大竹分厂旁流电解水处理技术（ECT）使用情况说明一、旁流电解水处理技术（ECT）介绍ECT系统是在一个受控的反应室中提供一个受控的电解过程，用以除去循环水系统的钙镁离子，从而阻止系统管线和设备结垢，并同时控制细菌和藻类的滋生。

反应器内部的钛基氧化镍涂层电极为阳极，反应器壁为阴极，反应过程中，水中的钙镁离子在阴极发生反应形成软质水垢附着在反应器壁上，并定时启动内置刮刀刮去后排出反应器。

反应器组成见图1。

反应器通过旁路与循环水系统回水管线相连，循环水经ECT处理后再回到循环水池。

图1 ECT装置刨面示意图①反应室②电极③刮刀驱动马达④刮刀⑤出水阀⑥排污阀⑦电源柜⑧排气/进气阀（一）阴极电化学反应反应室中维持的工作电流大概为直流10～25安培。

结果是，在阴极（反应室内壁）附近形成高浓度的氢氧根，这种升高的pH环境（pH高达14），让易结垢的矿物质预先结垢，并从水中析出。

实际上阴极附近局部的高氢氧根浓度所形成的化学环境，和用石灰处理形成的冷石灰软化环境类似。

2H2O(l) + 2e-H2(g) + 2OH-(aq)CO2(aq)+ OH-(aq) HCO3-(aq)HCO3-(aq) + OH- (aq) CO32-(aq) +H2O(l)Ca2+(aq) 钙离子可能形成氢氧化钙Ca(OH)2(垢)和碳酸钙CaCO3(垢)（二）阳极电化学反应在阳极，电流将一部分的氯离子转化成氯气，在冷却水中形成持续杀菌效果的次氯酸。

同时也产生臭氧、氧自由基、氢氧根自由基和双氧水。

这一系列得产物提供了杀生效应，结合安培电流及局部高的和低的（阳极）pH区域，维持了ECT内部一个实时的消毒环境。

生成氧气: 4HO-O2(g) + 2H2O + 4e-游离氯: Cl-–e-Cl0氯气: 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-臭氧: O2 + 2HO-–2e-O3(g) + H2OOH0自由基: OH-–e-OH0过氧化氢: 2H2O –2 e-H2O2 + 2H+氧自由基: 2H2O –2 e-O0 + 2 H+（三）pH控制ECT处理冷却循环水时pH总体值控制范围在8.5到9.0之间，控制方式为自动添加柠檬酸。

如前文提到的，阴极附近会形成高浓度的氢氧根，从而在反应室内壁附近维持较高的碱性环境。

相反，在阳极附近维持较低pH的酸性环境。

由于循环水是切向进入和离开反应室，从而运行中能反复地将水中细菌置于低pH值区和高pH值区，使得细菌每次通过反应室时都经历了多次pH值环境的变化，起到一定杀菌作用。

（四）其它ECT本身是一个碳钢制造的圆柱状的容器，直径大约为500毫米，深为900毫米。

固定在碳钢盖子上有阳极和一组刮刀。

阳极直伸到容器底部。

电极用拥有专利的钛基镍氧化物制成，以便耐受局部低pH环境。

刮刀用来定时刮掉内壁预沉淀出来的矿物质。

清洗过程由刮垢与排污两部分组成。

刮垢频率与排放频率可视运行情况分别设置，排污时间也可调节。

每次刮垢时，刮刀在马达的推动下在反应室内运动，刮掉内壁沉淀出来的水垢，待排污时和冲洗水一起从底部排出。

实际生产过程中，可根据设备内部结垢的情况，改变刮垢、排污频率和排污时间。

二、运行情况（一）概况大竹分厂自2017年11月11日投用ECT装置，原有循环水处理装置旁滤器（F-3101A/B）不再使用，自循环水系统回水管线上分出一根管线进入ECT系统，控制循环水量的5%（约15-20m3/h）进入ECT处理，出口直接接入循环水池PT-3101。

同时，除循环水系统检修后开产的预膜过程中需要投加化学药剂，日常生产中不再投加ClO2、CT4-36、CT4-42等药剂。

现装置总循环水流量约200m3/h，ECT系统流量约17 m3/h。

根据厂家（北京银海洁水处理公司）的技术指导，并结合生产实际，ECT工作电流一般设置在15A，随着气温的升高，可逐渐调大电流以降低电导率，最高到20A。

现循环水浓缩倍数适控制在3左右，并根据浓缩倍数，设定20min刮垢1次，4h排污1次。

（二）控制指标情况投用ECT设备后，缓蚀缓垢剂及杀菌灭藻剂不再投加，因此不再对总磷、ClO2余量进行分析。

为了保证循环水水质，参照工业循环冷却水处理设计规范GB50050相关规定确定pH、浊度、总硬、总碱、电导、异养菌总数为控制指标，并调整了指标控制范围，具体见下表。

表1 ECT投用前后循环水分析控制指标对比表（三）设备运行维护情况ECT装置2017年11月11日投用至今，厂家进行了一次拆检。

2018年3月29日，第一次拆开检查：厂家对设备拆开检查发现ECT设备顶盖、内壁结垢严重，见图2、图3。

此次共清理水垢约20Kg，为减少反应室内壁结垢，缩短刮垢间隔时间，由20min 改为10min，排污时间不变。

图2 3月29日顶盖结垢情况图3 3月29日内壁结垢情况从检查情况来看，打开设备均发现其内部存在较多水垢，说明其具有一定的除垢能力。

（四）投用前后运行参数对比分析工业循环水系统水质主要受蒸发量，补充水水质、水量，排污量，杀菌除垢设备或药剂使用等情况影响，补充水水质和水量可以反应循环水蒸发浓缩的情况，也可以反映整个循环水的水质情况，为了确保运行前后参数比较的准确性，因2017年3月与2018年3月水质情况与补水量大致相同，因此选取这两个时期内循环水质情况进行对比。

下面对ECT设备投用前后循环水各项主要指标进行对比分析。

1.循环水“总硬+总碱”：表2 大竹分厂2017年、2018年同期循环水总硬总碱化验数据统计2017年3月2018年3月项目时间总硬mmol/L总碱mmol/L总硬+总碱（mg/L）项目时间总硬mmol/L总碱mmol/L总硬+总碱（mg/L）2017.3.1 32.6 7.16 3976 2018.3.1 7.64 5.85 13496.74由上表可以得出，2017年3月，循环水“总硬+总碱”平均值为3677mg/L；2018年3月，循环水“总硬+总碱”平均值为1860mg/L。

2018年数据对比2017年有明显下降，但仍然超过工艺卡片要求的1100mg/L。

对比分析数据并结合ECT系统工作原理，循环水中“总硬”的下降是将指标控制在1100mg/L以下的关键，需要进一步调整ECT运行参数加以控制。

2.循环水pH值：表3 大竹分厂2017年、2018年同期循环水pH值统计由表3知，2017年3月，循环水平均pH值为8.27，2018年3月，循环水平均pH值为8.50。

2018年循环水pH值相比于2017年同期总体趋势相差不大。

ECT系统设置了柠檬酸加药装置用以控制循环水系统PH值，但就目前情况看来，分厂暂时不需要使用该加药装置，但在以后的使用过程中，可能需要使用。

3.循环水电导：表4 大竹分厂2017年、2018年同期循环水电导值统计由上表4知，2017年3月循环水电导平均值为3826µs/cm。

2018年循环水电导平均值为2108µs/cm。

在浓缩倍数均大于3的情况下，2018年循环水电导较2017年同期有明显下降，结合前文描述了“总硬”下降明显的趋势，可以反映出ECT系统对于水中离子浓度有明显的抑制。

4.循环水浊度：表5 大竹分厂2017、2018年同期循环水浊度值统计由表5可以得出，2017年循环水浊度平均值为6.51。

2018年循环水电导平均值为4.08。

2018年循环水浊度较2017循环水浊度有明显下降，但均在工艺指标规定范围内（≤10），可以看出ECT系统在控制系统浊度方面有一定的作用。

（五）检修后投用情况2018年4月，分厂停产检修，装置上冷换设备打开清洗前图片如下：图4 E-1205酸气后冷器图5 E-1207凝结水后冷器图6 E-1207凝结水后冷器图7 E-1202MDEA贫液后冷器从图4至图7可以看出，分厂冷换设备花板上泥垢较多，尤其是酸气后冷器E-1205和TEG水冷器E-1301，凝结水后冷器E-1207花板上明显还有盐类沉淀附着，除此之外，冷换设备都存在明显锈蚀现象，这跟循环水浊度、“总硬+总碱”、pH指标控制有着直接关系。

2017年11月分厂投运ECT，但2017年分厂并没有停产检修，因此，暂无法确定冷换设备存在的泥垢等污物是否在安装ECT 后有所减少，需要做进一步观察。

2018年4月26日检修结束，装置开产，现将开产投用ECT后的分析数据统计如下，以2018年5月分析数据为例。

表6 大竹分厂2018年5月循环水总硬总碱化验数据统计2018年5月项目时间总硬mmol/L总碱mmol/L总硬+总碱（mg/L）PH电导μs/cm浊度NTU2018.5.1 6.74 3.62 1036 8.69 1310 58 2018.5.2 7.51 3.64 1115 8.65 1370 41.16 2018.5.3 6.38 3.27 965 8.53 1250 19.65 2018.5.4 6.9 3.24 1014 8.59 1300 11.5 2018.5.5 6.5 3.03 953 8.57 1170 9.91 2018.5.6 7.21 3.32 1053 8.72 1040 8.25 2018.5.7 5.5 3.26 876 8.64 1140 7.75 2018.5.8 4.78 2.82 760 8.37 854 6.6 2018.5.9 3.44 2.96 640 8.74 879 6.7从上表可以看出，2018年5月循环水“总硬+总碱”平均值为734.92mg/L、PH平均值为8.63，电导平均值为882.2μs/cm，浊度平均值为11.39，浊度偏高的原因是5月初循环水系统处于投运初期且开展了预膜工作，后期通过调整排污时间及频次使得数据恢复正常。

5月15日至17日浊度偏高是受汛期水质影响，分厂通过调整取水流量来控制浊度。

五、下一步工作（一）定期检查从打开ECT设备来看，设备顶盖和内壁结垢严重，为了确保ECT稳定、高效运行，分厂安排每季度对ECT打开检查，并对设备顶盖和内壁进行除垢，并根据除垢情况调整ECT排污频率。

（二）积极调整化验分析数据可以明显反映分厂ECT运行情况，根据分析数据及时调整ECT 工作参数，确保循环水系统各项指标控制在范围内。

投用ECT后，从分厂循环水各项分析数据可以看出，ECT能够明显降低循环水中总硬含量及离子浓度，但是对降低水中总碱含量效果不大，浊度控制不稳定，PH接近控制上限。

下一步，将根据分析数据对循环水装置做出如下调整：1.循环水系统PH是一个非常重要的参数，PH偏高会引起装置区冷换设备结垢，PH值偏低会对装置区冷换设备造成腐蚀。

目前，分厂循环水系统PH稍微偏高，接近控制上限，分厂拟将联系ECT厂家，通过加入柠檬酸对循环水PH进行调整，使PH控制在最佳范围。