Проблемы оборотного водоснабжения

Основные проблемы оборотного водоснабжения это накипеобразование, коррозия и биологические процессы.

Накипеобразование – процесс распада бикарбоната кальция Са(НСО₃)₂до карбоната кальция СаСО₃. Карбонат кальция (накипь) – нерастворимое кристаллическое вещество хорошо адсорбируется на металлической поверхности труб. Интенсивность накипеобразования определяется содержанием в воде карбонатной щелочности НСО₃.Согласно нормам [8] обработку от накипеобразования следует предусматривать при карбонатной щелочности оборотной водыЩ_об³ 3,0 мг-экв/л.

Интенсивность накипеобразования возрастает при нагревании, поэтому рекомендуемая температура горячей водыt_гор£ 45° [8].

Коррозия – процесс разрушения металла. При контакте металла с минерализованной водой происходит электрохимическая коррозия с кислородной деполяризацией. Интенсивность коррозии обуславливается высоким (более 5 мг/л) содержанием кислорода в оборотной воде за счет постоянного насыщения на градирне. 

На поверхности металла первоначально образуется гидроксид железа Fe(OH)₂,который окисляется до Fe(OH)₃. ГидроокисьFe(OH)₃ нестабильна и переходит в Fe₂O₃, который представляет собой рыхлый осадок на поверхности трубы. Процесс коррозии в трубном пучке холодильника протекает одновременно с образованием карбоната кальция.

Биологические процессы.

Оборотная система представляет собой экологическую нишу для жизнедеятельности аэробных и анаэробных бактерий.

На оросителе градирни при оптимальных температурных условияхt=20–40°С и концентрации кислорода более 5,0 мг/л развиваются аэробные бактерии образующие биологическую пленку, окисляющая органические вещества (нефтепродукты, спирт) в охлаждаемой воде.

Отмершая биологическая пленка увеличивает концентрацию взвешенных веществ в оборотной воде. Взвешенные вещества являются основной причиной заиления трубок, кожухотрубных холодильников, в которых образуется анаэробные зоны. В анаэробных зонах развиваются сульфатвосстанавливающие бактерии СВБ, которые переводят сульфаты в сульфиды S^2–. Образование Н₂S является причиной язвенной коррозии. Серобактерии окисляют Н₂S до элементарной серы S.

Тионовыебактерии окисляют Н₂Sи S до Н₂SО₄с повышением концентрации сульфатов в оборотной системе и снижением рН < 7. Отмечены случаи снижения водородного показателя до рH=4.

В табл. 3.1 и на графике (рис. 3.1) приведены данные обследования работы водоблоков (БОВ) Новокуйбышевского НПЗ (НкНПЗ), Куйбышевского НПЗ (КНПЗ) и Куйбышевского завода синтетического спирта (КЗСС)за период с сентября 1983по сентябрь 1985гг. Источник водоснабжения указанных заводов – р. Волга

 

 

Таблица 4.1

Среднестатистические значения взвешенных веществ, нефтепродуктов

и БПК₅, по оборотным системам НкНПЗ, КНПЗ и КЗСС

за период с сентября 1983 по сентябрь 1985 гг.

 

Завод	№точки на рис.3.1	Водоблок	Система	Взвешенные вещества, мг/л	Нефтепродукты, мг/л	БПК5,  мгО2/л
НкНПЗ	8	БОВ1	1-я	49,9	52,5	144
	6	БОВ2	2-я	56,5	55,8	153
	13	БОВ3	2-я	82	87,6	239
	15	БОВ4	1-я	58,3	110,7	303
	10	БОВ5	1-я	64,2	70	192
	12	БОВ6	1-я	54,9	78,9	216
	5	БОВ7	1-я	36,1	26,8	74
	11	БОВ8	1-я	57,9	73,4	201
	14	БОВ2	1-я	45,5	93,6	256
КНПЗ	9	БОВ2	2-я	44,1	23,5	64
	16	БОВ4	1-я	79,1	130,3	357
	7	БОВ4	2-я	59,7	34,8	95
КЗСС	2	БОВ127Б	2-я	6,4	отс.	24
	4	БОВ27Б	2-я	9,7	отс.	39
	3	БОВ127А	2-я	8,9	отс.	32
	1	БОВ27А	2-я	8,7	отс.	23

БПК5, мг О2/л

Рис. 4.1. Зависимость содержания взвешенных веществ

в охлажденной воде оборотных систем от БПК₅

 

Из анализа данных табл. 3.1 и графика (рис. 3.1) следует:

1. Минимальное значение органических загрязнений в оборотных системах КЗСС составляет БПК₅=24–39 мгO₂/л, которым соответствуют минимальные значения взвешенных веществ С_об = 6,4–9,7 мг/л.

2. На водоблоках (БОВ) НкНПЗ и КНПЗ значения органических загрязнений значительно выше – БПК₅=64–357 мгO₂/л, за счет высокой концентрации нефтепродукта С_н=23,5–130,3 мг/л. Соответственно концентрация взвешенных веществ С_в=36,1–79,1 мг/л.

Основная причина контрастного состояния оборотных систем КЗСС и НПЗ в схемах подготовки оборотной воды.

На КНПЗ и НкНПЗподпиточная вода поступает из р. Волга на водоблоки без очистки. На водоблоках запроектирована только механическая очистка от нефтепродуктов – нефтеотделитель. Реагентной обработки от коррозии, накипеобразования и биообрастания не проводилось. Количество нефтепродуктов поступающих с горячей водой, это в основном результат коррозии теплообменный аппаратуры.

На КЗСС была запроектирована и эксплуатировалась полная схема подготовки оборотной воды по нормам 1960 г.:

1. Речная вода проходит очистку от взвешенных веществ на контактном осветлителе и поступает на БОВ с содержанием взвешенных веществ £5мг/л.

2. На водоблоках оборотная вода обрабатывается:

– гексаметафосфатом от накипеобразования;

– жидким хлором от биопроцессов.

3. На водоблоках предусмотрена фильтрация 5% оборотной воды для контроля концентрации взвешенных веществ.

Системы подготовки подпиточной и оборотной воды действовала с момента пуска завода.

Таким образом, для решения основных проблем оборотного водоснабжения необходимо комплексная обработка воды ингибиторами коррозии, накипеобразования и биоцидами.