本發(fā)明屬于敞開式清循環(huán)冷卻水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種循環(huán)水系統(tǒng)一步法清洗預(yù)膜處理方法。
背景技術(shù)：
節(jié)水減排一直是國家工業(yè)發(fā)展的重要實施目標。清洗、預(yù)膜是清循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)穩(wěn)定處理中的重要環(huán)節(jié)，常規(guī)清洗預(yù)膜方法具有以下缺點：
1、耗費大量新鮮工業(yè)補水
現(xiàn)階段，國內(nèi)外關(guān)于工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的常規(guī)清洗預(yù)膜方法一般都需要兩次甚至兩次以上的置換排放，分別為清洗后置換排放(在很多應(yīng)用案例中又分為物理清洗后置換排放、化學清洗后置換排放)，和預(yù)膜后置換排放。大多數(shù)企業(yè)的工業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)的保有水量規(guī)模在2000m3至40000m3，那么如果經(jīng)過一次清洗預(yù)膜，一般需要耗費的水量至少為保有水量的3倍，也就是至少需要耗費掉10000m3至200000m3工業(yè)新水。
2、排放高濃度含磷、鋅污染物
常規(guī)清洗預(yù)膜法所用的預(yù)膜藥劑采用磷鋅配方,因此系統(tǒng)預(yù)膜后排水中存在高濃度含磷、鋅的對環(huán)境有不良影響的物質(zhì)，需要后續(xù)處理才能降低對環(huán)境的不良影響。
3、耗費大量人力物力、處理費用高
由于多次置換排放耗費人力物力，以及為降低排水中污染物對環(huán)境的影響還需要進行后續(xù)處理，導(dǎo)致常規(guī)清洗預(yù)膜方法的處理費用較高。
因此，開發(fā)更具節(jié)水減排效果且處理費用較低的新型清洗預(yù)膜處理方法是提高水資源使用效率的有效途徑，也是工業(yè)循環(huán)冷卻水清洗預(yù)膜處理方法的發(fā)展趨勢。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種清循環(huán)冷卻水系統(tǒng)快速、一步完成清洗預(yù)膜方法，解決傳統(tǒng)清洗預(yù)膜處理工藝中存在的新鮮水耗水量大、污水排放量大、排污水磷和鋅離子含量高、排污水處理費用高的問題，實現(xiàn)節(jié)水減排和降低水處理費用。
本發(fā)明的設(shè)計思路是，利用污水或濁循環(huán)水處理使用的過濾助劑為主劑，在此基礎(chǔ)上研發(fā)出適用于清循環(huán)水系統(tǒng)的助濾劑。在清洗、預(yù)膜過程中使用，使水中的膠體、油污、鐵銹等聚集而不沉積，利用旁濾裝置過濾，以此降低循環(huán)水的濁度、總鐵等水質(zhì)指標，達到預(yù)膜和日常運行的水質(zhì)指標要求。消除傳統(tǒng)清洗預(yù)膜方法中，清洗、預(yù)膜、日常運行三階段變換時需進行多次置換排放帶來的耗水大、排污大的問題，且不影響原有旁濾器的反洗效率。
同時，使用清洗用無磷緩蝕劑和無磷預(yù)膜劑，實現(xiàn)清洗預(yù)膜與日常運行藥劑類型的自然過渡，不用在清洗預(yù)膜結(jié)束后需采用置換排放方式降低水中高濃度的磷、鋅，且能達到傳統(tǒng)清洗、預(yù)膜處理方式的效果。
本發(fā)明具體是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
本發(fā)明一種循環(huán)水系統(tǒng)一步法清洗預(yù)膜處理方法，在清洗、預(yù)膜時投加助濾劑，通過旁濾器過濾控制水的濁度等指標，清洗、預(yù)膜和正常運行三個階段變換時，循環(huán)水不置換排放；具體包括：
清洗階段：依次投加清洗用無磷緩蝕劑、分散劑、清洗劑、酸度調(diào)節(jié)劑、助濾劑；利用助濾劑對旁濾器過濾的增效作用，將清洗下來的異物過濾去除，控制水的濁度和總鐵；當濁度小于20ntu，總鐵小于2.0mg/l清洗結(jié)束后，不經(jīng)置換排放，直接轉(zhuǎn)入預(yù)膜階段；
預(yù)膜階段：依次投加無磷預(yù)膜劑、分散劑、酸度調(diào)節(jié)劑、堿度調(diào)節(jié)劑、助濾劑；預(yù)膜過程中，利用助濾劑對旁濾器增效作用控制水的濁度和總鐵；直至系統(tǒng)水濁度小于10ntu，總鐵小于1.0mg/l，系統(tǒng)完成預(yù)膜后，不用置換排放，直接轉(zhuǎn)入正常運行階段；
所述分散劑為丙烯酸-丙烯酸酯—丙烯磺酸鹽共聚物；
所述清洗劑按重量百分比由以下組分組成：滲透劑t10-30％；op-1010-30％；122710-30％；其余為水；
所述助濾劑為按重量百分比由以下組分組成：聚丙稀酸鈉10-30％，聚丙烯酸1-10％，脂肪醇聚氧乙烯醚5-20％，藻蛋白酸鈉10-20％，其余為水；
所述無磷緩蝕劑按重量百分由以下組分組成：聚環(huán)氧琥珀酸5-40％，示蹤型阻垢分散劑1-10％，有機羧酸1-10％，鋅鹽0.5-2％，咪唑啉類1-10％，唑類0.1-1％，其余為水；
所述無磷預(yù)膜劑按重量百分比由以下組分組成：聚環(huán)氧琥珀酸1-20％，示蹤型阻垢分散劑1-10％，有機羧酸5-20％，鋅鹽5-20％，唑類0.1-1％，其余為水；
所述聚環(huán)氧琥珀酸為市售液體制劑，固含量為40％，分子式為ho(c4h2o5m2)nh，聚合度n為6-20的整數(shù)；
所述的示蹤型阻垢分散劑為含熒光基團的聚丙烯酸(鹽)、水解聚馬的一種或兩種的任意比例混合物；
所述的有機羧酸為酒石酸、檸檬酸、月桂酸、苯甲酸的鈉鹽的一種或幾種任意的任意比例混合物；
所述鋅鹽為氯化鋅或硫酸鋅；
所述唑類為三氮唑、苯并三氮唑或巰基苯并三氮唑。
在上述技術(shù)方案中，所述酸度調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為氨基磺酸；所述堿度調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為氫氧化鈉或碳酸鈉；
所述的助濾劑組分中，聚丙烯酸鈉分子式為(c3h3nao2)n，分子量優(yōu)選為90萬-200萬；所述聚丙烯酸分子式為(c3h4o2)n，分子量優(yōu)選為3000-8000；
所述脂肪醇聚氧乙烯醚優(yōu)選為脂肪醇聚氧乙烯(3)醚、脂肪醇聚氧乙烯(5)醚、脂肪醇聚氧乙烯(7)醚、脂肪醇聚氧乙烯(9)醚的一種或幾種的任意比例混合物。
本發(fā)明一步法清洗預(yù)膜的有益效果在于：在確保系統(tǒng)清洗預(yù)膜效果均達到國家標準的基礎(chǔ)上(碳鋼掛片腐蝕速度小于3g/m2h。銅和不銹鋼腐蝕速度小于0.6g/m2h。預(yù)膜碳鋼掛片表面有明顯的五彩色暈，經(jīng)試膜液(cuso4-nacl)溶液試驗，變色時間大于7秒)，節(jié)省了大量工業(yè)新鮮用水，大大降低了排污水水量；降低了清洗預(yù)膜費用的同時，節(jié)省了后續(xù)排水處理費用，取得了良好的社會、環(huán)保、經(jīng)濟效益。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步詳細描述。
本發(fā)明為一種循環(huán)水系統(tǒng)一步法清洗預(yù)膜處理方法，具體步驟包括清洗階段和預(yù)膜階段兩個步驟：
1清洗階段
循環(huán)水系統(tǒng)注入工業(yè)新水后，根據(jù)保有水量，沖擊性投加清洗用無磷緩蝕劑50-300mg/l；待循環(huán)均勻后，依次投加分散劑10-200mg/l、清洗劑10-1000mg/l、酸度調(diào)節(jié)劑5-400mg/l。清洗過程中，根據(jù)循環(huán)水量，連續(xù)投加助濾劑0.2-50mg/l，上述各藥劑投加濃度根據(jù)實際情況確定。利用助濾劑對旁濾器過濾的增效作用，利用旁濾器將清洗下來的異物過濾去除，替代常規(guī)清洗預(yù)膜方法中的清洗后的置換排放步驟。當系統(tǒng)水濁度小于20ntu，總鐵小于2.0mg/l，直接進入預(yù)膜階段。
2預(yù)膜階段
進入預(yù)膜階段后，根據(jù)保有水量，沖擊性投加無磷預(yù)膜劑100-800mg/l；待循環(huán)均勻后，依次投加分散劑10-100mg/l，酸度調(diào)節(jié)劑5-400mg/l，預(yù)膜24-72小時后，投加堿度調(diào)節(jié)劑適量。預(yù)膜過程中，當系統(tǒng)水濁度大于10ntu，總鐵大于1.0mg/l時，根據(jù)循環(huán)水量，連續(xù)投加助濾劑0.2-50mg/l，直至系統(tǒng)水濁度小于10ntu，總鐵小于1.0mg/l，系統(tǒng)完成預(yù)膜，直接轉(zhuǎn)入正常運行階段。
預(yù)膜階段，利用清循環(huán)水系統(tǒng)用助濾劑提高循環(huán)水系統(tǒng)中旁濾器的過濾效能，控制系統(tǒng)濁度、總鐵，預(yù)膜結(jié)束后省略常規(guī)預(yù)膜方法中的置換排放步驟，直接過渡到日常運行階段。
所述助濾劑為按重量百分比由以下組分組成:聚丙稀酸鈉10-30％，聚丙烯酸1-10％，脂肪醇聚氧乙烯醚5-20％，藻蛋白酸鈉10-20％，其余為水。
所述聚丙烯酸鈉分子式為(c3h3nao2)n，分子量為90萬-200萬。
所述聚丙烯酸分子式為(c3h4o2)n，分子量為3000-8000。
所述脂肪醇聚氧乙烯醚為脂肪醇聚氧乙烯(3)醚、脂肪醇聚氧乙烯(5)醚、脂肪醇聚氧乙烯(7)醚、脂肪醇聚氧乙烯(9)醚的一種或幾種的任意比例混合物。
所述助濾劑的制備方法包括以下步驟：在定量水中加入聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸充分攪拌至完全溶解，再加入聚氧乙烯醚攪拌均勻，最后加入藻蛋白酸鈉攪拌至充分混合均勻即得。
所述清洗用無磷緩蝕劑的制備方法，包括以下步驟：在定量水中加入有機羧酸、鋅鹽充分攪拌至完全溶解，再加入聚環(huán)氧琥珀酸、示蹤型阻垢分散劑、咪唑啉、唑類攪拌至完全溶解，過濾即得。
所述無磷預(yù)膜劑的制備方法，包括以下步驟：在定量水中加入有機羧酸、鋅鹽充分攪拌至完全溶解，再加入聚環(huán)氧琥珀酸、示蹤型阻垢分散劑、唑類攪拌至完全溶解，過濾即得。
所述助濾劑的投加點可在循環(huán)泵吸入口處，也可在循環(huán)水回水口處；助濾劑投加時機為當清洗、預(yù)膜過程中濁度大于10ntu時；助濾劑投加方式為連續(xù)性投加或沖擊性投加；助濾劑投加濃度為0.2-50mg/l。
實施例1
按照本發(fā)明所述的循環(huán)水系統(tǒng)一步法清洗預(yù)膜處理方法，在天津某大型石化企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)進行了實際應(yīng)用。該系統(tǒng)保有水量38000m3，運行8年，2016年10月大檢修期間進行了清洗預(yù)膜處理，工業(yè)新水水質(zhì)為:ph為7.0,電導(dǎo)率120us/cm，總硬度(以caco3計)201mg/l,總堿度1.5mmol/l,cl-為64mg/l。
清洗階段，投加清洗用無磷緩蝕劑100mg/l、分散劑100mg/l、清洗劑60mg/l、酸度調(diào)節(jié)劑200mg/l。按循環(huán)水量連續(xù)投加助濾劑0.5-1.0mg/l,利用旁濾器，邊清洗邊降低水中污物，72小時后結(jié)束清洗，循環(huán)水濁度降至小于6.0ntu、總鐵降至小于0.8mg/l后，直接轉(zhuǎn)入預(yù)膜階段。向系統(tǒng)投加無磷預(yù)膜劑350mg/l、分散劑50mg/l,酸度調(diào)節(jié)劑200mg/l進行預(yù)膜處理，40小時后結(jié)束預(yù)膜，投加堿度調(diào)節(jié)劑、控制循環(huán)水ph至8.0-8.5后，直接轉(zhuǎn)入正常運行。預(yù)膜階段根據(jù)循環(huán)水量連續(xù)投加助濾劑0.5-1.0mg/l，利用旁濾器過濾水中的懸浮物、膠體等，控制循環(huán)水濁度小于8.0ntu、總鐵小于0.4mg/l。
本實施例中，無磷緩蝕劑組分及含量為：聚環(huán)氧琥珀酸20％，示蹤型阻垢分散劑5％，有機羧酸5％，鋅鹽1％，咪唑啉類1％，唑類0.5％，其余為水；
所述分散劑為丙烯酸-丙烯酸酯—丙烯磺酸鹽共聚物；
所述清洗劑按重量百分比由以下組分組成：滲透劑t20％；op-1020％；122710％；其余為水；
所述助濾劑為按重量百分比由以下組分組成：聚丙稀酸鈉20％，聚丙烯酸10％，脂肪醇聚氧乙烯醚10％，藻蛋白酸鈉10％，其余為水；
所述的酸度調(diào)節(jié)劑為氨基磺酸；堿度調(diào)節(jié)劑為碳酸鈉；
所述無磷預(yù)膜劑按重量百分比由以下組分組成：聚環(huán)氧琥珀酸10％，示蹤型阻垢分散劑5％，有機羧酸10％，鋅鹽10％，唑類1％，其余為水。
清洗指標及預(yù)膜效果均達到國家標準：碳鋼掛片腐蝕速度1.5g/m2h。銅和不銹鋼腐蝕速度0.3g/m2h。預(yù)膜碳鋼掛片經(jīng)試膜液(cuso4-nacl)溶液試驗，變色時間28秒。與傳統(tǒng)方法相比,節(jié)省新鮮工業(yè)用水約200000m3，節(jié)省新鮮水費用達100萬元，減少排放含磷、含鋅污染物共計12.5噸，節(jié)省污水處理費用達500萬元。
實施例2
按照本發(fā)明所述的循環(huán)水系統(tǒng)一步法清洗預(yù)膜處理方法，在廣西某大型石化企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)進行了實際應(yīng)用。該系統(tǒng)保有水量20000m3，運行6年，2016年12月大檢修期間進行了清洗預(yù)膜處理，工業(yè)新水水質(zhì)為:ph為6.4,電導(dǎo)率30us/cm，總硬度(以caco3計)25mg/l,總堿度0.5mmol/l,cl-為12mg/l。
清洗階段，投加清洗用無磷緩蝕劑200mg/l、分散劑100mg/l、清洗劑200mg/l、酸度調(diào)節(jié)劑100mg/l。按循環(huán)水量連續(xù)投加助濾劑1.0-2.0mg/l,通過助濾劑對系統(tǒng)旁濾器(砂濾)的增效作用，邊清洗邊降低水中污物，48小時后結(jié)束清洗，循環(huán)水濁度降至小于9.0ntu、總鐵降至小于0.9mg/l后，直接轉(zhuǎn)入預(yù)膜階段。向系統(tǒng)投加無磷預(yù)膜劑400mg/l、分散劑20mg/l,酸度調(diào)節(jié)劑100mg/l進行預(yù)膜處理，72小時后結(jié)束預(yù)膜,投加堿度調(diào)節(jié)劑，控制循環(huán)水ph至8.3-8.8后,直接轉(zhuǎn)入正常運行。預(yù)膜階段根據(jù)循環(huán)水量連續(xù)投加助濾劑1.0-2.0mg/l，利用旁濾器過濾水中的懸浮物、膠體等，控制循環(huán)水濁度小于5.0ntu、總鐵小于0.3mg/l。
本實施例中，無磷緩蝕劑組分及含量為：聚環(huán)氧琥珀酸20％，示蹤型阻垢分散劑10％，有機羧酸10％，鋅鹽2％，咪唑啉類5％，唑類0.5％，其余為水；
所述分散劑為丙烯酸-丙烯酸酯—丙烯磺酸鹽共聚物；
所述清洗劑按重量百分比由以下組分組成：滲透劑t30％；op-1010％；122710％；其余為水；
所述助濾劑為按重量百分比由以下組分組成：聚丙稀酸鈉10％，聚丙烯酸10％，脂肪醇聚氧乙烯醚10％，藻蛋白酸鈉20％，其余為水；
所述的酸度調(diào)節(jié)劑為氨基磺酸；堿度調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉；
所述無磷預(yù)膜劑按重量百分比由以下組分組成：聚環(huán)氧琥珀酸20％，示蹤型阻垢分散劑5％，有機羧酸20％，鋅鹽10％，唑類0.5％，其余為水；
清洗、預(yù)膜效果均達到國家標準：碳鋼掛片腐蝕速度1.7g/m2h。銅和不銹鋼腐蝕速度0.32g/m2h。預(yù)膜碳鋼掛片經(jīng)試膜液(cuso4-nacl)溶液試驗，變色時間25秒。與傳統(tǒng)方法相比，節(jié)省新鮮工業(yè)用水約100000m3，減少排放含磷、含鋅等污染物共計7噸。
實施例3
按照本發(fā)明所述的循環(huán)水系統(tǒng)一步法清洗預(yù)膜處理方法，在廣東某大型石化企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)進行了實際應(yīng)用。該系統(tǒng)保有水量16000m3，運行4年，2015年12月檢修期間進行清洗預(yù)膜處理，工業(yè)新水水質(zhì)為:ph為6.3,電導(dǎo)率35us/cm，總硬度(以caco3計)20mg/l,總堿度0.4mmol/l,cl-為8mg/l。
清洗階段，投加清洗用無磷緩蝕劑220mg/l、分散劑70mg/l、清洗劑300mg/l、酸度調(diào)節(jié)劑85mg/l。按循環(huán)水量連續(xù)投加助濾劑1.0-2.0mg/l,通過助濾劑對系統(tǒng)旁濾器(砂濾)的增效作用，邊清洗邊降低水中污物，30小時后結(jié)束清洗，循環(huán)水濁度降至小于10.0ntu、總鐵降至小于1.0mg/l后，直接轉(zhuǎn)入預(yù)膜階段。向系統(tǒng)投加無磷預(yù)膜劑450mg/l、分散劑10mg/l,酸度調(diào)節(jié)劑70mg/l進行預(yù)膜處理，50小時后結(jié)束預(yù)膜，投加堿度調(diào)節(jié)劑，控制循環(huán)水ph8.0-9.0，直接轉(zhuǎn)入正常運行。預(yù)膜階段根據(jù)循環(huán)水量連續(xù)投加助濾劑1.0-2.0mg/l，利用旁濾器過濾水中的懸浮物、膠體等，控制循環(huán)水濁度小于6.0ntu、總鐵小于0.5mg/l。
本實施例中，無磷緩蝕劑組分及含量為：聚環(huán)氧琥珀酸30％，示蹤型阻垢分散劑10％，有機羧酸5％，鋅鹽1％，咪唑啉類5％，唑類1％，其余為水；
所述分散劑為丙烯酸-丙烯酸酯—丙烯磺酸鹽共聚物；
所述清洗劑按重量百分比由以下組分組成：滲透劑t20％；op-1020％；122715％；其余為水；
所述助濾劑為按重量百分比由以下組分組成：聚丙稀酸鈉20％，聚丙烯酸10％，脂肪醇聚氧乙烯醚20％，藻蛋白酸鈉20％，其余為水；
所述的酸度調(diào)節(jié)劑為氨基磺酸；堿度調(diào)節(jié)劑為碳酸鈉；
所述無磷預(yù)膜劑按重量百分比由以下組分組成：聚環(huán)氧琥珀酸5％，示蹤型阻垢分散劑10％，有機羧酸20％，鋅鹽20％，唑類1％，其余為水；
清洗、預(yù)膜效果均達到國家標準：碳鋼掛片腐蝕速度1.4g/m2h。銅和不銹鋼腐蝕速度0.22g/m2h。預(yù)膜碳鋼掛片經(jīng)試膜液(cuso4-nacl)溶液試驗，變色時間35秒。與傳統(tǒng)方法相比，節(jié)省新鮮工業(yè)用水約60000m3，減少排放含磷、含鋅污染物共計6噸。