某石化企業(yè)污水處理冷卻塔采用傳統(tǒng)塑料填料,運(yùn)行3年后出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)垢問(wèn)題。循環(huán)水中鈣鎂離子濃度超標(biāo)(硬度達(dá)800mg/L),導(dǎo)致填料表面形成厚達(dá)5-10mm的硬垢層,出塔水溫升高4℃,冷卻效率下降30。每年需停機(jī)清洗2次,每次清洗成本超20萬(wàn)元,且填料因老化需每5年更換一次,全生命周期成本高昂。
1.材質(zhì)選擇
選用氧化鋁陶瓷(Al₂O₃含量≥92)網(wǎng)格填料,其特性如下:
1.耐高溫性:可長(zhǎng)期承受120℃高溫,適應(yīng)石化行業(yè)高溫廢水處理需求;
2.耐腐蝕性:對(duì)Cl⁻(濃度≤5000mg/L)、SO₄²⁻(濃度≤3000mg/L)及有機(jī)溶劑具有優(yōu)異耐受性,腐蝕速率僅0.001mm/年;
3.表面潤(rùn)濕性:親水角≤30°,水膜覆蓋率達(dá)95,遠(yuǎn)超塑料填料(水膜覆蓋率60-70)。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.網(wǎng)格參數(shù):網(wǎng)格尺寸15mm×15mm,厚度3mm,比表面積達(dá)600m²/m³,較塑料填料(比表面積200-300m²/m³)提升2倍;
2.抗堵塞性:網(wǎng)格間距擴(kuò)大至15mm,適應(yīng)高濁度水質(zhì)(SS≤500mg/L),減少懸浮物沉積;
3.流通性:采用垂直波紋結(jié)構(gòu),通風(fēng)阻力系數(shù)僅15Pa,較塑料填料(阻力系數(shù)25-30Pa)降低40。
1.舊填料拆除與安裝
1.采用機(jī)械切割+高壓水槍沖洗方式,拆除原塑料填料并清理塔內(nèi)污垢;
2.安裝陶瓷網(wǎng)格填料時(shí),采用分層懸掛方式,每層間距500mm,確保橫向氣流穿透能力≥0.8m/s;
3.使用不銹鋼螺栓+尼龍墊片固定,避免電化學(xué)腐蝕。
2.水質(zhì)管理配套
1.投加阻垢緩蝕劑(濃度30mg/L),控制循環(huán)水pH值在7.5-8.5;
2.安裝旁濾系統(tǒng)(過(guò)濾精度50μm),降低懸浮物含量至SS≤100mg/L;
3.增設(shè)碳酸氫根離子監(jiān)測(cè)探頭,實(shí)時(shí)反饋水質(zhì)數(shù)據(jù),自動(dòng)調(diào)節(jié)加藥量。
1.防結(jié)垢性能
1.運(yùn)行1年后檢測(cè),陶瓷網(wǎng)格填料表面結(jié)垢厚度僅0.2mm,較塑料填料(結(jié)垢厚度5mm)降低96;
2.碳酸氫根離子濃度穩(wěn)定在150mg/L以下,未出現(xiàn)因鈣鎂離子沉淀導(dǎo)致的結(jié)垢加劇現(xiàn)象。
2.冷卻效率提升
1.出塔水溫降低3℃,冷卻數(shù)提升25(由1.2提升至1.5),滿足工藝要求;
2.通風(fēng)阻力降低30,風(fēng)機(jī)能耗減少18(由0.35kW·h/噸水降至0.29kW·h/噸水)。
3.經(jīng)濟(jì)性與環(huán)境效益
1.初始投資:陶瓷網(wǎng)格填料費(fèi)用120萬(wàn)元(塑料填料更換周期5年,累計(jì)費(fèi)用100萬(wàn)元);
2.年節(jié)約成本:水量損失費(fèi)用8萬(wàn)元+維護(hù)費(fèi)用15萬(wàn)元+電費(fèi)3.2萬(wàn)元=26.2萬(wàn)元;
3.投資回收期:4.6年(塑料填料投資回收期6年);
4.環(huán)境效益:年減少COD排放2.1噸,符合《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31571-2015)。
1.材質(zhì)適配性
氧化鋁陶瓷網(wǎng)格填料耐高溫、抗腐蝕,尤其適用于石化、冶金等高溫高腐蝕性污水處理場(chǎng)景。
2.結(jié)構(gòu)優(yōu)化
擴(kuò)大網(wǎng)格間距、增加波紋深度,可平衡抗堵塞與熱交換效率,適應(yīng)高濁度水質(zhì)。
3.系統(tǒng)協(xié)同
配套水質(zhì)監(jiān)測(cè)、阻垢劑投加及旁濾系統(tǒng),可大化發(fā)揮陶瓷填料的防結(jié)垢性能。
4.長(zhǎng)期成本考量
雖初始投資高于塑料填料,但全生命周期成本降低50以上,作為高溫冷卻塔填料升級(jí)方案。
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