加气站工业循环水处理技术研究

柳晓宁

摘    要：为节约水资源，降低污水的排放量，加气站的压缩机冷却系统多采用循环水冷却方式。由于冷却水循环利用，导致冷却循环系统出现结垢情况，降低了设备的使用寿命与工作效能。目前传统的水处理工艺处理效果差，因此需要探寻新的水处理技术，在达到水质处理要求的同时降低资金的投入、对资源的消耗和对环境造成的污染。

关键词：加气站;循环水;处理技术

1  循环水水质处理技术

1.1  电磁水处理方法

高频电磁场阻垢技术是一种通过向水中施加高频电磁场而实现水处理的方法，高频电磁场能促进水对致垢物质或其组分的极化作用，改变水中各种离子的物理性质以及致垢物质的结构和形态，水分子簇在高压静电场的作用下，其结构会发生改变，水分子将定向地按正极、负极的顺序呈链状整齐排列，水中的水合阴阳离子，也将按正负极顺序整齐排列，不能在水偶极子群中自由运动，也就不能靠近器壁，起到了抑垢、除垢、缓蚀和杀菌灭藻的作用。

由上述机理可知，电磁场的存在将改变水的理化性质和复杂的分子结构，促进分子运动，增强水的活性，再通过活化水作用于钙、镁等成垢离子或晶体垢样，将对阻止水垢的形成以及清除己有的老垢有很好的效果。

但电磁水处理方法也存在着一些弊端，电磁处理设备的造比较价高，运行过程也比较复杂，在运行的过程中容易出现故障，并且耗能较大，经济性较差。并且电磁处理主要是预防性处理，其主要功能是减少垢类的产生，但是当垢类产生时，电磁处理无法将附着在设备上的垢类清除，并且电磁处理方法也无法控制循环水中的微生物，一旦微生物产生，设备腐蚀及循环水浊度变大等危害就会出现。

1.2  化学处理方法

循环水在循环过程中，循环水换热后温度升高，水的蒸发加快。然而水中的盐类等离子物质不具有蒸发性保留在循环水中，水中盐含量增大，容易沉积结垢，所以增加补充水降低循环水中离子浓度，添加化学药剂增大循环水对盐类物质的溶解度。从而保证水质的平衡，使循环水在循环过程中不会出现结垢现象。

化学处理方法是通过加入阻垢缓蚀剂和杀菌灭藻剂来控制设备中的结垢、腐蚀及大量繁殖微生物等现象，通过加入化学药剂来控制循环水中元素含量及pH值等各种参数。化学水质稳定药剂处理的原理是通过络合增溶、静电排斥等方式来稳定循环冷却水中的钙、镁等成垢离子在水体中不易与碱性碳酸根、氢氧根等离子结合析出晶体附着在设备表面形成污垢，即使有结晶体析出也受药剂影响产生晶格畸变不易形成坚硬致密的硬垢附着，进而形成流沙型软垢随系统排污排出系统之外，不影响设备的正常使用，延长设备运行周期，增加设备使用寿命。同时辅以杀菌灭藻剂来处理循环水系统中的菌藻滋生，控制微生物菌藻滋生对循环水系统带来的危害。

1.3  超声波处理法

循环水中的Ca2+浓度是判定结垢程度的关键水质指标，Ca2+浓度减小表征循环水中Ca2+己形成CaC03等物质。超声波利用空化效应使CaC03晶体析出的诱导期延长，从而达到阻垢的目的。试验利用超声波强声场处理流体，首先由超声波驱动电源发出高频振荡信号，之后通过换能器转换成高频机械振荡传播到循环水管路上，从而影响Ca2+浓度。此外，在超声场作用下，液体中成垢物质的物理性能和化学形态发生一系列变化，阻碍垢体的长大，使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管壁形成积垢。试验通过正交法在敞开体系下进行试验，分析超声频率、超声功率和循环水流速对模拟水样Ca2+浓度的影响，并确定出阻垢效果最佳时各因素水平。

2  循环冷却水水质处理技术

2.1  电磁软化法处理

电磁软化法主要原理是借助电子方式产生的交变电磁场，重组或干扰水中的钙、镁等离子，改变水中绝大部分的碳酸钙镁及汞、锅、铅、砷离子的原有特性。硬水在电磁场的作用下，其所含的碳酸钙与其他成垢离子会结合成较大的晶粒沉淀或被流水冲走。用电磁方法软化硬水主要优点在于环保无污染，但其使用的缺点更明显，主要有：不能适合各种类型规模的循环冷却水系统;对循环水系统的水质要求很高，不能在水质条件差的状况下使用;电子电磁软化设备连续运行不稳定，问题较多;软化设备耗电量较大等。

2.2  人工物理方法处理

目前国内循环水系统人工物理处理主要有以下几方面：人工清除凉水塔及填料、集水池等处的菌藻粘泥;人工清除循环水水体中漂浮的油类等有害杂质;系统停车后打开设备人工除垢;系统停车后化学酸洗除垢除藻等。人工物理方法处理存在的缺陷有：只能清除设备表面的污垢，清除不彻底;耗时、耗人力，减少系统设备的开机时间;对设备的损害量较大，减少设备使用寿命等。

2.3  化学水质稳定药剂法处理

我国的工业循环冷却水系统从上世纪70年代就开始使用化学水质稳定药剂的方法处理。早期主要使用的是国外购买的化学水处理药剂，后来国内开始逐步自主研发工业循环水处理药剂，从单一的聚磷酸盐处理开始经过有机麟酸盐处理、全有机复合配方处理、新一代低磷系药剂处理到目前主要使用的绿色环保型药剂处理，我国的研发人员经过几十年漫长艰辛的研究开发，取得了很大的成果，不仅开发出几十种磷系药剂，还同时开发了铝系、硅系、铬系、全有机绿色低磷、无磷系等上百种水处理药剂，目前国内市场所占份额达到了60%以上。化学水质稳定药剂法主要优点有：药剂使用安全方便、对系统设备无危害;适用范围更广;增加设备高效、稳定、长周期运行时间;减少设备化学清洗频率;对环境不产生二次污染等。

3  结束语

简而言之，循环水处理技术是一项不断发展、不断创新的技术，它的发展与研究工作的深入以及新药剂、新水处理技术息息相关。我国的工业循环水处理技术仍然有很大的發展空间，但随着排污、节水的效果也会越来越好，技术难度也会随之越来越高。因此，找出一条技术可行、经济实用的技术路线，有效解决加气站循环水系统的腐蚀与结垢问题，是工业水处理理论工作者和实践工作者的当务之急，其意义十分深远。

参考文献：

[1] 杨少才，周多，侯亚波.循环水处理工艺改变及循环水药剂筛选试验研究[J].东北电力技术，2016.

[2] 段智文.工业循环水处理技术改进措施 [J].化工设计通讯，2018.

[3] 李茹.水循环系统设计与水质处理方案分析与研究[J].住宅与房地产，2018.