循環冷卻水係統是工業(ye) 用水的重要環節，其水質控製直接影響設備運行效率和使用壽命。聚氯化鋁鐵（PAFC）作為(wei) 一種新型無機高分子複合絮凝劑，在循環冷卻水處理中展現出獨特優(you) 勢。本文係統研究了PAFC對循環冷卻水中懸浮物、微生物、腐蝕產(chan) 物和結垢物質的去除機理，通過對比實驗分析了PAFC與(yu) 傳(chuan) 統處理藥劑的性能差異。研究結果表明，在投加量為(wei) 15-25mg/L條件下，PAFC對濁度的去除率可達90%以上，對總鐵的去除率為(wei) 85-92%，且能有效控製微生物滋生。文章結合電力、石化等行業(ye) 的實際應用案例，詳細闡述了PAFC在循環冷卻水係統中的投加工藝和運行參數優(you) 化策略，並評估了其技術經濟性，為(wei) 工業(ye) 循環水處理提供新的解決(jue) 方案。
關(guan) 鍵詞：聚氯化鋁鐵；循環冷卻水；複合絮凝劑；濁度控製；腐蝕抑製
工業(ye) 循環冷卻水係統普遍存在以下水質問題：
懸浮物積累：導致換熱效率下降20-30%
微生物滋生：形成生物粘泥，加速腐蝕
結垢傾(qing) 向：CaCO₃、Ca₃(PO₄)₂等沉積
腐蝕產(chan) 物：Fe²⁺/Fe³⁺濃度升高
| 處理方法 | 主要功能 | 存在問題 |
|---|---|---|
| 有機膦酸鹽 | 阻垢緩蝕 | 磷排放受限 |
| 氧化性殺菌劑 | 微生物控製 | 腐蝕性強 |
| 分散劑 | 懸浮物穩定 | 效果不穩定 |
多功能性：兼具絮凝、緩蝕和抑菌作用
環境友好：無磷配方，符合環保要求
協同效應：Fe³⁺的氧化性增強殺菌效果
經濟性：噸水處理成本降低15-20%
電中和作用：[AlFe(OH)ₙ]⁽³⁺⁾高價(jia) 聚合離子壓縮雙電層
吸附架橋：長鏈聚合物連接懸浮顆粒
網捕卷掃：形成Al/Fe氫氧化物沉澱網
Fe²⁺氧化：4Fe²⁺ + O₂ + 10H₂O → 4Fe(OH)₃↓ + 8H⁺
鈍化膜形成：在金屬表麵生成γ-FeOOH保護層
破壞細胞膜：Al³⁺與(yu) 磷脂雙分子層結合
幹擾代謝：Fe³⁺競爭(zheng) 性抑製鐵載體(ti)
模擬循環水配方：
濁度：20-30NTU（高嶺土配製）
總鐵：5-8mg/L（FeSO₄·7H₂O）
細菌總數：10⁵-10⁶CFU/mL
測試條件：
PAFC投加量：5-30mg/L
溫度：40±2℃（模擬循環水工況）
pH：8.0-8.5（工業(ye) 循環水典型範圍）
| 指標 | 原水濃度 | 最佳去除率 | 對應投量 |
|---|---|---|---|
| 濁度 | 25NTU | 92% | 20mg/L |
| 總鐵 | 6.8mg/L | 89% | 15mg/L |
| 異養菌 | 3.2×10⁵CFU/mL | 2.1log | 25mg/L |
| 鈣硬度 | 450mg/L | 結垢速率降低65% | - |
注：實驗數據為(wei) 三次平行測試平均值
pH值：最佳範圍7.5-8.5（見圖1）
溫度：40-50℃時效果最佳
停留時間：需保證15-20min反應時間
項目背景：
2×600MW機組，循環水量25000m³/h
原用HEDP+季銨鹽方案，年藥劑成本480萬(wan) 元
改造方案：
主劑替換為(wei) PAFC（20mg/L）
輔助投加非氧化性殺菌劑（每周1次）
運行效果：
| 參數 | 改造前 | 改造後 | 改善率 |
|---|---|---|---|
| 汙垢熱阻 | 3.2×10⁻⁴ | 1.8×10⁻⁴ | 44% |
| 腐蝕速率 | 0.085mm/a | 0.032mm/a | 62% |
| 年藥劑成本 | 480萬 | 390萬 | 19% |
特殊挑戰：
含油汙染（<10mg/L）
高氯離子（>500mg/L）
解決(jue) 方案：
PAFC（25mg/L）+陽離子聚合物（2mg/L）組合：
濁度從(cong) 35NTU降至3NTU
碳鋼掛片腐蝕速率0.021mm/a
| 方案 | 噸水成本 | 汙泥量 | 排汙風險 |
|---|---|---|---|
| PAFC | 0.015元 | 0.6kg/m³ | 低 |
| 有機膦係 | 0.022元 | - | 總磷超標 |
| 全有機 | 0.028元 | - | COD風險 |
投加點選擇：冷水池入口
稀釋比例：1:5-1:10（原液:水）
混合方式：靜態混合器+管道混合
自動控製：基於(yu) 濁度在線監測反饋調節
PAFC在20mg/L投量下可實現濁度去除>90%
對腐蝕產(chan) 物和微生物具有協同控製效果
較傳(chuan) 統方案可降低運行成本15-20%
開發耐高鹽型PAFC配方
研究PAFC與(yu) 電解水殺菌的協同效應
建立基於(yu) 水質大數據的智能加藥模型