王月 李富元 雷宇 何泓勇 黃剛?cè)A 陳維銘 毛汀 田源

1.中國石油西南油氣田公司天然氣研究院 2.中國石油西南油氣田公司川中油氣礦

凈化廠循環(huán)水系統(tǒng)再生水回用的腐蝕控制

王月1李富元2雷宇2何泓勇2黃剛?cè)A1陳維銘2毛汀1田源1

1.中國石油西南油氣田公司天然氣研究院 2.中國石油西南油氣田公司川中油氣礦

某凈化廠循環(huán)水系統(tǒng)引入再生水后，腐蝕嚴重，嚴重影響了設(shè)備的正常使用，給凈化廠的正常生產(chǎn)造成了一定的影響。針對此情況，對其循環(huán)水體系現(xiàn)況進行了詳細的分析研究，發(fā)現(xiàn)其主要問題在于對再生回用水的不正確使用。對此開展了阻垢、緩蝕、殺菌等實驗研究工作，開發(fā)出適合于該廠的循環(huán)水系統(tǒng)穩(wěn)定運行方案，為現(xiàn)場應(yīng)用提供了技術(shù)支持。

循環(huán)冷卻水 再生水 阻垢 緩蝕 殺菌

我國是一個嚴重缺水的國家，被國際組織列為13個貧水國家之一［1］。進入21世紀，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人口數(shù)量的增加，我國對水資源的需求與供給的矛盾將會進一步加劇，可以說水資源已經(jīng)成為21世紀制約我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要因素［2］。因此，在我國淡水資源嚴重短缺、又嚴重污染的今天，如何采取措施節(jié)約用水、控制水資源污染以及加大水資源的重復(fù)利用勢在必行。

污水再生后回用于工業(yè)循環(huán)冷卻水是解決我國水資源短缺的有效途徑之一［3］。但是，在再生水回用過程中，由于對再生水的不正確認識，出現(xiàn)了一些問題。

某凈化廠對污水進行了再生回用，再生水回用于循環(huán)水系統(tǒng)、綠化、沖洗等。該廠循環(huán)水系統(tǒng)補充水來源有3個部分：酸水汽提塔底汽提水、經(jīng)RO反滲透裝置處理后生成的再生水和新鮮水。反滲透水來源：鍋爐房排污廢水＋循環(huán)水系統(tǒng)排污廢水。反滲透水處理工藝見圖1。

該凈化廠在2012年和2013年運行期間，循環(huán)水冷換設(shè)備爆發(fā)性地出現(xiàn)大批損壞，循環(huán)水冷卻設(shè)備腐蝕竄漏故障18次，由于冷換設(shè)備多次出現(xiàn)竄漏現(xiàn)象，裝置被迫多次臨時停運搶修設(shè)備，對裝置連續(xù)運行帶來很大威脅；設(shè)備多次維修導(dǎo)致?lián)Q熱效果降低，最終報廢更換。因設(shè)備更換而被迫切換裝置，對生產(chǎn)造成較大影響，因溶液泄漏至循環(huán)水造成大量溶液損失，多次大量更換循環(huán)水，造成污水處理的巨大壓力和新鮮水的大量損失，帶來較大經(jīng)濟損失。

對此情況進行了分析并提出了解決方案，且獲得了良好的效果。

1 腐蝕原因分析

1.1 循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)分析

該循環(huán)水系統(tǒng)相關(guān)水質(zhì)的分析結(jié)果見表1。

水質(zhì)分析結(jié)果表明：①經(jīng)水質(zhì)模擬計算，相關(guān)水體均為嚴重腐蝕性的水質(zhì)；②鐵細菌嚴重超標。

表1 2013年1月循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)情況Table 1 Water index analysis of circulating－water system

1.2 補充水補加情況

對該凈化廠2009～2013年的運行情況進行分析發(fā)現(xiàn)，2012～2013年期間反滲透再生水使用比例增大。

循環(huán)水系統(tǒng)補充水補加情況見表2。

表2 補充水補加情況Table 2 Supplement of the make－up water

1.3 腐蝕模擬試驗

1.3.1 模擬評價方案依據(jù)的標準和規(guī)范

GB／T 18175－2000《水處理劑緩蝕性能的測定旋轉(zhuǎn)掛片法》，GB 50050－2007《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》。

1.3.2 模擬不同補充水補給比例下的循環(huán)水水質(zhì)，進行腐蝕評價

分別模擬不同補充水補給比例下的循環(huán)水水質(zhì)，進行旋轉(zhuǎn)掛片緩蝕試驗。通過試片失重來計算腐蝕速率，試驗結(jié)果見表3。由表3可知，隨著反滲透再生水加注比例的增加，增大了系統(tǒng)的腐蝕傾向。

表3 不同補充水補給比例模擬循環(huán)水的腐蝕掛片試驗結(jié)果Table 3 Corrosion rates of different make－up proportions

1.4 腐蝕原因

由上述分析可知，其循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕的主要原因為：①再生水加注比例的增大，導(dǎo)致水體腐蝕傾向增大；②鐵細菌失控，形成大量黏泥沉積物，加速了系統(tǒng)腐蝕。

2 解決方案

2.1 調(diào)整水體控制方案

根據(jù)該凈化廠循環(huán)水系統(tǒng)的實際運行情況，調(diào)整凈化廠循環(huán)水系統(tǒng)“鈣＋總堿”控制范圍，將其控制在900mg／L左右進行室內(nèi)模擬實驗。

2.1.1 靜態(tài)緩垢試驗

配制“鈣＋總堿”為900mg／L的模擬循環(huán)水用以進行靜態(tài)緩垢試驗，試驗結(jié)果見表4。從表4可看出，緩蝕阻垢劑CT4－36質(zhì)量濃度為60mg／L時，即可達到100%的緩垢率。

表4 靜態(tài)緩垢試驗結(jié)果Table 4 Test results of static scale－inhibition

2.1.2 旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗

配制“鈣＋總堿”為900mg／L的模擬水，按GB／T 18175－2000的方法進行旋轉(zhuǎn)掛片緩蝕試驗，通過試片失重來判斷緩蝕效果，試驗結(jié)果見表5。

表5 緩蝕試驗結(jié)果Table 5 Test results of corrosion inhibition

由表5可知，對于“鈣＋總堿”為900mg／L的模擬水，各質(zhì)量濃度下的CT4－36對碳鋼的緩蝕效果均較好，腐蝕速率均能控制在0.075mm／a的行業(yè)標準之下。

2.1.3 水體控制方案

（1）控制再生水的回用比例，將循環(huán)水的“鈣＋總堿”控制在900mg／L左右。

（2）控制緩蝕阻垢劑CT4－36的質(zhì)量濃度在60 mg／L左右。

2.2 調(diào)整殺菌方案

由于鐵細菌失控，因此對殺菌劑進行優(yōu)選，考察了12種不同類型的殺菌劑，并進行了模擬實驗。

2.2.1 室內(nèi)模擬評價結(jié)果

模擬現(xiàn)場水質(zhì)，12種殺菌劑的室內(nèi)模擬評價結(jié)果見表6。由表6可知，氧化型殺菌劑2＃、氧化型殺菌劑3＃和非氧化型殺菌劑8＃對鐵細菌均有較好的殺菌效果。

表6 殺菌劑對鐵細菌的殺菌效果Table 6 Sterilizing results of IOB

2.2.2 現(xiàn)場評價結(jié)果

在凈化廠現(xiàn)場回用過濾水池，模擬循環(huán)水循環(huán)狀態(tài)，進行殺菌模擬試驗，模擬出殺菌劑使用質(zhì)量濃度：推薦2＃60mg／L，推薦3＃20mg／L，推薦8＃75mg／L。實驗結(jié)果見表7～表9。

表7 2＃殺菌劑在不同濃度下的殺菌效果Table 7 Sterilizing results of 2＃different concentration

表8 3＃殺菌劑在不同濃度下的殺菌效果Table 8 Sterilizing results of 3＃different concentration

表9 8＃殺菌劑在不同濃度下的殺菌效果Table 9 Sterilizing results of 8＃different concentration

2.2.3 殺菌方案

根據(jù)上述實驗結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場實際情況調(diào)整殺菌方案：2＃、3＃、8＃藥劑交替使用。2＃推薦使用質(zhì)量濃度60mg／L，3＃推薦使用質(zhì)量濃度20mg／L，8＃推薦使用質(zhì)量濃度75mg／L。

3 效果

針對調(diào)整后的循環(huán)水水體，在凈化廠進行了現(xiàn)場掛片監(jiān)測。該方案自2014年運行1年多，平均腐蝕速率為0.005 7mm／a，遠遠低于0.075mm／a的要求；黏附速率為8mg／（cm2·月），達到≤15mg／（cm2·月）的要求。期間設(shè)備運行平衡，未再出現(xiàn)嚴重腐蝕現(xiàn)象，而且由于再生水的正確應(yīng)用，循環(huán)水系統(tǒng)正常運行階段趨近于零排污，對水資源進行了有效的利用。

4 結(jié)論

凈化廠再生水在循環(huán)水系統(tǒng)中的回用是切實可行的，但在使用過程中要注意回用比例，不能盲目地增大，否則會有造成腐蝕失控的風險，需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行控制才能達到良好的回用效果。

5 建議

該凈化廠不管是新鮮水、循環(huán)水還是再生水，鐵細菌數(shù)量均較高。據(jù)現(xiàn)場了解后分析認為，是在原投產(chǎn)時，管道等未做好預(yù)處理造成貯水池沉積大量腐蝕產(chǎn)物淤泥，對水體形成污染而造成的。建議大修時對貯水池進行清空，徹底清理，并且在原水處理時加強對鐵細菌的殺菌處理，減小循環(huán)水系統(tǒng)細菌處理的負荷。

［1］馬強.工業(yè)循環(huán)冷卻水節(jié)水技術(shù)發(fā)展趨勢［J］.工業(yè)用水與廢水，2010，41（2）：15－18.

［2］周本省.工業(yè)水處理技術(shù)［M］.北京：北京工業(yè)出版社，1997.

［3］李艷萍.城市中水用于電站循環(huán)冷卻水的關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用［D］.山東：山東大學，2013.

Corrosion control of reclaimed water used in recycle cooling water system of purification plant

Wang Yue1，Li Fuyuan2，Lei Yu2，He Hongyong2，Huang Ganghua1，Chen Weiming2，Mao Ting1，Tian Yuan1
（1.Research Institute of Natural Gas Technology，PetroChina Southwest Oil &Gasfield Company，Chengdu610213，China；2.Central Sichuan Oil and Gas District，PetroChina Southwest Oil &Gasfield Company，Suining629000，China）

The reclaimed water used in recycle cooling water system of purification plant has caused severe corrosion，seriously affected the normal use of equipment and the production of purification plant.This article has carried on analysis and research of the circulating water system in detail，and found that the main problem is the incorrect use of the reclaimed water.Researches such as scale inhibition，corrosion inhibition，and sterilization are carried out to propose a solution which could assure the steady operation of the recycle cooling water system.

recycle cooling water，reclaimed water，scale inhibition，corrosion inhibition，sterilization

TE986

A

10.3969／j.issn.1007－3426.2015.05.025

王月（1976－），女，工程師。2002年畢業(yè)于四川大學精細化工專業(yè)?，F(xiàn)任職于中國石油西南油氣田公司天然氣研究院腐蝕與防護所，主要從事水處理及腐蝕防護技術(shù)的研究工作。E－mail：yue＿w＠petrochina.com.cn

2015－05－04；編輯：鐘國利