电化学水处理

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循环水系统超高浓缩倍数运行解决方案:电化学除垢+水处理药剂

     在环保要求企业近零排放的大环境下,循环水系统需要超高浓缩倍数运行(10倍以上),采用单一的药剂处理技术或电化学除垢技术,均已经无法满足系统安全运行及环保节能减排的目标,亟需开发出一条高效、环保、低能耗的处理工艺,助力企业实现节能降耗减排“近零排放“目标。

       为了更好控制循环水系统水质,降低换热器结垢风险,并综合考虑节水、减排、减少对环境的二次污染、对相关设备的运行影响以及运行经济性等因素,欣格瑞(山东)环境科技有限公司与青岛科技大学联合研发了水资源综合利用与循环水处理突破性技术:以强结垢、强腐蚀水质为基础,结合数百家循环水稳定处理成功经验,模拟现场工况进行了大量缓蚀、阻垢及动态模拟试验,研发出电化学除垢+水处理药剂组合处理方式,实现循环水系统超高浓缩倍数运行的目标。

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(一)电化学除垢技术

1、电化学除垢原理

电化学除垢设备阴极与水的界面处发生反应产生OH-,形成强碱性区域:

2H2O+2e -→ 2OH-+ H2

2H2O+O2+4e- → 4OH-

随溶液扩散到阴极的HCO3-与电极反应产生的OH-发生反应,CO32-迅速增多:

HCO3-+OH-→CO32- + H2 O

     由于静电引力的作用迁移到阴极区的Ca2+、Mg2+等离子,在阴极区分别与CO32-OH-发生反应:

Ca2++CO32-→CaCO 3

Mg2++ 2OH- →Mg(OH) 2

       上述反应使得水中Ca2+、Mg2+离子浓度大幅度降低,使得水的硬度明显降低,抑制水垢形成。

2、电化学杀菌灭藻原理

     电化学除垢设备阳极与水的界面处发生反应产生【0】、H2O2、羟基自由基、HOCI,形成强氧化性区域,能够杀灭水中的菌藻,而且电化学除垢设备阳极具有持续的杀菌灭藻能力:

H2O→•OH+H++e-       

O2+2H++2e-→H2O2

O2-+H+→HO2•         

2Cl-→Cl2+2e -          

Cl2+H2O→HClO+HCl    

HClO→H++ClO-

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3、电化学缓蚀原理

    腐蚀原因较多,可分为细菌腐蚀、药剂腐蚀、氯离子腐蚀等,在电化学除垢设备阳极表面能将部分 Cl- 电解成 Cl2 飘散,最终排出循环水系统,从而减少 Cl- 对管道和设备的腐蚀,产生的 OH- 和活性氧,可促进管道内壁和各种换热器内壁的亚铁离子和铁离子最终生成 Fe3O4 致密磁铁保护膜,隔开管壁和水,阻止进一步腐蚀,因此电化学除垢设备可以减缓循环水系统金属的腐蚀。

(二)欣格瑞高浓缩倍数缓蚀阻垢剂


       欣格瑞高浓缩倍数缓蚀阻垢剂,可使循环水的平均浓缩倍数由目前的2~4倍上升至6~8倍,钙硬度+全碱度(以CaCO3计)由《GB 50050-2017 工业循环冷却水处理设计规范》规定的1100mg/L上升至1700mg/L以上 ,大大降低一次水采用量和外排水量。

      欣格瑞高浓缩倍数缓蚀阻垢剂在高硬度、高碱度、高PH值、高氯离子、高硫酸根的循环水质状况下,有热稳定性好、耐水解、优异的阻垢、缓蚀性能,保证系统长期安全稳定运行。

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欣格瑞高浓缩倍数运行典型案例

    山东XXXX合金有限公司两期循环水系统补水水源为高硬高碱地下水,2020年采用欣格瑞电化学除垢+水处理药剂组合处理方案,一年来循环水浓缩倍数稳定在8.2倍左右,换热设备运行高效,实现节水降耗减排目标的同时保证了生产安全稳定运行。

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欣格瑞高浓缩倍数运行方案二典型案例

   XX环保科技有限责任公司:300t/d生活垃圾焚烧发电项目配套6MW发电机组,冷却塔循环水量为2×1400m³/h,保有水量约1000m³,补水水源为高硬高碱地下水,2019年采用欣格瑞电化学除垢+水处理药剂组合处理方案,运行期间机组换热效率稳定,循环水浓缩倍数稳定在10.5倍左右,实现节水减排目标。

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  甘肃XX水泥有限公司 4.5MW余热发电机组循环水量1800m³/h,自2020年3月采用欣格瑞电化学除垢+水处理药剂组合处理方案,循环水系统浓缩倍数由5.0倍提升至9.0倍,真空度长期在-90以上,换热效率稳定,日均发电量提升2万度左右

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