專利名稱：一種去離子水做補水的循環水處理方法
技術領域：
本發明涉及一種循環水處理方法，具體地說涉及一種以去離子水做補水的循環水處理方法。
背景技術：
眾所周知，在石油化工、火力發電、冶金等行業，需要用大量水，其中冷卻水占很大比例，如石化企業冷卻水用水占生產用水的80%以上。如今水資源匱乏，節約用水已成為世界主題。將污水及中水回用于循環水將大大降低新鮮水的用量，甚至實現零補新鮮水。美國在20世紀六十年代實現了可排放城市污水回用于發電循環水系統，九十年代實現了達標排放工業污水回用與石化裝置循環水系統。采取的方法是將污水進行深度處理，降低達標排放污水中的COD、懸浮物和微生物濃度，再用水處理劑控制設備的腐蝕、結垢及微生物。污水和中水回用于循環水的方法有兩種。一種是深度處理，即將污水經二級處理后再經過混凝、沉淀、過濾、消毒后回用。另一種是雙膜法，即將二級處理后的水經過混凝、 沉淀、過濾后通入超濾反滲透裝置，出水為去離子水。雙膜法投資費用大，但是，因為去離子水中沒有結垢因子，應用于循環水補水，結垢問題可忽略，因此可以大大提高濃縮倍數，而且還節省了阻垢劑的費用，此外還能延長設備使用年限，節省設備檢修費。可見采用去離子水可降低后期費用。去離子水做循環水補水需要解決的問題是腐蝕和微生物控制。CN1338433A公開了在達標排放的污水中加入殺菌劑進行消毒，加入堿性物質使 PH值控制在9. 5-14進行緩蝕。其缺點在于因為水中存在溶解氧，單靠調節PH值不能有效地控制腐蝕。CN1524806A公開了將高含油污水經隔油、沉降后的水引入循環水系統，同時，加入無機堿性物質使PH值達到7-11，加入殺菌劑和緩蝕阻垢劑。殺菌劑選用次氯酸鈉、三氯異氰尿酸等能在水中產生次氯酸的氯類殺菌劑、緩蝕阻垢劑選用有機磷、六偏磷酸鈉、鉬酸鈉等。其缺點為在堿性條件下氯類殺菌劑會失效，有機磷、六偏磷酸鈉等含磷物質若隨污水排放會造成水體富營養化。CN1393411A研究了一種用于去離子水質的緩蝕劑組合物，組合物由去離子水、聚醚酰胺、硅酸鹽組成。與本發明的緩蝕劑組成不同，且本發明為循環水處理方法。
發明內容
本發明的目的在于提供一種去離子水做補水的循環水處理方法。為達到以上目的，本發明提供了一種以去離子水作為補水的循環水處理方法，包括以下步驟a)控制循環水的pH值在9-11.5;b)加入緩蝕劑，所述緩蝕劑為硼酸鹽、葡萄糖酸鹽和硅酸鹽中的一種或其混合物；c)加入非氯殺菌劑，所述非氯殺菌劑為含溴殺菌劑和在水中不產生次氯酸的含氯殺菌劑。本發明優選用堿性物質控制循環水的PH值，所述堿性物質優選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀中的一種。考慮價格因素，在效果相近的情況下，本發明一般優選鈉鹽緩蝕劑。本發明所述的硼酸鹽選自硼酸鈉和硼酸鉀，優選自硼酸鈉，更優選自十水合四硼酸鈉、五水合四硼酸鈉和四水合八硼酸鈉；葡萄糖酸鹽選自葡萄糖酸鈉、葡萄糖酸鉀和葡萄糖酸鋅；硅酸鹽選自正硅酸鈉、偏硅酸鈉、正硅酸鉀和偏硅酸鉀，優選自偏硅酸鈉，更優選選自五水偏硅酸鈉、九水偏硅酸鈉和無水偏硅酸鈉。本發明所述的殺菌劑選自有機溴類殺菌劑、異噻唑啉酮和季銨鹽。所述有機溴優選自2，2- 二溴代-3-次氨基丙酰胺和1-溴-3-氯-5，5- 二甲基代乙內酰脲；季銨鹽選自單長鏈季銨鹽、雙烷基季銨鹽和聚季銨鹽；所述單長鏈季銨鹽優選自通式為R1(R3)2NR2X的季銨鹽，其中R1為碳原子數為8-20的長鏈烷基、優選為十二烷基、十四烷基十六烷基或十八烷基，R2為芳基或芳烷基、優選為碳原子數為7-11的芳烷基，R3為碳原子數為1-4的烷基、 優選為甲基，X為氯或溴，優選自十二烷基二甲基芐基氯化銨、十二烷基二甲基芐基溴化銨、十四烷基二甲基芐基氯化銨、十六烷基二甲基芐基氯化銨和十八烷基二甲基芐基溴化銨；雙烷基季銨鹽優選為通式為R4(R6)2NR5X的季銨鹽，其中R4與R5不同，R4為碳原子數為 12-20的長鏈烷基，優選為十二烷基、十四烷基或十六烷基，R5為碳原子數為6-10的烷基， 優選為辛烷基或癸烷基，R4為碳原子數為1-4的烷基，X為氯或溴，優選為十二烷基二甲基癸基溴化銨、十四烷基二甲基辛基溴化銨、十四烷基二甲基癸基溴化銨和十六烷基二甲基辛基溴化銨；聚季銨鹽優選自聚氯化-2-羥丙基-1，I-N-二甲銨、聚二甲基二烯丙基氯化銨和二甲基二烯丙基氯化銨/丙烯酰胺共聚物。本發明所述緩蝕劑優選為選自硼酸鹽、葡萄糖酸鹽和硅酸鹽的兩種或三種不同類鹽的混合物。緩蝕劑為硼酸鹽與葡萄糖酸鹽的混合物時，硼酸鹽與葡萄糖酸鹽的重量配比為1:3-3:1 ；緩蝕劑為硅酸鹽與葡萄糖酸鹽的混合物時，硅酸鹽與葡萄糖酸鹽的重量配比為2:1-1:2 ；緩蝕劑為硼酸鹽與硅酸鹽的混合物時，硼酸鹽與硅酸鹽重量配比為 1. 5:1-1:5 ；緩蝕劑為硼酸鹽、葡萄糖酸鹽和硅酸鹽的混合物時，硼酸鹽占25-45重量％、葡萄糖酸鹽20-35重量％、硅酸鹽占25-45重量％。用不同類的鹽混合物做為緩蝕劑時，協同效應明顯，可以降低鹽的總用量，而且緩蝕效果好。本發明所述緩蝕劑最優選為硼酸鹽、葡萄糖酸鹽和硅酸鹽的混合物。本發明所述緩蝕劑為單一藥劑時其有效使用濃度為30_80mg/L，緩蝕劑為多種藥劑復配時其總有效使用濃度為20-60mg/L，其中硼酸鹽的濃度以B4072_計、葡萄糖酸鹽的濃度以葡萄糖酸鹽計、硅酸鹽的濃度以S^2計。本發明所述殺菌劑優選在投加時以30天為一個周期，每個周期內分四次投加，每隔6-8天投加一次。投加順序為第一次、第三次投加有機溴，第二次投加異噻唑啉酮，第四次投加季銨鹽的復合物。投加濃度優選為有機溴5-20mg/L、異噻唑啉酮30-80mg/L、季銨鹽 20-50mg/L。本發明b)步所述的緩蝕劑可以以單劑的方式加入，也可以先配制成復合緩蝕劑， 再將復合阻垢緩蝕劑一次加入循環水中，優選以后者的方式進行。可用常規方法制備本發明的復合緩蝕劑，各組分的加料次序并不重要，例如可以將硼酸鹽、硅酸鹽、葡萄糖酸鹽以及水按預定的比例混合，即可制得所需的復合緩蝕劑。本發明的循環水處理方法的加料步驟可以依次按a)、b)和c)步驟進行，也可以按其他任一順序進行a) -c)步，還可以同時進行這三個步驟。本發明的方法適用于二級處理后的污水經雙膜法處理后作為補水的循環冷卻水系統處理，可有效控制腐蝕及微生物生長。
具體實施例方式下面的緩蝕劑配方實施例將有助于說明本發明，但不局限其范圍。試驗用水為去離子水，碳鋼試片為20#鋼。試驗用水水質見表1。表1:去離子水水質
權利要求
1.一種以去離子水作為補水的循環水處理方法，其包括以下步驟a)控制循環水的PH 值在9-11. 5 ;b)加入緩蝕劑，所述緩蝕劑為硼酸鹽、葡萄糖酸鹽和硅酸鹽中的一種或其混合物；c)加入非氯殺菌劑，所述非氯殺菌劑為含溴殺菌劑和在水中不產生次氯酸的含氯殺菌劑。
2.根據權利要求1所述的循環水處理方法，其特征在于用堿性物質控制循環水的PH 值，所述堿性物質優選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀中的一種。
3.根據權利要求1或2所述的循環水處理方法，其特征在于硼酸鹽選自硼酸鈉和硼酸鉀，優選自硼酸鈉，更優選自十水合四硼酸鈉、五水合四硼酸鈉和四水合八硼酸鈉；葡萄糖酸鹽選自葡萄糖酸鈉、葡萄糖酸鉀和葡萄糖酸鋅；硅酸鹽選自正硅酸鈉、偏硅酸鈉、正硅酸鉀和偏硅酸鉀，優選自偏硅酸鈉，更優選自五水偏硅酸鈉、九水偏硅酸鈉、無水偏硅酸鈉。
4.根據權利要求1-3任一項所述的循環水處理方法，其特征在于非氯殺菌劑選自有機溴類殺菌劑、異噻唑啉酮和季銨鹽。
5.根據權利要求4所述的循環水處理方法，其特征在于所述有機溴類殺菌劑優選自2， 2- 二溴代-3-次氨基丙酰胺和1-溴-3-氯_5，5- 二甲基代乙內酰脲；季銨鹽選自單長鏈季銨鹽、雙烷基季銨鹽和聚季銨鹽；所述單長鏈季銨鹽優選自通式為R1(R3)2NR2X的季銨鹽， 其中R1為碳原子數為8-20的長鏈烷基、優選為十二烷基、十四烷基、十六烷基或十八烷基， R2為芳基或芳烷基、優選為碳原子數為7-11的芳烷基，R3為碳原子數為1-4的烷基、優選為甲基，X為氯或溴，優選自十二烷基二甲基芐基氯化銨、十二烷基二甲基芐基溴化銨、十四烷基二甲基芐基氯化銨、十六烷基二甲基芐基氯化銨和十八烷基二甲基芐基溴化銨；雙烷基季銨鹽優選為通式為R4(R6)2NR5X的季銨鹽，其中R4與R5不同，R4為碳原子數為12-20的長鏈烷基，優選為十二烷基、十四烷基或十六烷基，R5為碳原子數為6-10的烷基，優選為辛烷基或癸烷基，R6為碳原子數為1-4的烷基，X為氯或溴，優選十二烷基二甲基癸基溴化銨、十四烷基二甲基辛基溴化銨、十四烷基二甲基癸基溴化銨和十六烷基二甲基辛基溴化銨；聚季銨鹽優選為聚氯化-2-羥丙基-1，I-N-二甲銨、聚二甲基二烯丙基氯化銨和二甲基二烯丙基氯化銨/丙烯酰胺共聚物。
6.根據權利1-5任一項所述的循環冷卻水處理方法，其特征在于緩蝕劑為選自硼酸鹽、葡萄糖酸鹽和硅酸鹽的兩種或三種不同類鹽的混合物。
7.根據權利要求6所述的循環冷卻水處理方法，其特征在于緩蝕劑為硼酸鹽與葡萄糖酸鹽的混合物時，硼酸鹽與葡萄糖酸鹽的重量配比為1:3-3:1 ；緩蝕劑為硅酸鹽與葡萄糖酸鹽的混合物時，硅酸鹽與葡萄糖酸鹽的重量配比為2:1-1:2 ；緩蝕劑為硼酸鹽與硅酸鹽的混合物時，硼酸鹽與硅酸鹽重量配比為1.5:1-1:5 ；緩蝕劑為硼酸鹽、葡萄糖酸鹽和硅酸鹽的混合物時，硼酸鹽占25-45重量％、葡萄糖酸鹽20-35重量％、硅酸鹽占25-45重量％。
8.根據權利要求7所述的循環冷卻水處理方法，其特征在于緩蝕劑為硼酸鹽、葡萄糖酸鹽和硅酸鹽的混合物。
9.根據權利要求1-8任一項所述的循環水處理方法，其特征在于單一藥劑做緩蝕劑時其有效使用濃度為30-80mg/L，多種藥劑復配時緩蝕劑的總有效使用濃度為20-60mg/L，其中硼酸鹽的濃度以B4O72-計、葡萄糖酸鹽的濃度以葡萄糖酸鹽計、硅酸鹽的濃度以S^2計。
10.根據權利要求1-9任一項所述的循環水處理方法，其特征在于殺菌劑在投加時以 30天為一個周期，每個周期內分四次投加，每隔6-8天投加一次；投加順序為第一次、第三次投加有機溴，第二次投加異噻唑啉酮，第四次投加季銨鹽或其復合物；投加濃度優選為 有機溴5-20mg/L、異噻唑啉酮30-80mg/L、季銨鹽20_50mg/L。
全文摘要
本發明涉及一種去離子水做補水的循環水處理方法。其包括以下步驟a)控制循環水的pH值在9-11.5；b)加入緩蝕劑，所述緩蝕劑包含硼酸鹽、葡萄糖酸鹽和硅酸鹽中的一種或其混合物；c)加入非氯殺菌劑，所述非氯殺菌劑為含溴殺菌劑和在水中不產生次氯酸的含氯殺菌劑。本發明所述的循環水處理方法適用于二級處理后的污水經雙膜法處理后作為補水的循環冷卻水系統處理，可有效控制腐蝕及微生物生長。
文檔編號C02F1/50GK102476872SQ20101055741
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月24日 優先權日2010年11月24日
發明者張春原, 李博偉, 樓瓊慧, 王崠, 秦會敏, 酈和生 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院