环保：中国、美国先进的工业循环冷却水电化学处理方法

一、工业循环冷却水电化学处理工艺的几个问题

1、电化学水处理工艺设备解决循环水系统什么问题

电化学水处理设备通过电化学技术解决循环水系统的结垢、腐蚀与微生物问题，设备阴极吸附碳酸钙垢等重金属离子通过自动刮垢系统排除循环水系统之外，有效降低系统有害离子浓度，维持系统离子平衡，调节朗格利尔指数等技术防止系统换热器等结垢与腐蚀。设备阳极电解电离出氯气、羟基自由基、等强氧化物质，持续不断杀灭细菌、菌藻等微生物。电化学技术解决了循环水系统的三大主要问题。

2、推广电化学水处理技术对企业有哪几方面好处

电化学水处理技术是一项清洁环保高效的技术，解决循环水系统问题的同时，避免了因添加药剂工艺带来循环水排污水的二次污染，磷系药剂添加是循环水系统排污水的主要污染源，是水体富营养化的主要原因，也是企业污水处理费用的花销主要部分。电化学技术工艺能排出结垢物质，有效降低系统有害离子，相对加药工艺，可以进一步提高循环水系统的浓缩倍率到5-6倍，减少循环水排水50-80%，减少补充水20-40%，节水减排的同时，降低了企业水处理运行费用，减轻企业的环保压力。同时也减少了对水体、地下水、土壤的污染。

3、电化学水处理技术适用范围

电化学水处理技术适用于所有工业循环冷却水系统，广泛应用于化工、电力、冶金、焦化、煤化工等行业领域。适用水质硬度100-500（以碳酸钙计），硬度低于100的可以配部分反渗透浓水回用，减少部分浓水处理费用与外排造成的环境污染。硬度高于500的需配新鲜水使用。氯离子含量适用范围在200-500ppm，电化学设备工作时要消耗部分氯离子起到杀菌作用，和加药剂相比允许氯离子浓度要高50-100ppm。对于部分企业氯离子过高的系统，可考虑使用我公司研发的即将实用的高氯离子专用设备。其余离子含量适用于药剂处理工艺所有范围。

4、电化学水处理技术对源头治理的意义

电化学技术在循环水中的应用，解决循环水存在的三大问题，并有效降低循环水中有害离子，取代了药剂添加工艺中加入的磷系药剂，从源头上解决了循环水的污染源头，大幅减少了循环水排水，也减少了循环水排污的主要污染成分，进一步减少循环水补充水量。在节水减排起到很大作用。目前水处理主流技术是分离污水回用部分清水，存在分离后浓水处理与污泥处理难题，电化学技术应用从源头上减少了污染物，其意义与价值非常重大。

二、芮海电化学技术在工业循环冷却水处理的应用对企业水处理的意义

工业化的迅速发展，带来了经济的快速增长，也带来了环境污染。近几年环境污染已直接影响到了人们的正常生活，水资源的短缺与水体的严重污染已经到了刻不容缓的地步。毫不客气的讲，如果不采取有效的措施，10年之后国人将无水可喝，净水机市场的火爆客观上说明了水污染的严峻状况，试想，当水污染严重到连净水机都无能为力时，我们该怎么办？国务院与各级政府对环境治理的要求已上升到前所未有的高度，蓝天碧水的梦想与保证饮水质量是提高生活质量的基本要求。各路专家与众多企业投身于水污染的治理与节水技术的推广，纵观全国，大多数技术是解决污水处理与废水回用，解决水污染后的治理技术，各种浓缩、分离、回用的技术做出很大贡献。有专家指出，许多技术只是将污染物从一种形势转化为另一种形式，没有从根本上减少污染物总量。污染物的总体减少与消化，改善工艺，从源头减少污染物的产生是彻底治理污染的根本，包括日益严重的土壤污染问题，其根本原因是水污染治理没有从根本上消除污染物，进一步造成土壤污染与地下水污染，部分处理工艺还无形中造成二次污染，大量的工业盐与某些药剂使用加重了水污染问题。也有很多技术在污染物转化利用与污染物减少做了许多工作。走出先污染再治理的怪圈，探索一种从源头减少污染物的产生的技术改进现有工艺显得尤为至关重要，工业循环冷却水占工业用水80%，解决好工业循环冷却水污水排放问题意义重大。

电化学水处理技术在工业循环冷却水的应用，既很好的解决了循环水的结垢、腐蚀与微生物问题，又避免了添加化学药剂带来的二次污染；减少循环水排污量的同时，节约近一半的新鲜补充水；大幅降低了循环水污水处理费用，减少补充水水费；降低了企业水处理生产成本，减少了污水排放对水环境的影响。

电化学水处理工作原理，电化学水处理技术的主要工作原理是利用电化学的氧化还原反应，将水中的Ca2+、Mg2+以固体形式排出，降低水体的硬度，同时产生氧化性物质，抑制循环水系统中菌藻的滋生，达到杀菌灭藻功能。

电化学除垢原理，在电流的作用下水在阴极发生电解反应生成OH-。由阴极反应产生的OH-离子打破阴极附近溶液中碱度与硬度的平衡，溶液中的HCO3-离子转化为CO32-离子。同时水中的Ca2+、Mg2+等成垢离子在静电引力的作用下向阴极区迁移，分别生成CaCO3、Mg(OH)2沉淀析出。同时在电场的作用下，CaCO3在阴极板表面的结晶形式由坚硬的方解石结构转变为较为疏松的文石型结构，更易于剥离去除。

电化学杀菌原理，电化学杀菌不是一个简单的过程，其包括了物理、化学和生物等多种作用机制与反应历程，可以认为是多种因素共同作用完成的。其中主要涉及如电解氯化、活性基团作用等。

在电场的作用下，水中的氯离子会被氧化成氯气、次氯酸、次氯酸根等自由氯组分。一般认为，电解氯化作用，主要通过次氯酸起作用。次氯酸为很小的中性分子，只有它才能扩散到带负电的细菌表面，并通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部。当次氯酸到达细菌内部时，能起氧化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。在电催化反应中，通过电解水以及溶解在水中的氧气在电极表面生成一些短寿命的中间产物，即臭氧、羟基自由基、过氧化氢和氧自由基等，这些强氧化性的物质能使微生物细胞中的多种成分发生氧化，从而使微生物产生不可逆的变化而死亡。

电化学防腐蚀原理，提高冷却水pH值，最大限度降低水的腐蚀性；浓缩的镁硬度在冷却水中以氢氧化镁的形式沉积在管道内壁，起到缓蚀和抑制生物膜的作用。

很多人将电化学设备的除垢效果与离子交换系统和反渗透系统比较，这是水处理两个领域的问题，电化学水处理设备与这两种系统相比较，单次除垢率是较低的，是不适用于锅炉软化水要求的。树脂交换的浓水与反渗透的反冲洗水是需要处理的，电化学技术处理工业循环冷却水系统最大的优势是可以大幅减少循环水系统的排污，同时节约近半补充水，设计合理的化，还可以消化部分浓水等废水，用于循环水系统，进一步减少补充水量，同时替代药剂处理工艺，杜绝循环水污水的产生，大量节省后期循环水污水处理费用。

经过一年多的多方努力，该技术已在部分企业得到应用，芮城蓝星、山东日月、东营钢帘、内蒙乌审召、京博石化、青岛热电、山东天迈等用户在节约补充水，减少污水处理费用，减轻环保压力等方面都取得了良好效果。

三、关于电化学设备在电厂应用的分析 告

如果循环水系统优化后，使用电化学水处理设备40台左右（38-42台，具体数量待详细方案计算后得出，总投资1500万元左右），每小时可减少循环冷却水排污500m3左右，同时每小时减少补充水500 m3，每年至少节约补充水300万m3，同时减少300万 m3排污水处理费用。由于减少了冷却塔循环水排污量，对于下一步的机加池双碱法处理也减少了处理量，既降低机加池处理费用，也减少了机加池产生的污泥与固废泥饼量，同时减少脱硫废水系统处理量。考虑补充水费用，前期预处理费用，机加池处理费用及排污水进脱硫废水处理费用按较低水平每立方5元的综合费用计算，每年至少降低水处理成本1500万元，加上药剂费用及其它附加费用按300万元计，每年降低水处理费用1800万元。

山西芮海电化学设备在电厂推广使用的几个问题阐述：

1、目前我公司的电化学水处理设备在煤化工、化工领域使用较多，是否适用于电厂循环水系统呢？电厂循环水水质一般要优于相对化工、煤化领域的水质。煤化工、化工等领域成功应用已证明该技术与设备不存在工艺与技术问题，在电厂使用更加稳定实用。

2、目前在内蒙乌审召电厂已成功使用，是否适合电厂大型系统使用呢？我公司电化学水处理设备在循环水系统安装方式灵活方便，可根据实际情况灵活组装，一般4—

6台一组，处理对应循环水量，可根据循环量优化组合，也可根据现场实际情况调整布置，理论上可以无限大循环量。

3、有人担心电化学水处理系统若工作不正常，除了影响循环水处理系统工作稳定外，还会带来整个生产，怎么办？我公司电化学水处理设备安装应用与原有处理工艺比较，除了免加药剂避免二次污染之外，不改变原有任何工艺，若有极端状况，可以随时方便恢复加药工艺，不存在这方面不安全的隐患。

4、水十条的逐步实施与心的排放标准发布，对企业排放水质提出更高要求，国家政策不会再允许企业随意排放污水，即使电厂循环水更干净些，现在大多企业投巨资建设大型综合水处理零排系统就说明这个问题。随意不达标排放造成的危害不必多说，其造成对地下水、土壤、公众健康的危害也不言自喻。电化学水处理技术工艺相比较加药造成二次污染的环保效益与经济效益也一目了然。环保政策愈加严厉，各企业面临的居高不下的建设费用与运行费用，投入电化学设备与加药工艺对比产生的环保与经济价值显而易见。

5、电化学水处理设备与现有电厂综合水处理工艺结合使用意义更大。避免加药工艺造成的阻垢剂、缓蚀剂的磷污染，避免杀菌剂对后期生化处理影响，减少双碱法处理产生的污泥与固废量，以及减少反渗透工艺浓水等工艺造成的二次污染与高额费用。

6、电化学水处理工艺对综合水处理系统优化提供了一条全新、可靠、简便、清洁、经济的思路。电化学水处理技术走出先污染再治理、边治理边污染的怪圈。该技术也为从源头治理，消除污染源，促进循环经济走出一条新路子。