CN103803717A

CN103803717A - 一种中水回用于循环冷却水系统的方法

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Publication number: CN103803717A
Application number: CN201210448303.0A
Authority: CN
Inventors: 吴颖; 王岽; 郦和生; 魏新; 王洪英
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: CN103803717B

Abstract

本发明公开了一种中水回用于循环冷却水系统的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）中水中加入石灰软化处理后固液分离；（2）在步骤（1）固液分离后得到的中水中加入硅酸盐作为缓蚀剂；（3）将步骤（2）中加入硅酸盐后的中水作为循环冷却水的补水加入到循环冷却水系统中的循环冷却水中；（4）向步骤（3）中加入中水后的循环冷却水中加入聚合物阻垢分散剂。本发明的方法，从中水输送到循环冷却水系统运行的全过程，可实现“无磷”操作，避免了循环水排污造成水体富营养化的风险，且有效地降低中水对输送管道的腐蚀。

Description

一种中水回用于循环冷却水系统的方法

技术领域

本发明涉及一种中水回用于循环冷却水系统的方法。

背景技术

当今水资源日益短缺，为了实现水资源的可持续利用，中水作为一种可靠的、可以重复利用的第二水源越来越受到关注。中水主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准，在一定范围内可重复使用的非饮用水，其水质指标低于饮用水标准，高于污水允许排入地面水体的排放标准。中水回用在国外已实施很久，回用规模很大，显示了明显的经济效益。

我国工业用水量巨大，其中以循环冷却水用量所占比例最大，且循环冷却水系统对其补充水的水质要求较其他生产过程略低。若能将中水回用于工业循环冷却水，不仅可以节约大量的新鲜水，而且可以有效缓解城市用水的供需矛盾。但是，中水回用于循环冷却水在其输送过程和后续的循环冷却水运行过程中还存在一些问题。

首先，中水与新鲜水在水质上有一定差距，因此在输送过程中，中水对管道腐蚀也要比新鲜水严重。管道腐蚀不仅会引起管壁变薄及穿孔漏水，缩短管道使用寿命，降低管道输水能力和增加输水能耗等，而且会导致中水水质变差，增加其进入循环水后的使用难度。目前，国内对中水输送过程尚未采取有效的防护措施。

其次，在循环冷却水系统中，现今应用最多的处理方法是化学法，即通过投加缓蚀剂来抑制系统的腐蚀，而国内在循环冷却水处理中应用最广、最成功的缓蚀剂是含磷缓蚀剂。由于众所周知的磷酸盐对环境的危害，含磷缓蚀剂的使用已逐渐受到限制，循环冷却水处理亟待“无磷化”。

CN1887749A公开了一种绿色环保复合型阻垢缓蚀剂及其应用。以重量百分比计，该阻垢缓蚀剂包括40-45%的腐植酸钠、25-30%的聚环氧琥珀酸钠、20-25%的硼砂及10-15%的纯碱。本发明由有机和无机的缓蚀阻垢剂、分散螯合剂、辅助剂复配而成，配方成份具有明显的协同作用，与杀菌剂兼容性好，对铁离子和卤素耐受性好。但该发明没有涉及对中水的处理。

CN101125713A公开了一种专用于封闭式循环水系统的液体型缓蚀剂，并涉及它的应用和制备方法。本缓蚀剂含有下述组分和重量百分比含量：硼砂5.5-10%、苛性碱1.0-3.0%、硅酸盐3.5-4.2%、亚硝酸盐6.4-12.4%、2-巯基苯并噻唑0.1-1.0%，剩余为水。

尽管目前国内外研究者曾对硅酸盐的缓蚀作用进行过研究，也有部分文献和专利将硅酸盐与其他药剂一起组成循环冷却水系统的缓蚀剂配方。但目前的文献中报道的含硅酸盐的缓蚀剂配方与本发明采用的缓蚀剂的配方均存在不同。此外，目前的技术均未将经过石灰处理的中水再用硅酸盐进行处理，用来缓解中水输送过程中管道的腐蚀问题，更没有技术将采用石灰、硅酸盐处理后的中水引入循环冷却水系统中，通过石灰处理后的中水的硬度偏低、pH值偏碱性，加之硅酸盐的缓蚀作用，免除含磷缓蚀剂在中水作为循环冷却水补水的循环冷却水系统中的应用。

发明内容

针对目前中水回用于循环冷却水系统中时，存在中水在输送过程中对管道的腐蚀问题以及循环冷却水中需要加入含磷缓蚀剂的问题，本发明的目的是提供一种能有效抑制对中水输送管道和循环冷却水系统的腐蚀、且不用含磷缓蚀剂的中水回用于循环冷却水的方法。

本发明提供一种中水回用于循环冷却水系统的方法，该方法包括以下步骤：

（1）向中水中加入石灰软化处理后固液分离；

（2）在步骤（1）固液分离后得到的中水中加入硅酸盐作为缓蚀剂；

（3）将步骤（2）中加入硅酸盐后的中水作为循环冷却水的补水加入到循环冷却水系统中的循环冷却水中；

（4）向步骤（3）中加入中水后的循环冷却水中加入聚合物阻垢分散剂。

采用本发明提供的中水回用于循环冷却水的方法，一方面可以保障中水输送的安全；另一方面，中水进入循环冷却水系统后，不再存在腐蚀问题，且结垢风险较低，降低了循环冷却水处理的难度。总体上，从中水输送到循环冷却水系统运行的全过程，可实现“无磷化”操作，从而显著降低了循环冷却水系统排污造成水体富营养化的风险。

具体实施方式

本发明提供一种中水回用于循环冷却水的方法，其中，该方法包括以下步骤：

（1）向中水中加入石灰软化处理后固液分离；

按照本发明，“中水”指将排放的生活污水、工业废水回收，经过处理后可以再利用的水，也称再生水。城市污水经处理设施深度净化处理后的水（包括污水处理厂经二级处理再进行深化处理后的水和大型建筑物、生活社区的洗浴水、洗菜水等集中经处理后的水）统称“中水”。其水质介于自来水（上水）与排入管道内污水（下水）之间，亦故名为“中水”。其主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。所述中水的COD值一般在100mg/L以下，通常为15-100mg/L。按照再生水回用于工业循环冷却用水标准，本发明的中水COD应≤60mg/L。

本发明中所述“极限粘数”又称为特性粘数，是指单位质量的高分子在溶液中所占体积的大小。本发明中，极限粘数采用GB/T 22593-2008水处理剂极限粘数测定方法测定。

根据本发明所述的方法，步骤（1），本发明向中水中加入的石灰为生石灰或熟石灰。投加时可直接加入固体，也可先配成石灰乳再投加。石灰的投加量可根据中水的硬度和处理要求进行调节。通常情况下，石灰的投加量以中水的硬度小于100mg/L为准。由于中水中的磷酸盐的含量较低，通常，采用石灰处理后，磷酸盐会全部得到去除。

根据本发明所述的方法，本发明对步骤（1）中的固液分离方法没有特殊要求，可以为现有技术用于水处理的各种固液分离方法。

根据本发明所述的方法，本发明对所述硅酸盐缓蚀剂的种类和用量没有特殊的限制，优选地，所述硅酸盐为硅酸钠和/或硅酸钾，其模数为1.5-3.5，进一步优选为2.5-3.5。从缓蚀效果考虑，以每升所述中水为基准，以SiO₂计，所述硅酸盐的加入量为10-40mg/L，进一步优选15-30mg/L。

根据本发明所述的方法，本发明对所述聚合物阻垢分散剂的种类和用量没有特殊的限制，所述聚合物阻垢分散剂的具体实例可以但不限于为：所述聚合物阻垢分散剂选自(甲基)丙烯酸-2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物（(甲基)丙烯酸和2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚产物）、(甲基)丙烯酸-异戊二烯磺酸聚合物、(甲基)丙烯酸-乙烯基磺酸聚合物、(甲基)丙烯酸-异丁烯磺酸-N-丙烯酰基吗啉聚合物（(甲基)丙烯酸和-异丁烯磺酸和N-丙烯酰基吗啉共聚产物）、(甲基)丙烯酸-2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-丙烯酰基吗啉聚合物（(甲基)丙烯酸、2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和N-丙烯酰基吗啉共聚产物）、(甲基)丙烯酸-乙烯基磺酸-(甲基)丙烯酸羟乙酯-N-丙烯酰基吗啉聚合物（(甲基)丙烯酸、乙烯基磺酸、(甲基)丙烯酸羟乙酯和N-丙烯酰基吗啉共聚的产物）和乙二醇单甲基丙烯酸酯-2-甲基-1,3-丁二烯-1-磺酸聚合物（乙二醇单甲基丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丁二烯-1-磺酸共聚产物）中的至少一种；以每升所述循环冷却水为基准，所述聚合物阻垢分散剂的加入量为5-20mg/L，优选8-15mg/L。

根据本发明，在所述聚合物阻垢分散剂为共聚物阻垢分散剂的实施方式中，本发明对于所述聚合物阻垢分散剂中各种单体的种类及其重量比没有特别要求，所述共聚物阻垢分散剂可以为本领域常用的各种共聚物阻垢分散剂，只要该共聚物能起到阻垢和防垢的效果即可。优选地，控制30℃时所述共聚物阻垢分散剂的极限粘数为0.058-0.126dl/g；在所述聚合物阻垢分散剂为均聚物阻垢分散剂的实施方式中，所述均聚物阻垢分散剂可以为本领域常用的各种共均聚物阻垢分散剂，本发明对于所述聚合物阻垢分散剂中各种单体的种类没有特别要求，只要该均聚物能起到阻垢和防垢的效果即可。优选地，控制30℃时所述均聚物阻垢分散剂的极限粘数为0.058-0.126dl/g即可。

本发明所述的聚合物阻垢分散剂均可以商购得到，也可根据需要实验室合成得到。合成的方法为本领域技术人员的公知常识，在此不再赘述。

根据本发明所述的方法，当循环冷却水系统的设备为采用铜质材料制备时，为了进一步抑制循环冷却水对系统中铜质设备的腐蚀，该方法还包括在步骤（4）中加入铜材缓蚀剂。在此情况下，本发明对步骤（4）中的聚合物阻垢分散剂和铜材缓蚀剂的投加顺序没有严格的限制，可以同时投入聚合物阻垢分散剂和铜材缓蚀剂，也可以先加聚合物阻垢分散剂，再加铜材缓蚀剂。优选地，聚合物阻垢分散剂和铜材缓蚀剂之间加入的时间间隔最好不要超过2-30分钟。本发明中，所述时间间隔为前一操作的终点与后一操作的起点之间的时间段。

根据本发明所述的方法，本发明对所述铜材缓蚀剂的种类和用量没有特殊的限制，优选地，所述铜材缓蚀剂选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑和巯基苯并噻唑中的至少一种；以每升所述循环冷却水为基准，所述铜材缓蚀剂的加入量为0.25-4.5mg/L，进一步优选为0.5-4mg/L。

所述唑类缓蚀剂可以与聚合物阻垢分散剂各自分别一起加入步骤（4）加入中水后的循环冷却水中，或混合后一起加入步骤（4）加入中水后的循环冷却水中，所述唑类缓蚀剂还可以在加入聚合物阻垢分散剂之前或之后加入，优选地，加入的时间间隔不超过30分钟。

下面将通过具体实施例对本发明进行进一步的详细描述。

本发明采用GB/T 22593-2008水处理剂极限粘数测定方法测定聚合物阻垢分散剂的极限粘数。

本发明参照中华人民共和国国家标准GB/T 18175-2000“水处理剂缓蚀性能的测定-旋转挂片法”对以下的实施例和对比例进行缓蚀效果评价试验。在对中水管道输送缓蚀效果评价试验中：试验温度为30±1℃；试片转速为120rpm；试验时间为72h；试片材质为20#碳钢。

在对循环冷却水系统缓蚀效果评价试验中：将20#碳钢试片或H62黄铜试片固定在挂片仪上，分别放入实施例或对比例的试验用水，恒定温度45±1℃，保持转速75rpm旋转72h，记录试验前后试片的重量，计算平均腐蚀速度。

平均腐蚀速度计算公式为：

C:计算常数，以mm/a(毫米/年)为单位时，C=8.76×10⁷

△W：试件的腐蚀失重(g)；A：试件的面积(cm²)；T：腐蚀试验时间(h)

ρ：试件材料的密度(kg/m³)

腐蚀速度好坏采用国家标准GB50050－2007《工业循环冷却水处理设计规范》和中国石油化工总公司生产部和发展部编制的《冷却水分析和试验方法》中《试验室小型模拟试验法》的规定进行评定。

试验用中水和新鲜水水质见表1。

表1试验用水水质

项目	检测方法	中水1	中水2	中水3	新鲜水
						COD/(mg/L)	GB 11914-1989	11	23	18	0
Ca²⁺/(mg/L)	GB/T6910-1986	87.9	156.2.	246.6	188.5
						总硬度/(mg/L)	GB/T15452-2009	102.3	188.4	315.5	223.2
总碱度/(mg/L)	GB/T15451-2006	93.4	145.5	241.7	217.4
						Cl^-/(mg/L)	GB/T6905.3-1986	23.3	35.4	77.8	31.5
SO₄ ^2-/(mg/L)	Q/SH3155.S08.008-2006	32.5	28.7	92.1	58.7
						电导率/(μS/cm)	GB/T6908-1986	298	592	1115	874
pH	GB/T6904.1-1986	7.54	7.67	7.84	7.64
						总磷/(mg/L)	HG/T3540-1990	0.68	1.27	1.41	0
正磷/(mg/L)	HG/T3540-1990	0.64	1.23	1.38	0

注：Ca²⁺、总碱度、总硬度均以CaCO₃计；总磷、正磷均以PO₄ ^3-计。

以下实施例中，所有的水处理药剂的浓度均指有效浓度，即每种水处理药剂中的有效成分的浓度。

制备例1

在反应釜中加入990g丙烯酸，510g2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，3500g去离子水，90g过硫酸铵，通高纯氮气除氧0.5h，继续通氮气直至聚合釜中热电偶开始升温，反应温度80℃，反应时间2h。聚合反应结束后冷却得到质量浓度为30%的丙烯酸/2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物溶液。测得丙烯酸/2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物30℃时的极限粘数为0.095dL/g。

实施例1

以中水1为试验用水，向其中加入熟石灰，以每升中水为基准，熟石灰（以CaCO₃计）的加入量为120mg/L，过滤后的清液加硅酸钠（n=3.0）（以SiO₂计）30mg/L，以此进行中水管道输送腐蚀评价试验。将上述中水浓缩5.5倍，加入制备例1制得的丙烯酸/2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物溶液使得丙烯酸/2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物的有效浓度为15mg/L和加入巯基苯并噻唑3.0mg/L，以此进行循环冷却水系统腐蚀评价试验。两次试验结果见表2。

制备例2

在反应釜中加入1200g丙烯酸，300g异戊二烯磺酸，3500g去离子水，90g过硫酸铵，通高纯氮气除氧0.5h，继续通氮气直至聚合釜中热电偶开始升温，反应温度80℃，反应时间2h。聚合反应结束后冷却得到质量浓度为30%的丙烯酸/异戊二烯磺酸聚合物溶液。测得30℃时丙烯酸/异戊二烯磺酸的极限粘数为0.069dL/g。

实施例2

以中水2为试验用水，向其中加入石灰乳，以1L中水为基准，石灰乳（以CaCO₃计）的加入量为220mg/L，过滤后的清液加硅酸钠（n=2.5）（以SiO₂计）15mg/L，以此进行中水管道输送腐蚀评价试验。将上述中水浓缩4.5倍，加入制备例2制得的丙烯酸/异戊二烯磺酸聚合物溶液使得丙烯酸/异戊二烯磺酸聚合物的有效浓度为8mg/L，以此进行循环冷却水系统腐蚀评价试验。两次试验结果见表2。

制备例3

在反应釜中加入945g丙烯酸，555g乙烯基磺酸，3500g去离子水，90g过硫酸铵，通高纯氮气除氧0.5h，继续通氮气直至聚合釜中热电偶开始升温，反应温度80℃，反应时间2h。聚合反应结束后冷却得到质量浓度为30%的丙烯酸/乙烯基磺酸聚合物溶液。测得丙烯酸/乙烯基磺酸聚合物30℃时的极限粘数为0.107dL/g。

实施例3

以中水3为试验用水，向其中加入生石灰，以每升中水为基准，生石灰（以CaCO₃计）的加入量为390mg/L，过滤后的清液加硅酸钠（n=3.5）（以SiO₂计）22mg/L，以此进行中水管道输送腐蚀评价试验。将上述中水浓缩3.5倍，加入制备例3制得的丙烯酸/乙烯基磺酸聚合物溶液使得丙烯酸/乙烯基磺酸聚合物的有效浓度为12mg/L和苯并三氮唑2.0mg/L，以此进行循环冷却水系统腐蚀评价试验。两次试验结果见表2。

制备例4

在反应釜中加入825g丙烯酸，300g异丁烯磺酸，375gN-丙烯酰基吗啉，3500g去离子水，90g过硫酸铵，通高纯氮气除氧0.5h，继续通氮气直至聚合釜中热电偶开始升温，反应温度80℃，反应时间2h。聚合反应结束后冷却得到质量浓度为30%的丙烯酸/异丁烯磺酸/N-丙烯酰基吗啉聚合物溶液。测得丙烯酸/异丁烯磺酸/N-丙烯酰基吗啉聚合物30℃时的极限粘数为0.126dL/g。

实施例4

以中水1为试验用水，向其中加入生石灰，以每升中水为基准，生石灰（以CaCO₃计）的加入量为120mg/L，过滤后的清液加硅酸钾（n=3.5）（以SiO₂计）16mg/L，以此进行中水管道输送腐蚀评价试验。将上述中水浓缩3.5倍，加入制备例4制得的丙烯酸/异丁烯磺酸/N-丙烯酰基吗啉聚合物溶液使得丙烯酸/异丁烯磺酸/N-丙烯酰基吗啉聚合物的有效浓度为10mg/L，以此进行循环冷却水系统腐蚀评价试验。两次试验结果见表2。

制备例5

在反应釜中加入945g丙烯酸，270g乙烯基磺酸，135g丙烯酸羟乙酯，150gN-丙烯酰基吗啉，3500g去离子水，90g过硫酸铵，通高纯氮气除氧0.5h，继续通氮气直至聚合釜中热电偶开始升温，反应温度80℃，反应时间2h。聚合反应结束后冷却得到质量浓度为30%的丙烯酸/乙烯基磺酸/丙烯酸羟乙酯/N-丙烯酰基吗啉聚合物溶液。测得丙烯酸/乙烯基磺酸/丙烯酸羟乙酯/N-丙烯酰基吗啉聚合物30℃时的极限粘数为0.115dL/g。

实施例5

以中水3为试验用水，向其中加入熟石灰，以每升中水为基准，熟石灰（以CaCO₃计）的加入量为390mg/L，过滤后的清液加硅酸钠（n=2.0）（以SiO₂计）10mg/L，以此进行中水管道输送腐蚀评价试验。将上述中水浓缩3.0倍，加入制备例5制得的丙烯酸/乙烯基磺酸/丙烯酸羟乙酯/N-丙烯酰基吗啉溶液使得丙烯酸/乙烯基磺酸/丙烯酸羟乙酯/N-丙烯酰基吗啉聚合物的有效浓度为5mg/L，以此进行循环冷却水系统腐蚀评价试验。两次试验结果见表2。

制备例6

在反应釜中加入1350g乙二醇单甲基丙烯酸酯，150g2-甲基-1,3-丁二烯-1-磺酸，3500g去离子水，90g过硫酸铵，通高纯氮气除氧0.5h，继续通氮气直至聚合釜中热电偶开始升温，反应温度80℃，反应时间2h。聚合反应结束后冷却得到质量浓度为30%的乙二醇单甲基丙烯酸酯/2-甲基-1,3-丁二烯-1-磺酸聚合物溶液。测得乙二醇单甲基丙烯酸酯/2-甲基-1,3-丁二烯-1-磺酸聚合物30℃时的极限粘数为0.058dL/g。

实施例6

以中水2为试验用水，向其中加入石灰乳，以每升中水为基准，石灰乳（以CaCO₃计）的加入量为220mg/L，过滤后的清液加硅酸钾（n=2.5）（以SiO₂计）35mg/L，以此进行中水管道输送腐蚀评价试验。将上述中水浓缩5.0倍，加入制备例6制得的乙二醇单甲基丙烯酸酯/2-甲基-1,3-丁二烯-1-磺酸聚合物溶液使得乙二醇单甲基丙烯酸酯/2-甲基-1,3-丁二烯-1-磺酸聚合物的有效浓度为20mg/L和加入甲基苯并三氮唑1.0mg/L，以此进行循环冷却水系统腐蚀评价试验。两次试验结果见表2。

实施例7

以中水3为试验用水，向其中加入石灰乳，以每升中水为基准，石灰乳（以CaCO₃计）的加入量为390mg/L，过滤后的清液加硅酸钠（n=1.5）（以SiO₂计）40mg/L，以此进行中水管道输送腐蚀评价试验。将上述中水浓缩2.5倍，加入制备例3制得的丙烯酸/乙烯基磺酸聚合物溶液使得丙烯酸/乙烯基磺酸聚合物的有效浓度为12mg/L，以此进行循环冷却水系统腐蚀评价试验。两次试验结果见表2。

制备例7

在反应釜中加入1050g丙烯酸，300g2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，150gN-丙烯酰基吗啉，3500g去离子水，90g过硫酸铵，通高纯氮气除氧0.5h，继续通氮气直至聚合釜中热电偶开始升温，反应温度80℃，反应时间2h。聚合反应结束后冷却得到质量浓度为30%的丙烯酸/2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/N-丙烯酰基吗啉聚合物溶液。测得丙烯酸/2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/N-丙烯酰基吗啉聚合物30℃时的极限粘数为0.082dL/g。

实施例8

以中水1为试验用水，向其中加入石灰乳，以每升中水为基准，石灰乳（以CaCO₃计）的加入量为120mg/L，过滤后的清液加硅酸钾（n=1.5）（以SiO₂计）28mg/L，以此进行中水管道输送腐蚀评价试验。将上述中水浓缩6倍，加入制备例7制得的丙烯酸/2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/N-丙烯酰基吗啉聚合物溶液使得丙烯酸/2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/N-丙烯酰基吗啉聚合物的有效浓度为15mg/L和加入苯并三氮唑4mg/L，以此进行循环冷却水系统腐蚀评价试验。两次试验结果见表2。

实施例9

以中水1为试验用水，向其中加入生石灰，以每升中水为基准，生石灰（CaCO₃计）的加入量为120mg/L，过滤后的清液加硅酸钠（n=2.8）（以SiO₂计）12mg/L和硅酸钾（n=2.5）（以SiO₂计）12mg/L，以此进行中水管道输送腐蚀评价试验。将上述中水浓缩5.0倍，加入制备例6制得的乙二醇单甲基丙烯酸酯/2-甲基-1,3-丁二烯-1-磺酸聚合物溶液使得乙二醇单甲基丙烯酸酯/2-甲基-1,3-丁二烯-1-磺酸聚合物的有限浓度为13mg/L，以此进行循环冷却水系统腐蚀评价试验。两次试验结果见表2。

实施例10

以中水2为试验用水，向其中加入熟石灰，以每升中水为基准，熟石灰（以CaCO₃计）的加入量为220mg/L，过滤后的清液加硅酸钠（n=2.0）（以SiO₂计）10mg/L和硅酸钾（n=3.5）（以SiO₂计）10mg/L，以此进行中水管道输送腐蚀评价试验。将上述中水浓缩4.0倍，加入制备例1制得的丙烯酸/2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物溶液使得丙烯酸/2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物的有效浓度为6mg/L、制备例4制得的丙烯酸/异丁烯磺酸/N-丙烯酰基吗啉聚合物溶液使得丙烯酸/异丁烯磺酸/N-丙烯酰基吗啉聚合物的有效浓度为5mg/L和加入巯基苯并噻唑0.5mg/L，以此进行循环冷却水系统腐蚀评价试验。两次试验结果见表2。

对比例1

在不进行石灰软化处理，也不加硅酸盐的条件下，以中水1进行管道输送腐蚀评价试验，结果见表2。

对比例2

在不进行石灰软化处理，也不加硅酸盐的条件下，以中水2进行管道输送腐蚀评价试验，结果见表2。

对比例3

在不进行石灰软化处理，也不加硅酸盐的条件下，以中水3进行管道输送腐蚀评价试验，结果见表2。

对比例4

在不进行石灰软化处理，也不加硅酸盐的条件下，以新鲜水进行管道输送腐蚀评价试验，结果见表2。

对比例5

以中水1为试验用水，向其中加入生石灰（以CaCO₃计）120mg/L，以过滤后的清液进行中水管道输送腐蚀评价试验。结果见表2。

对比例6

以中水2为试验用水，向其中加入硅酸钠（n=2.5）（以SiO₂计）20mg/L，以此进行中水管道输送腐蚀评价试验。结果见表2。

对比例7

以中水3为试验用水，向其中加入硅酸钠（n=3.5）（以SiO₂计）20mg/L，以此进行中水管道输送腐蚀评价试验。结果见表2。

表2 腐蚀评价试验结果

表2结果表明，对比例1-3中三种不同水质中水的腐蚀速率要明显高于对比例4中新鲜水的腐蚀速率。此外，表2的结果还表明，没有经过本发明的方法处理的对比例中的中水的碳钢腐蚀速率大于0.4mm/a，无法满足进入循环冷却水系统的要求。通过本发明提供的方法，实施例1-10向中水中投加了石灰和硅酸盐，大幅降低了中水的腐蚀速率，说明本发明提供的方法能够有效缓解中水对其输送管道的腐蚀。同时，本发明的效果也要显著优于对比例4中以新鲜水为试验对象的腐蚀结果。对比例5-7为三种中水分别单独加入了石灰或硅酸盐的试验结果，可以看出对比例5中单独加入石灰有较为明显缓蚀效果，但与实施例的缓蚀效果还有很大差距；对比例6-7中单独加入硅酸盐，并没有明显的缓蚀效果。

另外，表2结果还表明，依本发明所述方法处理的中水作为补充水回用于循环冷却水系统后，只需加入聚合物阻垢分散剂并可选的加入铜缓蚀剂，系统即可在一定浓缩倍数下保持较低的腐蚀速率，完全满足循环冷却水处理的要求。

实施例11

为了模拟现场，进行了动态模拟试验。动态模拟试验方法按中华人民共和国化工行业标准HG/T2160－91进行，试片材质为20#碳钢；试管材质为H62黄铜。控制参数如下。

水质：表1中中水2，经石灰乳（以CaCO₃计）220mg/L软化，过滤后的清液加硅酸钠（n=2.5）（以SiO₂计）15mg/L。

浓缩倍数（循环冷却水的含盐量与补充水含盐量的比值）：4.5±0.2

pH：自然

流速：1.0m/s

药剂：丙烯酸/异戊二烯磺酸聚合物（聚合物为重量比为80/20的丙烯酸与异戊二烯磺酸单体聚合所得产物，30℃时的极限粘数为0.069dL/g）8mg/L

循环水在换热器入口处的入口温度：32±1℃

循环水进出口温差：8-10℃

运行时间：16天

动态模拟试验结果见表3。

表3 动态模拟试验结果

挂片腐蚀速率(mm/a)	试管粘附速率(mcm)
		0.016	4.8

表3结果表明，应用本发明的方法，将中水回用于循环冷却水，挂片的腐蚀速率为0.016mm/a，优于中国石油化工总公司生产部和发展部编制的《冷却水分析和试验方法》中《试验室小型模拟试验法》“很好级”标准；粘附速率4.8mcm，达到中国石油化工总公司生产部和发展部编制的《冷却水分析和试验方法》中《试验室小型模拟试验法》中的“很好级”标准。

通过本发明的综合处理，可以保证从中水输送到循环冷却水系统运行全过程的安全性，并可实现全程“无磷”操作，从而避免了循环水排污造成水体富营养化的风险。

Claims

1.一种中水回用于循环冷却水系统的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）向中水中加入石灰软化处理后固液分离；

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅酸盐为硅酸钠和/或硅酸钾，所述硅酸盐的模数为1.5-3.5，优选为2.5-3.5。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以每升所述中水为基准，以SiO₂计，所述硅酸盐的加入量为10-40mg/L。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，以每升所述中水为基准，以SiO₂计，所述硅酸盐的加入量为15-30mg/L。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物阻垢分散剂选自(甲基)丙烯酸-2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物、(甲基)丙烯酸-异戊二烯磺酸聚合物、(甲基)丙烯酸-乙烯基磺酸聚合物、(甲基)丙烯酸-异丁烯磺酸-N-丙烯酰基吗啉聚合物、(甲基)丙烯酸-2’-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-丙烯酰基吗啉聚合物、(甲基)丙烯酸-乙烯基磺酸-(甲基)丙烯酸羟乙酯-N-丙烯酰基吗啉聚合物和乙二醇单甲基丙烯酸酯-2-甲基-1,3-丁二烯-1-磺酸聚合物中的至少一种。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，以每升所述循环冷却水为基准，所述聚合物阻垢分散剂的加入量为5-20mg/L，优选8-15mg/L。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述聚合物阻垢分散剂30℃时的极限粘数为0.058-0.126dl/g。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括在步骤（4）中加入铜材缓蚀剂。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述铜材缓蚀剂选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑和巯基苯并噻唑中的至少一种。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，以每升所述循环冷却水为基准，所述铜材缓蚀剂的加入量为0.25-4.5mg，优选为0.5-4mg。