偏铝酸钠处理循环冷却水

第27卷　第6期　　　　　　水处理技术　　　　o.　　　　　　　2001年12月TECHNOLOGYOFWATERTREATMENT.,,,李彦生

,辽宁大连　116028)

摘　要:。结果表明,偏铝酸钠可以有效地去除水中的硬度,降低浊度;、关键词:偏铝酸钠;;硬度

中图分类号:TQ085+.4　　文献标识码:A　　文章编号:100023770(2001)0620345203　　循环冷却水是排放量最大的工业排放废水。由于排污量大,温度高,所含化学组分复杂,直接排放不仅可使受纳水体产生热污染和富营养化,同时也造成水资源的大量浪费。

循环冷却系统在运行过程中,会有各种物质沉积在换热器的表面,腐蚀并影响其传热性能,这些物质统称为沉积物。它们主要由水垢、污垢、腐蚀产物和生物沉积物构成。其中水垢是由无机盐组成,故又称无机垢。水垢结晶致密,比较坚硬,也称硬垢。

为使循环冷却水能够回用,必须去除水中含量较高的硬度离子。偏铝酸钠是碱性混凝剂,适用于处理高硬度废水,但由于造价高,在实际应用中受到一定限制。近年来由于建筑业的发展,铝合金材料的广泛应用,以生产铝合金门窗为主的铝材加工厂排放了大量的含偏铝酸钠的废水,采用该废水中的偏铝酸钠处理循环冷却水,就可以达到“以废治废”的目的。

滴定法。

1.3　偏铝酸钠的制备

称取90.00gNaOH于400mL烧杯中,加入

210mL水,搅拌均匀加热到50～70℃,在不断搅拌的条件下加入Al(OH)3117g,并升温到100℃,反应持续2～3h,得到透明粘稠的偏铝酸钠液体(Al2O3・Na2O),苛化系数为1.5。

2　结果与讨论

2.1　偏铝酸钠对原水硬度、浊度去除效果

表1　大连市第一发电厂循环冷却水水质情况

项　目含量(mg L)项　目含量()项　目含量(mg L)

Ca2+45～55HCO

-3

Mg2+10～15

2-3

Cl-44～55pH7.38.5

SO2-430～40COD060

和CO

100130

总磷硬度溶固物1.0～1.3150～185145～155悬浮物

35～45

1　实验仪器和方法

1.1　实验仪器

PHS22ST数显酸度计;721型分光光度计;70122型电热干燥箱;JJ24六连电动搅拌器;T221型污

水COD速测仪;HHS2124型电热恒温水浴锅。1.2　实验方法

pH采用玻璃电极法;COD采用重铬酸钾法;SS

采用重量法;浊度采用分光光度法;硬度采用EDTA

　　水样为大连市第一发电厂循环冷却水三号采样

口采得。水质情况见表1。

　　以上述水样为实验水样,投加不同量的偏铝酸钠,测定残余硬度和浊度,并与加入Ca(OH)2处理后的水样作比较,结果见图1和图2。

　　偏铝酸钠投加量是影响去硬效果的主要因素之一。由图1可见,随着加药量的增加,硬度很快降低,由反应式:

NaAlO2+Ca(HCO3)2+2H2O3↓+Al(OH)3↓+Na2CO3

　　　　收稿日期:2000207231

　　　　作者简介:田　颖(19692),大连铁道学院环境工程教研室讲师,硕士.

346水处理技术第27图1图2　投加量对去浊效果的影响

图3　pH对偏铝酸钠去硬效果的影响

经Ca(OH)2处理后的水样残余硬度较高,原因是在处理过程中产生的CaCO3不能完全沉淀下来,有部分CaCO3颗粒仍以胶体状态残留在水中。由图2可见,随着偏铝酸钠投加量的增加,浊度也降低,且效果优于Ca(OH)2。循环冷却水的浊度是由悬浮物、微生物、胶体物质等构成,偏铝酸钠是碱性混凝剂,能有效地去除水中的浊度。同硬度相比,循环冷却水中的浊度较低,因此本文主要研究偏铝酸

钠的去硬效果。

2.2　pH3,铝以Al3+的形式存在,水中的

-3CO2-3,因此水中残余硬度较高;

,偏铝酸钠水解产生的Al(OH)3将溶,影响絮凝效果。当pH为10～11时,可形成快速沉淀的絮体。

2.3　搅拌时间对偏铝酸钠去硬效果的影响

　　取水样,调节pH为10左右,以电动搅拌器快搅(120r min)2min,然后慢搅。快搅主要起混匀水样中药剂的作用,慢搅用来加速絮凝,使矾花长大。实验表明,快搅时间对混凝效果影响不大,当慢搅时间为4～10min时比较适当。

2.4　温度对偏铝酸钠去硬效果的影响

图4　温度对偏铝酸钠去硬效果的影响

水温较低时,铝盐水解困难,且水的粘度大,颗粒的迁移速度减小,胶体的溶剂化作用增大,影响絮凝效果;温度较高时,铝盐水解作用加速,水的粘度小,颗粒扩散速度快,有利于形成大的矾花,从而形成沉淀而去除。由图4可见,温度大于30℃时,去硬效果明显,而循环冷却水的温度通常为32～40℃。

3　循环冷却水常用处理方案技术经济

性比较

　　目前循环水系统中常用的循环水处理方式有三

种,即石灰处理法、阻垢处理法和弱酸离子交换法,本文提出的铝酸钠法是一种新方法,在此与前几种方法加以比较。

石灰法处理补充水的循环水极限碳硬度较低(大约为1.5～2.5毫克当量升)所以循环水浓缩倍数不高,一般为2.5左右。而且由于水受热后的“再

　　田　颖等,偏铝酸钠处理循环冷却水软化作用”,在热交换器中可以再结垢,所以补充水在经石灰处理后还须加酸调整pH以防止结垢。在实际运行中加酸量往往难以控制恰当。在剂量不足时会出现碳酸盐垢,在酸过量时又会造成热交换器和管道的腐蚀。SO2-对混凝土的侵蚀性极强,4

造成冷却塔及水沟等构筑物的腐蚀。

用水质阻垢剂处理循环水,23.5之间。定,,而微,。循环水。其中铬酸盐+锌盐较为常用。铬酸盐是有毒的,排污水不易向外排放。

缺点是投资大,　　偏铝酸钠可以式处理循环水(见图5),残硬仅有L。又,能使水中的悬浮物、微生。用这样的方法可,甚至可以实现零排放。偏铝酸钠本身又可用作缓蚀剂,因此又可控制系统的腐蚀。

4　结　论

以偏铝酸钠处理循环冷却水,可以有效地去除水中的硬度离子,降低浊度;pH对偏铝酸钠的去硬效果有明显影响,在pH为10～11时效果较好;快搅对偏铝酸钠的去硬影响不大,慢搅应控制在4～10min;温度大于30℃对偏铝酸钠的去硬效果有利。

参考文献

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图5　旁流偏铝酸钠处理系统

①蒸发损失②风吹损失1.冷却塔2.热交换器

3.反应器或澄清器4.过滤器5.集水池

水处理,1999,1.

.工业水处理(第二版)[M].北京:北京高等教[3]　杨嘉钰

育出版社,1992.

[4]　黄冬根.高岭土两段酸溶制取高质量聚合氯化铝[J].

　　弱酸树脂软化系统处理循环补充水,出水稳定,

对防止循环水系统的结垢、控制微生物的滋生以及防止腐蚀现象是有效的,浓缩倍数可达4倍以上。但

净水技术,1997,4.

[5]　冯敏.工业水处理技术[M].北京:海洋出版社,1992.

TREATMENTOFCYCLE-COOLINGWATERWITHSODIUMALUMINATE

TIANYing,CHENGKe,LIYan2cheng

(EnvironmentalEngineeringSection,DalianRaiwayInstitute,Dalian116028,China)

Abstract:Removalofhardnessofcycle-coolingwaterwithsodiumaluminateisstudiedinthispaper.Thequantityofsodiumaluminate,pHvalue,agitationtime,andtemperaturewhichaffecttreatingeffectarealsodiscussed.

Keywords:sodiumaluminate;cycle-coolingwater;hardness