CN1141256C - 一种处理循环水系统生物粘泥的方法 - Google Patents
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Abstract
一种处理循环水系统生物粘泥的方法，是先加入碱性物质，使循环水pH值提高到10～14，对生物粘泥进行碱溶，再加入杀菌剂，将未溶解的生物粘泥进行杀灭。与现有技术相比，本发明方法不但能有效地将生物粘泥从附着物上剥离和清洗，而且能有效地降解和杀灭生物粘泥，同时还可抑制设备的腐蚀和结垢。本发明方法不仅操作简单易行，还可以节约水处理剂用量、减少污水排放、降低操作费用。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理循环水系统生物粘泥的方法，确切地说，是用于剥离、清洗、溶解和杀灭循环水系统生物粘泥的方法。
技术背景
循环冷却水的处理在20世纪三十年代是通过简单的加酸来防止碳酸钙沉积，到五、六十年代开始使用专用的水处理剂进行阻垢、缓蚀和杀菌处理。近些年来，随着对水处理药剂的不断研究和开发，水处理方案也在不断改进，由早期的聚磷酸盐水处理剂的加酸运行方案发展到多种配方的自然pH值运行方案，不仅使处理效果大大提高，而且对环保也更为有利。
但是，由于换热器的穿孔或封头垫片的失效等引起的物料泄漏是循环水系统存在的较为普遍的现象，目前还没有一个很好的解决办法。泄漏的有机物和所使用的有机水处理剂都是微生物很好的营养源，微生物的大量繁殖导致大量的生物粘泥沉积在换热器上，使换热器的换热效率大幅度降低，不能满足工业生产的要求，同时引起设备的严重腐蚀和穿孔，形成恶性循环。对循环水系统形成的生物粘泥，现有技术一般是加入表面活性物质，如二甲基苄基十四烷基氯化铵等季铵盐，或生物酶制剂如舒而果(Surgo)等进行剥离和清洗。这些方法虽然对生物粘泥都有一定的剥离和清洗效果，但均不能溶解和杀灭生物粘泥。此外，季铵盐还存在发泡严重的问题，舒而果存在价格昂贵的问题。这些问题一方面使生物粘泥得不到彻底清除，另一方面使也浪费水资源、污染环境和增加处理费用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种简单、有效、经济的生物粘泥处理方法，解决循环水系统因生物粘泥滋生而导致换热器换热效率下降、水冷器腐蚀、凉水塔布水孔、填料和隔栅堵塞等问题。
本发明提供的循环水系统生物粘泥的处理方法的核心是加入碱性物质，以提高现行循环水系统的pH值，使循环水pH值从目前的7.5～9.2提高到10～14，在该pH值范围可溶解生物细胞和微生物的代谢物，同时加入杀菌剂，将未溶解的微生物杀死。
本发明提供的处理循环水系统生物粘泥的方法包括：加入碱性物质使循环水pH达到10～14，优选11.0～13.5，对生物粘泥进行碱溶，一般运行时间为0～96h，再加入杀菌剂将未溶解的微生物杀死，一般运行时间为4～72h。
本发明所说的碱性物质可以是碱金属的氧化物、氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐，或其混合物。具体地说可以选自NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3、KHCO3、Na2O、K2O、Li2O、LiOH、Li2CO3和LiHCO3之一或其中两种或两种以上的混合物。优选NaOH和KOH，投加浓度为50～2000mg/L，优选150～800mg/L，循环水pH值控制在10～14，优选11.0～13.5。
本发明所说的杀菌剂可以选自卤素、次卤酸盐、季铵盐类和季磷盐类或其混合物。具体地说选自氯气、次氯酸钠、次氯酸钾、次氯酸钙、二氯异氰尿酸、三氯异氰尿酸、二氧化氯、溴水、次溴酸钠、次溴酸钾、次溴酸钙、季铵盐类和季磷盐类之一或其中两种或两种以上的混合物。优选次氯酸钠、二氯异氰尿酸和三氯异氰尿酸。杀菌剂投加浓度为10～300mg/L，优选50～100mg/L。
用本发明方法处理循环水系统的生物粘泥时，在排放循环水时只需加入无机酸，调节pH值到6.5～8.5即可排放，不污染环境。
用本发明方法处理循环水系统的生物粘泥时，对循环水中粘泥量达3000mL/m3的严重情况也十分有效，与现有技术对粘泥只具有一定的剥离和清洗作用相比，本发明对粘泥的溶解和杀灭作用尤为突出。而且本发明操作简单，不污染环境，处理费用低。
本发明方法不仅可以处理生物粘泥，还可以抑制循环水系统的腐蚀和结垢。现有技术认为，在低pH值下，水的腐蚀性强，结垢性弱，微生物易于繁殖，而在高pH值下，则相反，水的腐蚀性弱，微生物不易繁殖，但结垢性强，而且一般认为pH值高于9.5时，水冷器结垢难以控制。因此，尚未检索到在pH值高于9.5的条件下处理和运行循环水的方法。
本发明克服了现有技术的偏见，采用在9.5～14的高pH值下处理生物粘泥的同时，还可以避免结垢，这是由于，在现有技术采用的低pH值下，碳酸钙、碳酸镁生成速度比较缓慢，逐渐沉积在水冷器的换热壁上，形成难以除去的硬垢。而在本发明采用的高pH值下，循环水流经凉水塔时从空气中吸收大量的二氧化碳，与水中的氢氧化钙、氢氧化镁等迅速生成碳酸钙、碳酸镁等悬浮于水中的软垢，随着循环水的流动很容易被旁滤器捕获而被除去，使水的结垢性大幅度降低。
因此，本发明方法即使不投加其它缓蚀阻垢剂，碳钢腐蚀速率也可以控制在0.075mm/a以下，粘附速率控制在20mg/cm2.mon.以内。
具体实施方式
实施例1
本实施例为采用不同浓度的氢氧化钠对生物粘泥的处理结果。
取500mL有标号的锥形瓶7只，分别加入200mL去离子水，500mg从循环水现场新取到的生物粘泥，并在其中标号为1、2和3的锥形瓶中加入不同体积的浓NaOH溶液，使其浓度分别为150，500，1000mg/L，在标号为0的锥形瓶中不加药剂。将上述溶液在室温下静置48h后观测现象，并加入5％的硫酸水溶液调节试液的pH值至6.5～8.5，用滤纸过滤，称量滤渣，结果如表1所示。
对比例
参照实施例1的方法，在标号为4、5和6的锥形瓶中分别加入200mL去离子水，500mg从循环水现场新取到的生物粘泥，以及不同体积的舒而果水溶液使其浓度分别为2，5，10mg/L(该药剂推荐使用浓度)，将上述溶液在室温下静置48h后观测现象，并用滤纸过滤，称量滤渣，结果如表1所示。
表1
| 序号 | 药剂名称 | 药剂浓度mg/L | 粘泥重量mg | 滤渣重量mg | 现象 |
| 0 | 无 | 0 | 500 | 510 | 粘泥无变化、有粘性 |
| 1 | 氢氧化钠 | 150 | 500 | 310 | 粘泥分散、减少、无粘性 |
| 2 | 氢氧化钠 | 500 | 500 | 175 | 粘泥分散、减少、无粘性 |
| 3 | 氢氧化钠 | 1000 | 500 | 103 | 粘泥分散、减少、无粘性 |
| 4 | 舒而果 | 2 | 500 | 504 | 粘泥无变化、有粘性 |
| 5 | 舒而果 | 5 | 500 | 495 | 粘泥无变化、有粘性 |
| 6 | 舒而果 | 10 | 500 | 498 | 粘泥无变化、有粘性 |
实施例2
本实施例为采用不同浓度的杀菌剂对生物粘泥的处理结果。
取500mL有标号的锥形瓶4只，分别加入200mL去离子水和500mg从循环水现场新取到的生物粘泥，以及一定体积的浓氢氧化钠水溶液，使其浓度达到500mg/L，氢氧化钠水溶液加入后立即摇匀，在室温下静置48h后，再在标号为1、2和3的锥形瓶分别加入不同体积的浓度为2000mg/L的三氯异氰尿酸水溶液，使其浓度分别为50、100和300mg/L，药剂加入后立即摇匀，在标号为4的锥形瓶中不加三氯异氰尿酸，在室温下静置48h后观察现象，并加入5％的硫酸水溶液调节试液的pH值至6.5～8.5后，用滤纸进行过滤，称量滤渣，结果如表2所示。
实施例3
本实施例为对不同浓度的生物粘泥的处理结果。
取500mL有标号的锥形瓶5只，分别加入200mL去离子水，浓度为10％的NaOH水溶液1mL，在标号为1、2、3、4和5的锥形瓶中分别加入10、50、100、200和500mg从循环水现场新取到的生物粘泥，NaOH水溶液和生物粘泥加入后立即摇匀，在室温下静置48h后，再分别加入浓度为2000mg/L的三氯异氰尿酸水溶液10mL后立即摇匀，再次在室温下静置48h时观察现象，并加入5％的硫酸水溶液调节试液的pH值至6.5～8.5后，用滤纸进行过滤，称量滤渣，结果如表3所示。
表2
| 序号 | 杀菌剂mg/L | 氢氧化钠mg/L | 粘泥重量mg | 滤渣重量mg | 现象 |
| 1 | 50 | 500 | 500 | 145 | 粘泥分散、减少、变白、无粘性、无气泡附着 |
| 2 | 100 | 500 | 500 | 97 | 粘泥分散、减少、变白、无粘性、无气泡附着 |
| 3 | 300 | 500 | 500 | 52 | 粘泥分散、减少、变白、无粘性、无气泡附着 |
| 4 | 0 | 500 | 500 | 170 | 粘泥分散、减少、无粘性、有气泡附着 |
表3
| 序号 | 氢氧化钠mg/L | 杀菌剂mg/L | 粘泥重量mg | 滤渣重量mg | 现象 |
| 1 | 500 | 100 | 10 | ～0 | 粘泥消失 |
| 2 | 500 | 100 | 50 | 2 | 粘泥几乎消失 |
| 3 | 500 | 100 | 100 | 7 | 粘泥分散、极少、变白、无粘性、无气泡附着 |
| 4 | 500 | 100 | 200 | 15 | 粘泥分散、减少、变白、无粘性、无气泡附着 |
| 5 | 500 | 100 | 500 | 53 | 粘泥分散、减少、变白、无粘性、无气泡附着 |
实施例4
本实施例为对不同钙硬的水质处理生物粘泥的结果。
取500mL有标号的锥形瓶4只，分别加入200mL去离子水和500mg从循环水现场新取到的生物粘泥，并在标号为1、2、3和4的锥形瓶中分别补加钙硬0、50、100和200mg/L后立即摇匀，再加入浓度为10％的NaOH水溶液1mL后立即摇匀，在室温下静置48h后，再分别加入浓度为2000mg/L的三氯异氰尿酸水溶液10mL后立即摇匀，在室温下静置48h观察现象，并加入5％的硫酸水溶液调节试液的pH值至6.5～8.5后，用滤纸进行过滤，称量滤渣，结果如表4所示。
表4
| 序号 | 钙硬mg/L | 氢氧化钠mg/L | 粘泥重量mg | 滤渣重量mg | 现象 |
| 1 | 0 | 500 | 500 | 51 | 粘泥分散、减少、变白、无粘性、无气泡附着 |
| 2 | 50 | 500 | 500 | 53 | 粘泥分散、减少、变白、无粘性、无气泡附着 |
| 3 | 100 | 500 | 500 | 55 | 粘泥分散、减少、变白、无粘性、无气泡附着 |
| 4 | 200 | 500 | 500 | 48 | 粘泥分散、减少、变白、无粘性、无气泡附着 |
实施例5
本实施例是旋转挂片腐蚀试验，参照HG/T2159-91进行。采用北京自来水质，其中钙硬104mg/L，碱度147mg/L，pH7.6。试验水中分别加入不同浓度的NaOH和150mg/L三氯异氰尿酸，运行72h，结果如表5所示。
表5
| 序号 | 氢氧化钠mg/L | 杀菌剂mg/L | 腐蚀速率mm/a |
| 1 | 100 | 150 | 2.155 |
| 2 | 300 | 150 | 0.333 |
| 3 | 500 | 150 | 0.017 |
| 4 | 700 | 150 | 0.009 |
Claims (8)
1.一种处理循环水系统生物粘泥的方法，包括：加入碱性物质，使循环水pH值提高到10～14，对生物粘泥进行碱溶，加入杀菌剂杀灭未溶解的生物粘泥。
2.按照权利1所说的处理方法，其特征在于，先加入碱性物质提高pH到11.0～13.5，运行0～96h，加入杀菌剂，运行4～72h。
3.按照权利1所说的处理方法，其特征在于，所说碱性物质选自碱金属的氧化物、氢氧化物、碳酸盐和碳酸氢盐或其混合物。
4.按照权利1或3所说的处理方法，其特征在于，所说碱性物质选自NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3、KHCO3、Na2O、K2O、Li2O、LiOH、Li2CO3和LiHCO3之一或其中两种或两种以上的混合物。
5.按照权利1所说的处理方法，其特征在于，所说杀菌剂选自卤素、次卤酸盐、季铵盐类和季磷盐类或其混合物。
6.按照权利1或5所说的处理方法，其特征在于，所说的杀菌剂选自氯气、次氯酸钠、次氯酸钾、次氯酸钙、二氯异氰尿酸、三氯异氰尿酸、二氧化氯、溴水、次溴酸钠、次溴酸钾、次溴酸钙、季铵盐和季磷盐之一或其中两种或两种以上的混合物。
7.按照权利1所说的处理方法，其特征在于，所说杀菌剂投加浓度为10～300mg/L。
8.按照权利7所说的处理方法，其特征在于，所说杀菌剂投加浓度为50～100mg/L。
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