【摘 要】本文提供一种中水回用于循环水的化学处理方法，方法包括：药剂由自制的阻垢分散剂、复合缓蚀阻垢剂的制备、微生物控制，循环水优化控制。并经过性能验证和现场应用，控制系统结垢与腐蚀效果很好，腐蚀速率远控制在GB 50050-2007规定的指标范围内。
【关键词】中水；循环冷却水；缓蚀；阻垢；杀菌
1.概述
随着城市水资源的紧缺，越来越多的生活污水和工业废水经深度处理后用于循环冷却水的补水[1]。中水特点为：水质复杂，悬浮物含量高，营养物质丰富。废水经深度处理后回用于循环冷却水系统，对系统最大的潜在危害在于中水中有害离子含量较高，随着循环水的不断浓缩，这些有害离子含量将成倍增加，系统腐蚀和结垢的潜在危险增大。在工业循环冷却水处理中，补水水质的要求，直接影响对其设备的腐蚀及结垢，而水质与缓蚀阻垢剂、杀菌剂的选用又密不可分。
目前大量的研究主要侧重于中水深度处理的工艺的探讨研究或集中于废水的深度处理单元的研究，没有中水做为循环冷却水补水的化学处理方法。本文根据目前已使用中水的循环水系统作为研究，调整药剂，优化加药方式，提出全新的解决中水作为工业循环冷却水给设备带来的腐蚀结垢问题。
2.药剂制备与化学处理方法
2.1复合阻垢缓蚀剂的制备
原料以重量份数配制：聚环氧琥珀酸9-11份、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸18-22份、双1，6亚己基三胺五亚甲基膦酸19-21份、自制阻垢分散剂25-35份、苯骈三氮唑1-3份，去离子水9-28份组成；
（1）自制阻垢分散剂的制备，由马来酸酐480-510份、磷酸二氢钠溶液200-230份、引发剂100-120份，去离子水290-310份、丙烯酸178-185份组成；制备：将去离子水、马来酸酐经泵吸入反应釜中，开启搅拌，至固体全部溶解；将丙烯酸、磷酸二氢钠溶液、引发剂依次滴入反应釜中，滴加时间2.8-3.0小时，温度在60-70℃；全部滴加完毕，温度控制在68-72℃，继续搅拌3-4小时，冷却至室温，得到透明粘稠液体为阻垢分散剂，其固含量为30-50%；
其中磷酸二氢钠溶液是指45份次磷酸二氢钠溶于155份无离子水中制得溶液；引发剂是指10-15份过硫酸钾溶于100份无离子水中制得。
（2）复合阻垢缓蚀剂的制备：按上述的原料和重量分数，先将聚环氧琥珀酸加入2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸中，置于容器内，混合均匀，依次加入双1，6亚己基三胺五亚甲基膦酸、自制阻垢分散剂、去离子水，搅拌25-35分钟，保持温度在20-35℃，然后加入苯骈三氮唑，继续搅拌30-60分钟，保持温度在20-35℃，即得复合阻垢缓蚀剂；
2.2 微生物控制
微生物控制为氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂、生物分散剂相结合的处理方法。氧化性杀菌剂为二氯异氰尿酸钠或三氯异氰脲酸或溴氯二甲基海因，优选溴氯二甲基海因，每周投加2次，每次投加20mg/L；非氧化性杀菌剂为改性季铵盐类杀菌剂，每2周投加1次，每次投加100mg/L；生物分散剂为非离子型表面活性剂，每周投加1次，每次20mg/L；微生物控制药剂在集水池急流处采用冲击式人工加药，投加量按保有水量计算。
2.3 循环水优化控制
循环水优化采用SYZL ∑sigma 全自动总磷在线监控加药系统，控制加药和补排水。复合阻垢缓蚀剂的投加量10-15mg/L（以补中水为基准），控制循环水总磷在4-7mg/L。浓缩倍率控制在5.0倍左右。循环水进行旁滤处理，并设有青QYC-120监测换热器。
上述的化学处理方法，自制阻垢分散剂固含量大于30%，其余化学制剂均为市售工业产品。
3.复合阻垢缓蚀剂试验结果验证
取表1所述水样，试验方法按照HG/T 2160-2008《冷却水动态模拟试验方法》[2]，实验结果如表1，表2。
由表2所知：本研究的复合缓蚀阻垢剂在中水回用于循环冷却水中，控制系统结垢与腐蚀效果很好，腐蚀速率远控制在GB 50050-2007规定的指标范围内。
4.现场应用情况
本方法用于中试某煤制甲醇厂的循环冷却水系统中，补水为煤化工废水制的中水中，复合阻垢缓蚀剂投加量约为12mg/L；通过氧化性杀菌剂选用溴氯二甲基海因，每周投加2次，每次投加20mg/L；非氧化性杀菌剂为改性季铵盐类杀菌剂，每周投加1次，每次投加80mg/L；生物分散剂为非离子型表面活性剂，每周投加1次，每次15mg/L；三种药剂交替间隔投加，运行半年，有效控制了结垢和腐蚀状况，现场使用情况良好。
本方法循环水处理采用SYZL ∑sigma 全自动总磷在线监控加药系统，控制循环水总磷4-7mg/L，自动补水和排污。氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂、生物分散剂采用冲击式人工加药，在集水池急流处。以保有水量计算加药量。循环水采用旁滤处理装置和QYC-120监测换热器进行循环水运行效果监控，控制浓缩倍率为5.0左右运行
5.结论
（1）自制的阻垢分散剂，对碳酸钙、硫酸钙特别是磷酸钙垢的形成和沉积有良好的抑制作用，对三氧化二铁、污泥、粘土和油垢也有良好的分散性能，特别适用于中水水质。
（2）中水中含有大量的N、P等营养物质，所以微生物控制尤为重要，鉴于微生物的特性，采取氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂、生物分散剂相结合的处理方法。以充分发挥三者者的优点，并可以消除细菌对某种杀生剂产生的抗药性，并能完全控制中水微生物滋生严重的问题。
（3）回用于循环水的水质控制浓缩倍率控制在5.0左右，循环水进行旁滤处理，防止污垢在换热器表面沉积。
（4）本方法的控制要点简单易行，自动化程度高，为企业的节能降耗提供了示范作用，彰显技术进步。
参考文献：
[1]叶文玉.水处理化学品[M].北京：化学工业出版社，2002.
[2]HG/T 2160-2008，冷却水动态模拟试验方法[S].