保持完整，继续与高温·高PH的锅炉水接触，氧化皮膜慢慢增厚，皮膜变得致密、所以防腐皮膜能够稳定存在KURITANS-2010的作用机理 KURITANS-2010作用图示 蒸汽・冷凝水管线腐蚀的原因腐蚀因素ｐＨ　溶解氧物理因素（流速、构造）ｐＨ锅炉补水中带有的ＨＣＯ３－（碳酸氢离子）→在锅炉内热分解→产生ＣＯ２→随蒸汽一起进入到管线中蒸汽凝结成水时，蒸汽中含有的二氧化碳气体也溶解在冷凝水（弱酸）导致ｐＨ下降（５～６左右）溶解氧锅炉内的脱氧不足没有除氧器 产生ＣＯ２的机理锅炉内的碳酸氢钠的热分解２ＮａＨＣＯ３→Ｎａ２ＣＯ３＋ＣＯ２↑＋Ｈ２ＯＮａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ→２ＮａＯＨ＋ＣＯ２↑一般的原水水质所产生的ＣＯ２为数１０ｐｐｍ！！ 冷凝水的不纯物质少，ｐＨ容易下降与氧气共存状态下增加腐蚀ＣＯ２１mg/L时ｐＨ５．５与Ｏ２共存时腐蚀增大冷凝水的ｐＨ和氧气的影响 腐蚀变薄部位冷凝水流动部位成沟状腐蚀低ｐＨ引起的腐蚀 冷凝水系统配管的腐蚀抑制方法通过药品调整ｐＨ（用胺调整下降的ｐＨ）用挥发性胺调整ｐＨ选用耐腐蚀的管材用药品在配管表面进行涂层处理在配管表面形成防水性皮膜脱碳塔（除去补水中的碳酸氢根）降低ＣＯ２的产生量可以抑制ｐＨ的下降 皮膜性胺的作用机理＜皮膜性胺的分子构成＞CH3-CH2･･･CH2-NH2皮膜吸附基：ＮＨ２疏水基：Ｒ－Ｏ２ＣＯ２ＣＯ２Ｏ２図皮膜性胺对金属表面的吸附图例金属（Ｆｅ、Ｃｕ）冷凝水碳氢化合物基:R=疏水性氨基通过防水性皮膜防止腐蚀 50℃、流速0.7cm/sec、CO2浓度35mg/L用中和性胺调整pH〈钢材〉〈铜材〉用药品调整ｐＨ 并用处理的效果（中和性胺＋皮膜性胺) 冷凝水处理剂的种类备注）ＫＵＲＩＴＡ　Ｄ－５１４０（日本名：ダイクリーンＭＲ５１４）曾获过‘８８省能源优秀产品奖（由财团法人省能源中心认定）产品名冷凝水pH调整防水性皮膜形成KURITAA-6000系列○－KURITA　D-2140－○KURITA　D-5140○○'