大于60%高比例污水回用的无磷/低磷阻垢缓蚀处理工艺（图）

  [中国石化报 2024-06-27]
  该工艺合成和利用兼具缓蚀、阻Ca3(PO4)2垢、阻CaCO3垢、阻锌垢等综合性好、多功能的无磷/低磷聚合物，制备过程和产品性能重复性好，单体转化率高，不产生“三废”，符合国家总磷控制要求，从源头降磷，实施效果好，推广价值高。
  ——中国石油和化学工业联合会
  技术名片
  循环水系统的用水量占企业总用水量的50%~90%，其稳定运行是保证工艺长周期运行的重要条件。为提升节水效率，企业不断提高循环水系统的污水回用比、浓缩倍数，加剧了循环水运行中存在的腐蚀、结垢及微生物滋生三大问题，阻垢、缓蚀成为石化企业循环水系统长周期稳定运行的重要需求。
  含磷化合物是优异的缓蚀阻垢剂，但磷也是水资源的“敌人”，水中的磷含量过大会引起水体富营养化，造成藻类及其他浮游生物迅速繁殖，导致水质恶化，进而引起鱼类及其他生物大量死亡，对生态环境造成危害。为此，国家和地方对企业外排污水中的磷含量控制日益严格，作为污水场磷主要来源之一的循环水系统必须采用低磷甚至无磷方案。
  1988年，石科院开展循环水处理技术研发，形成炼油化工达标污水适度处理回用循环水成套技术等多项支撑炼化装置超长运行周期的关键水处理技术。30多年来，石科院先后完成循环水处理技术相关项目40余个，荣获省部级科技进步奖6项。
  石科院依托自身在循环水处理领域的技术积淀，以科技创新力量守护绿水青山，自主研发出大于60%高比例污水回用的无磷/低磷阻垢缓蚀处理工艺。研发团队通过官能团构效关系分析等手段设计合成了6类28种新结构的聚合物，并通过试验优选出兼具缓蚀、阻垢的多功能无磷聚合物作为核心剂。
  在此基础上，研发团队针对不同水质开展了上百次动态模拟试验进行筛选、验证，成功开发出系列高效无磷/低磷阻垢缓蚀剂及处理技术。该技术可以根据不同新鲜水和污水水质“量体裁衣”，在保证循环水系统长周期稳定运行的同时，实现高比例污水回用，有效克服了常规无磷/低磷阻垢缓蚀剂抗冲击性差、耐受污水回用比低的缺点。
  石科院还解决了药剂生产过程中反应剧烈、易暴聚的技术难题，实现了温和条件下合成，水处理剂的生产过程中不产生“三废”，“一箭三雕”满足了石化企业低磷、安全、环保的三重需求。
  2023年11月9日，工业和信息化部、水利部联合发布《国家鼓励的工业节水工艺、技术和装备目录（2023年）》，该技术名列其中。
  未来，石科院将推进该技术进一步应用，与更多企业合作，推动循环水源头降磷、污水资源化利用，助力中国石化循环水系统的污水回用比提升至60%，使每年回用污水达1.8亿立方米，相当于近13个西湖的水量。
  技术特点
  ●污水回用比例高：
  回用污水水质达到回用循环水的要求，回用比在60%~100%，节水效果显著。
  ●磷含量极低：
  阻垢缓蚀剂为低磷或无磷药剂，低磷药剂磷含量低于4%，无磷药剂不含磷。
  ●缓蚀阻垢效果好：
  碳钢试管腐蚀速率≤0.075毫米/年，黏附速率≤15毫克/（平方厘米·月），可以有效控制水质的腐蚀与结垢倾向。
  ●技术适应性强：
  可根据企业不同水质和循环水系统工况“量体裁衣”，同时可以结合高效微生物处理技术及运行管理技术对循环水系统进行综合治理。
  应用效果
  目前，该技术已在长江经济带、黄河流域、京津冀、沿海等不同区域的10余家企业20多套循环冷却水装置开展工业试验和应用，实现了补水水质从低钙硬碱度到超高钙硬碱度全覆盖，污水回用比从0到100%全覆盖，甚至包括超标劣质回用水。循环水系统的腐蚀、黏附速率远优于管理标准，处理效果优异，合计创效超过5500万元，回用污水超过830万立方米。
  2022年5月至今，石科院无磷缓蚀阻垢技术产品在长江中游某石化企业炼油循环水系统工业应用。应用期间，平均污水回用比为62.73%，最高月份超过90%，碳钢试管的平均腐蚀速率为0.045毫米/年，平均黏附速率为5.31毫克/（平方厘米·月），处理效果优异，每年减少磷排放量10.89吨。