工业循环水零排放技术

     

循环水零排放技术是优化了传统水处理工艺与现有水处理技术弊病的基础上开发而成，颠覆了传统多种药剂不能高倍率运行的工况，运用绿色环保技术控制了微生物的生长，杜绝了黏泥的产生，循环水零排放系统稳定运行得到了双重保护。同时杜绝了化学产品的二次污染，彻底解决了循环水基本零排放的难题。使大化的节水减排变为现实。实现了一种绿色化学品加水质净化器而不排污的结果。真真正正做到了循环水基本零排放

一、循环水零排放技术

（发明号：  201410386644.9。   201610778029.0）

1.1  LJ-120水稳剂工作目的

          LJ-120水质稳定剂主要是指用于工业循环水处理的无磷助剂，目的是对循环水系统基本不排污工况下的结垢及腐蚀干扰与控制，提高运行效果，延长设备使用寿命。同时为企业的生产起到节水、节能、降耗、抑制废水排放的目的。（水质稳定剂号201310148545.2）

1.2  LJ--120水稳剂抑垢作用

我公司自行研发的LJ-120高效节水环保水质稳定剂不同于传统的有机、无机磷复配产品，它是含有多种新型的螯合基团，它们能够和水中的钙离子和镁离子络合，形成具有立体结构的多元环状大分子存在水中。从而增大了钙、镁离子在水中的溶解度,因而可以防止这些离子在设备表面生成垢盐。

1.3  LJ-120水稳剂防垢作用

          在水中加入药剂之后，虽然增大了钙镁离子在水中的溶解度，但并不能完全阻止碳酸钙和碳酸镁从水中析出。随着浓缩倍数的增大，水中的钙镁离子的浓度越来越大，超过一定的平衡浓度之后，碳酸钙和碳酸镁就会析出来。LJ-120水质稳定阻垢缓蚀剂类似于我们常用的液体洗涤剂的结构，在水中形成胶束状的物质，能吸附已结晶出的碳酸钙和其它垢微粒。所吸附的微粒带有相同的电荷，由于静电斥力的作用，阻碍了微晶体相互结合生成大的晶体沉积在器壁上，使之分散在流动的水中。流入循环水池后，这些絮凝物会慢慢凝聚自然沉降到水池底部，随排污排出系统之外。

1.4  LJ-120水质稳剂阻垢作用

         垢盐是一种晶体，成垢的阳离子和阴离子分别有规则地排列在各自的晶格位置上，在无外力阻碍下，晶体慢慢长大。上面说过，水稳剂能和微晶界面上的阳离子发生络合作用，生成的络合物占据了晶体正常生长的晶格位置，使晶格发生了畸变，形成了外形不规则的小晶体而悬浮水中，无法在器壁上长大生成硬垢。通过循环水系统的运行，热阻垢率牢牢控制在GB50050-2017标准范围内。

1.5  LJ-120水稳剂的缓蚀机理

          药剂中的缓蚀组份种类繁多，其中一类是具有极性的有机化合物，含有N`、S、O等官能团，其亲水基团能定向的吸附在金属表面上，而疏水基团阻止水和氧向金属表面扩散，从而形成一层均匀的吸附薄膜，

起到缓蚀作用；另一类多是无机化合物，易于与水中的离子发生化学反应，在金属表面形成一层难溶的沉淀物或络合物，因而起到抑制腐蚀的作用；第三类是自身具有氧化性或以水中的溶解氧作为氧化剂使金属表面生成钝化膜，减缓金属的腐蚀。我们的药剂中含有前两种成分，可以使这层膜增厚增强，不易被破坏，有效的对金属起到了保护作用，也就是说起到了缓蚀作用。通过实际运行循环水系统中各种金属材质的腐蚀速率牢牢控制在GB-50050-2017标准范围内。

经过以上水稳剂的叁叁机理使循环水系统可以大大提高运行倍率，但是循环水中的离子随着时间的推移会逐步聚集。为了达到水中的盐分平衡运行，用以下技术彻底解决。

二、LJX水质净化器

2.1水质净化器机理

水质净化器是利用电磁化学原理技术通过惰性电极在电厂作用下，通过阴、阳极的氧化、还原反应，使阳极产生OH、H2O2、O3、HClO等强氧化性物质，发挥防腐除锈、杀菌灭藻的作用，阴极发生还原作用。

2.2除垢及杀菌机理

水中Ca2+、Mg2+以Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2的形态存在，在电场作用下， Ca2+、Mg2+等正离子会在阴极板上析出，生成CaCO3、 MgCO3等固体，此固体通过人工或自动控制从水体中分离。循环水硬度的下降，起到防结垢的作用。

           Cl-在极板处会生成Cl2、HOCl、OCl-，既可减少水中的氯离子，又能发挥杀菌灭藻的作用。

2.3高频电磁震荡作用

          （1）通过脉冲震荡及方行波更好的打散水分子团，增强水的活性从而增强水对钙镁离子的溶解性，实现更强阻垢能力。

          （2）通过快速的脉冲频率转换可以延长电化学阳极的钝化周期，增强阳极的使用寿命。

          （3）高频震荡波会破坏细菌及微生物的新陈代谢功能，抑制细菌等生物粘泥的增长。

2.4运行效果

         水质净化器电极材料不同于传统惰性电极材料，电化学装置采用贵金属掺杂的石墨材料作为电极，显著提高电化学反应活性，提高水中Cl-转化率，不仅提高杀菌灭藻效果，更有利于降低循环水Cl-浓度，解决了高浓缩倍率下Cl-浓度过高引起的腐蚀。

           通过设备的实际运行，使系统中的微生物牢牢控制在在GB-50050-2017标准范围内。

2.5技术优势

          2.5.1、环保无二次污染；

          2.5.2、将成垢离子以固态形式取出，从根本上消除离子浓度对循环冷却水的影响；

2.5.3、能逐渐清除管道系统内的老垢；

2.5.4、杀菌灭藻效果优异；

2.5.5、较大的提高了浓缩倍数，省水；

2.5.6、独立旁流，安装及运行不影响冷却系统运行。

2.5.7、操作简单，专业性要求低、易于人员安排。

三、基本零排放工艺设计说明

           在循环水入口或出水口管线处找合适位置接旁路管线引流5%的流量进入水质净化器，单台水质净化器能力处理为(1000立方/h-5000立方/h)，故此系统设计水质净化器台数依据循环水水量而定。

四、旁滤系统

循环水系统90%以上的冷却方式为敞开式冷却塔降温，在系统运行中空气中的微生物、胶体、灰尘、SS、悬浮物、微生物残核、有型颗粒等有害物质在系统中不断积累，对循化水系统的运行有一定的影响，为了消除其影响，通过物理方式把有害物质彻底分理出水体----旁滤。通过旁滤系统的运行使水中的浊度小于GB50050-2017标准。

通过以上三个单元的优化组合，实现了一种绿色化学品+水质净化器+过滤器而不排污的结果。真真正正做到了循环水基本零排放。

五、经济分析

          以10000m³/h循环量为例（温差10度、浓缩倍率按4倍）计算。

设备投资300万元，寿命10年，水资源费5元/m³排污费5元/m³。

    本技术：年节省50m³/h*10元/m³*24h/天*330天/年=396万元

    本技术：投资回报率100%，当年投资盈利平衡。

    本技术：符合当前生态用水绿色发展新政策，并为企业节水减排，增效降耗、绿色发展提供了有力的技术支撑与保障。

注明：1、本技术2013年被工信部录入推光。

          2、本技术2014年被科技部鉴定。  

          3、本技术助剂为环保型无磷产品。

         4、本技术在循环水运行中只用一种水质稳定剂即可。

六、适用范围；

本技术可广泛用于热电、橡胶、氯碱、炼钢、制药、炼油、煤化工、水泥、集中供热等所有循环水的行业。