化工企业循环水多功能净化节能减排效益浅析

上海化工

ShanghaiChemicalIndustry

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节能环保化工企业循环水多功能净化节能减排效益浅析刘志平

上海华谊（集团）公司（上海

摘

要

200040）

通过对化工企业自备电站循环水进行多功能净化处理技术改造，循环水中结垢、腐蚀、菌藻、浊度、化学需氧量（COD）等因子得以削减或抑制，实现净化水质、提高换热设备效率、减轻设备腐蚀程度、提高循环水运循环水各项运行指标均满足行业和企业行浓缩倍数、减少循环水排污水量和新水补充量等。技改完成后，控制指标要求，节水减排效益显著。

关键词循环水水质净化节水减排浓缩倍数排污

中图分类号TQ085

上海华谊（集团）公司投资参股的内蒙古亿利化学工业有限公司于2007年投产，主要产品有50万

（PVC）树脂、t/a聚氯乙烯37万t/a烧碱、6万t/a液氯、8万t/a盐酸、0.6万t/a次氯酸钠，企业配套建设2个

为全厂供热的同时还可以提供部50MW自备电站，分电能。

企业属于氯碱化工行业，用水量大、排污量也

当地水质大；企业位于水资源匮乏的西北高原地区，水资源的较差，且水价逐年上涨。随着企业的发展，

供需矛盾日益突出。

因此，节约循环冷却水成为工业节水最60豫耀70豫，

紧迫的任务。节约工业循环水最好的方法就是提高循环水运行的浓缩倍数，减少排污水量和新鲜水补水质逐渐恶化，对循充量；但是随着水的不断循环，

结垢、菌藻和粘环系统造成危害，主要表现在腐蚀、使水质得泥等方面。所以，对循环冷却水进行处理，

显得极为重要。到改善，减少对循环系统的危害，公司2016年8月启动对2伊50MW自备电站循

环水系统进行节水减排改造的试点工作，希望取得

通过反复预期效果后，在其他循环水系统进行推广。调研和技术方案比选，采用对循环水水质进行多功能净化处理的技改方案，在保障循环水运行水质达

的原理，提高循环标的前提下，通过类似“血液透析”水运行浓缩倍数、减少循环水排污水量和新水补充

量，从而实现节能减排。

刘志平作者简介：

男

1961年生

本科

经济师

技改项目相关设备于2016年12月完成安装调

试，2017年1月开始试运行，3月完成性能验收并正式投运。系统各项技术指标均满足行业和企业控制指标要求，节水减排效益显著。

1循环水系统简介

（年平均值）见表1。循环水系统主要参数

表1循环水系统主要参数项目循环水量/（m3·h-1)保有水量/（m3·h-1)补充水量/（m3·h-1)蒸发水量/（m3·h-1)排污水量/（m3·h-1)损失水量/（m3·h-1)进出水温差/益浓缩倍数参数160000032520011015102.6氯碱化工企业的冷却水量占工业用水总量的

循环水系统补充水水质、循环水运行水质及运行水质控制指标见表2。

2存在的主要问题

从表1和表2所示的循环水系统的各项参数不

难看出，该系统存在的突出问题有：

（1）由于循环水补充水为黄河水和回用中水，水质较差，且波动较大。

长期从事企业管理工作

20··

上海化工第43卷

表2

循环水系统各项水质情况

项目补充水水质运行水质水质控制指标电导pH率/7.6~8.47.6~9.08.0~9.0（滋s·cm-1)914~262014~4080臆4000总硬度/（mg·L-1)281~580581~1144臆1100总碱度/（mg·L-1)136~313111~471臆400（籽Cl-）/（mg·L-1籽(SO)150~449229~585臆40042-（mg·L-1))/117~271416~1018总磷/（mg·L-1)1.04~3.121~3总铁/（mg·L-1臆2度)0.04~0.320.24~1.16浊/NTU1~~23臆20籽（COD）（mg·L-1）2417~53臆100注：总硬度、总碱度以CaCO3计，总磷以PO4-计，总铁以Fe3+计

（2）为控制循环水运行水质，在补充水水质较

差的情况下，循环水只能在低浓缩倍数下运行，导致排污水量和补充水量较大，

不仅造成水资源的浪费，而且给后续污水处理或中水回用处理带来压力。（3）即使在低浓缩倍数下运行，在用水紧张或补充水水质恶化的冲击下，循环水运行水质也时常超标，对用水设备造成影响。

（4）企业所处地区水资源相对匮乏，随着生产

的发展，用水矛盾日益突出，节水减排和水资源循环利用显得十分紧迫。

3

3.1

技改方案

由于各方案选择

系统使用循环水的换热设备较多且换热效率要求高，为确保换热效果，必须确保循环水的水质。保证水质的途径除了增加药剂用量以外就是增大排污量，而加大药剂用量不仅作用有限，也增加了排污水中污染物的浓度，同时排污量的增加又造成

水资源的严重浪费。为实现节能减排，建设环保型企业，公司通过大量技术调研和分析比选，决定采用

KIV-EC对循环水循系环水多统进行功改能造净，化通处过对循理一体环水化技中结术与垢设备

、

腐蚀、菌藻、浊度、COD等因子进行削减或抑制，实现净化水质、提高循环水运行浓缩倍数、减少循环水排

污水量和新水补充量。

3.2

根据技术系原统大理

小和运行工况，取设计量的循环水

进入多功能净化处理一体化设备，

在物理、化学、高频电磁场、诱导催化等作用下，

循环水中的部分易结垢成分和胶体悬浮物以固体形式析出并被捕集，使循环水硬度和浊度降低；反应器内产生一定量具有

强氧化性的自由基，具有杀菌灭藻、削减COD的功能；被极化和解聚的小分子具有极强的穿透力，

不仅防止结垢物质在设备上结垢，还对设备上的老垢予以穿透使其松脱；

一部分Cl-通过电极的氧化作用生成氧化剂，用于杀菌灭藻，另一部分Cl-进入排污水。经过上述多功能处理，循环水水质得到有效净化，

净化出水回流到循环水集水池。连续不断的水质净化置换，为提高循环水浓缩倍数、减少排污量和新水补充3.3

量创造技改了实基施础条件。

净化处理的主体为一体化设备，主要由进水系统，反应器系统（预处理、除硬、脱氯），出水过滤系统，电控系统及反洗系统组合而成，

整个系统对外接口只有水进出口、空气进出口、电源进口等，占地面积小，接入、运行、维保等十分方便。

整个技改实施只需在规划的占地区域（循环水集水池旁）做好设备基础，将循环水回水管接入设备进水口，将电源和压缩空气接至设备主体相关接口即可。

KIV-EC通过循系环水回水的余压，将设计量的回水引入循环水池。统该，过反程应重器复一定出水经时过滤器过滤后间后，

反洗过滤器回流，到

并使设备通过自动除渣装置，将反应器和过滤器内的积垢清除排出至沉淀池，经沉淀后的盐垢按一般固废进行处置。过程示意见图1。

4

4.1

技改效技水质改项净果与目于化与节效益

2017水减排效年1月试果

运行以来，系统

运行高效、安全、稳定，循环水水质稳定在控制指标以内，污水排量比技改前（平均污水排量为

第2期刘志平：化工企业循环水多功能净化节能减排效益浅析

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4.2

（1）节省药剂费用

技改前平均药剂费用为10万元/月；技改后由

技改综合效益

于水质净化和处理过程中产生自源性的杀菌灭藻剂，药剂的添加量平均减少20%，即节省药剂费用

装置运行9个月，共节省药剂费用18万2万元/月。

元。

（2）节水效益

节水价格=补水水价+中水回用处理费=4.1+

图1循环水净化处理示意图

减少60%以上，效果显著。具体见表3。110m3/h）

表3

时间2017年1月2017年2月2017年3月2017年4月2017年5月2017年6月2017年7月2017年8月2017年9月循环水运行水质优于控制指标优于控制指标优于控制指标优于控制指标优于控制指标优于控制指标优于控制指标优于控制指标优于控制指标表4

时间2017年1月2017年2月2017年3月2017年4月2017年5月2017年6月2017年7月2017年8月2017年9月合计单位节水量/（m3·h-1)66.766.366.267.868.868.366.466.167.211.4=15.5元/m3。

循环水净化处理技改装置投运后的节水减排效益见表4。

污水排量/（m3·h-1)43.343.743.842.241.241.743.3.942.8节水率/%60.60.2760.1861.62.5562.0960.3660.0961.09水质净化与节水减排情况

腐蚀率合格合格合格合格合格合格合格合格合格节水减排效益

·节水水价/（元m-3）15.515.515.515.515.515.515.515.515.9624.844553.9252.848816.051187.249176.049401.9178.39574.8384.0节水费用/万元76.9269.0676.3475.6779.3476.2276.5776.23681.3575.00月节水量/m3（3）技改综合效益

技改综合效益=节省药剂费用+节水效益=18+681.35=699.35万元。

5结语

循环水系统自2017年1月完成改造以来，总体

经计算，技改后月平均节省费用为77.7万元，

则年平均节省费用932.4万元。

运行良好，水质稳定且指标优于控制指标。此次技改不仅节约了循环水的运行成本，改善和优化了循环

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上海化工第43卷

减轻中水回用水系统的运行工况（节约大量水资源、

为公司处理压力），也促进了公司环保工作的开展，

此其他循环水系统的改造、改进提供了思路和方向。外，还取得了良好的社会效益。

收稿日期：2017年11月

AnalysisonEnergySavingand

EmissionReductionthroughMultifunctional

CirculatingWaterPurificationinaChemicalCompany

chemicalcompanythroughmultifunctionalpurificationtreatment,wherescaling,corrosion,germsandalgae,turbidityaswellaschemicaloxygendemand(COD)ofthecirculatingwaterwerereducedorinhibited,allofthewaterpurification,theimprovementoftheheatexchangeequipmentefficiency,thereductionofcorrosion,theincreaseofconcentrationratioofindustryregulation.Thebenefitofwatersavingandemissionreductionwassignificant.Pollutiondischarge

circulatingwater,togetherwiththereductionofwaste-waterdischargeandfreshwateradditionwerefulfilled.Afterthetechnologicalupgrading,alltheindexesofcirculatingwatercouldmeettherequirementsofcompanyandchlor-alkali

Keywords:Circulatingwater;Waterpurification;Water-savingandemissionreduction;Concentrationratio;Abstract:Attributedtothetechnologicalupgradingofcirculatingwatersystemfortheself-supplypowerplantina

LIUZhiping

科莱恩eWATCH项目荣获2017年

中国外商投资企业履行CSR优秀案例绿色和谐奖

并开展（KPI），对其进行持续监测，最近，科莱恩凭借其在中国的续发展成就提供了模板。”

（CSR）基于科莱恩的可持续发展增了能够持续改进能源效率的多个企业社会责任最佳实践而

再次获得认可，其旨在提高能源效值这一战略支柱，eWATCH项目利项目。管理体系和员工科莱恩大中华和韩国区总裁率的eWATCH内部项目荣获了用涉及运营机制、

（JanKreibaum）表示：“能够2017年中国外商投资企业履行制度的三维综合节能和管理方法，严凯鹏

这是我科莱在今年再次荣获这一奖项，在北京降低了生产基地的运营成本。CSR优秀案例绿色和谐奖。

中国外商投资恩在其各个基地实施了eWATCH们中国团队取得的一项伟大成就。举办的颁奖仪式上，

减少二氧化2016年，（CAEFI）我们凭借EcoTain标签荣通过节水节能，企业协会向科莱恩颁发项目，

该旗舰标签能够碳、温室气体、废弃物和污水的排获得了这一奖项，了这一奖项。

科莱恩集团技术与创新全球能力中心能源与公共事业总监“能够获得由HerbertMaier表示：

科莱恩CAEFI颁发的绿色和谐奖，感到无比荣幸。通过可持续发展实

放，致力于实现科莱恩的2025年

可持续发展目标。

凸显出我们产品的卓越性能和可持续性优势。2017年，我们再度获奖，必将激励我们不断努力实现在

我们期待在这中国的可持续发展，一领域取得持续的影响力。”科莱恩一直在中国积极追求

在过去CSR和可持续发展的目标。的5年里，科莱恩在责任关怀活动展的最佳实践。

中与业内同行积极分享可持续发

（Grace）

2017年，科莱恩开始在中国

镇实施eWATCH项目，位于金山、江、盘锦和大亚湾的主要基地均启

现卓越是科莱恩持续发展的基石。用了该项目。为了推进该项目在各

科莱恩任命了科莱恩在其各项业务的主要基地个基地的全面实施，开展了eWatch项目，通过能源的

而高效使用，节约了大量的能源，且还为其他企业实现相同的可持

并成立了基相应的基地能源经理，

通过计算主要地能源团队。同时，

产品组合的能源关键绩效指标