爱华网LHE聚合物--水处理节水环保创新技术
随着中国改革开放的发展，城市建设、小城镇化的普及和工业化进程的加速，对水资源的需求日益增长，环境保护也愈来愈被各级政府和广大群众关注。因此，节约用水、废水处理和综合利用，保护环境尽可能不受或减少污染，应该成为科技工作者首先关注的课题。
一、我国节水、环保技术的现状与弊端
我国工业循环冷却水处理技术，是70年代随着大化肥项目的引进而引入的，主要是磷系配方技术，包括有机磷酸盐、聚磷酸盐、磷酸脂类或聚磷酸盐与聚羧酸盐复配等延伸配方。该技术的基本特点是在工业循环冷却水中加上上述药品，使冷却水中的结垢离子增加溶解度，防止钙镁等在换热面上呈有序排列结晶析出，防止水垢产生。
磷系配方技术在国外已研究使用了几十年，是成熟的技术，它的一整套基础理论、药剂、生产工艺、使用技术等，已被我国移植成功，有关这方面的教学、技术规范等已成为工业水理技术为主。
但是，在工业应用实践中发现，磷系技术虽然有较好的防垢效果，但其存在着不可忽视的弊端。主要有以下几个方面：
1、采用磷系水处理，循环水中一般要保持总磷（含有机磷）在5-7ppm以上，才能达到钙镁离子不析出的效果。这种高浓度含磷循环冷却水看起来清洁透明，但由于磷是营养物质，易滋生微生物，因而需配合杀菌灭藻剂，而杀菌灭藻剂一般均为有毒或毒性较强。
2、高浓度含磷循环水不能无限与补充水中的钙镁离子络合，加上循环水的蒸发损失，其中的含磷络合物极易水解变成磷酸钙沉淀，这种沉淀一旦在换热器上沉积，就很难清除并严重影响换热，为此需不断排放出一些循环水，即控制浓缩倍率，节水效益差。
3、排放的高浓度含磷废水，对环境影响很大，最主要是使环境水体（河流、湖泊、海洋等）富营养化，促使藻类过量滋生，使水体缺氧，水体发绿、发黑、发臭，有益微生物、鱼类等死亡，频繁发生的湖水变味，海洋赤潮造成的损害触目惊心。
4、排放的含杀菌灭藻剂的废水危害严重，这些毒害性物质很难降解，进入环境水体后，又二次污染。其残留物被农产品、水产品吸收后，有可能危及人类，毒害后果尚不清楚。处理的主要基础技术。我国水处理方面的技术人才所接受的水处理教育，基本是以磷系水处理。
此外，我国的锅炉用水处理一般是采用软化水、去离子水。使用软化水可以免去水垢的干扰，这在大型电站锅炉或大型工业锅炉是必要的。但软化水必须要用食盐（氯化钠）来再生树脂，或要用大量酸碱来再生离子膜。这就必然要有高浓度氯离子的废水排放，这种水不仅腐蚀性大，也难以净化回用。象城市的采暖、中央空调补充水，乡镇企业小型锅炉水处理等压力较低的补充水，也强调必须用软化水，忽视了软化水所带来的高含氯离子废水排放所造成的危害。这种危害是隐性的，带来的地下水氯离子上升，腐蚀性加剧，水的硬度大副增加等严重后果，人们不易看到。
二、节水技术研究
锅炉补水和工业循环水不用软化水，闭路运行，在70年代是不可想象的。首先需要水处理理论上的创新。软化水的机理是将水中可能结垢的钙、镁等多价离子去掉，而换成不能结垢的一价钠离子。如果利用某些有机高分子聚合物与水中的多价成垢离子络合，变成一种有机微粒。这种有机微粒在循环水或锅炉水运行扰动状态下，不易沉淀，随水流动，不影响换热，又不会结垢，通过一定的方式在循环水沉淀池、低压锅炉下联箱等部位成为蓬松的沉淀物与水分离，循环水自然澄清净化复用，锅炉水可通过排污泥得以保持正常运行。
有了这种设想与新的水处理理论，从1990年开始，我国先后在合成氨化肥厂循环水系统和不同类型低压锅炉炉内水处理，中央空调水处理、小型发电循环冷却水处理以及钢铁、轻纺等不同行业水处理上进行试用一种新的水处理LHE聚合物，均取得了较好的效果：
1.水处理理论上的创新，取得了显著的节水效果。变过去投加有机磷等富营养性水处理剂，改为投加可与水中多价离子络合、使之成为不溶物而沉淀分离的多功能LHE聚合物。循环水中缺乏营养，微生物和菌藻之类难以大量繁殖生长，因而也不需要投加任何杀菌灭藻剂，水处理管理变得简便，降低了成本。
2. 技术上的创新。过去的理论是防止循环水钙镁物质析出。现在变成为加LHE聚合物使这些物质成为有机络合物析出，并设计出特别而简便的方法，使这些络合不溶物自动从循环水中分离，达到水质的自行净化，重复使用，减少废水排放。过去每生产一吨合成氨，需要耗费300吨水，通过采用新技术，使吨氨水耗下降到20-15吨以下的先进水平。一个普通化肥厂，每年可节约80-200万吨新鲜水。仅我国的化肥行业，每年即可减少排放有害废水数千万吨，环保、节水效益可观，为缺水地区工业循环水节水环保创出了新路。
3、药剂品种、性能上的创新。LHE聚合物变过去水处理的弱酸性运行为偏碱性运行，可以回收利用化肥厂的废氨水、尿素解吸废液等难以处理的有害废水，使这些排入环境产生严重污染的污水，可回用作循环水补充水。其中的氨可与聚合物和钙镁络合成不溶性泥垢，净化了水质，可循环复用。沉出的污泥又是优良的含有机氮土壤改良剂。化害为利，还可省去很多排污费。
4、缓蚀机理上的创新。高分子有机聚合物在正常运行情况下，使水处理系统的金属面上逐渐形成一层有机保护膜，有效抵御了多种因素的腐蚀，延长了设备运行寿命，减少大修次数。为工厂的高产、稳产、安全、低消耗、长周期经济运行提供了可靠的技术保障。
5、除垢方法上的创新。过去除去设备上的老垢，是敲、铲和用酸类化学清洗，因而化学清洗业十分兴盛。但是，酸洗废液污染环境、腐蚀设备等问题不易解决。采用新型多功能LHE聚合物，在循环水正常生产运行中，聚合物会与已有的老水垢逐渐反应，渗入垢物内部，使之慢慢变得疏松、散裂、细碎，分散成细小微粒而随流动的循环水到沉集池中，成为泥垢沉出。这种除垢方法虽然缓慢，但由于是在循环水正常运行中实现的，不需停产，没有污染，不腐蚀设备。垢物去除后，金属面上自然形成一层有机防护膜，以后只要正常投加聚合物药剂，系统再无结垢腐蚀之虑。对循环水系统和锅炉的安全运行十分有利，有很多使用新技术的企业多年来再不需化学清洗。
上述五大创新，免去了要严格控制浓缩倍数、测定络合指数、有机磷、电导率、浊度、细菌数、余氯数等繁杂的各类水质数据等。使水处理操作变得既简便易操作，又高效节水环保。设备运转良好。我国的缺水地区，正在普及推广LHE聚合物的使用，很多企业过去因地下水不足出现用水危机。改用新技术后，水已不再是制约企业发展的老大难问题。
还有相当多的地方，过去对新技术重视不够，不采用节水环保的技术。近年来由于国家加大了对水污染的惩治力度，对排污进行严格限制，提高水资源的价格，也促进了节水环保工作的开展，有利于节水环保新技术新产品的推广。有的地区水资源丰富，废水大量排入江河，企业只不过多交点排污费而已。近年实施限制排放污染废水的措施，促使企业下决心采用节水环保新技术，有利于解决含氨有害污水的排放。企业节约了新鲜水的用量，也减少排污的费用。
北京市委市政府提出“绿色北京，绿色奥运”的口号，得到了企业的响应。很多单位在中央空调水处理中积极采用LHE聚合物，减少了废水排放，使中央空调循环水的节水效率由30%提高到90%以上，免去了化学清洗对设备带来的危害，有效保障了中央空调安全长周期良好运行。北京的清华同方大厦、清华同方科技广场、中苑宾馆、太阳宫宾馆、昆仑饭店、海淀科技大厦等中央空调，循环水上多年使用LHE聚合物，在实现防止结垢、正常安全运行前提下，由于闭路运行，减少了新鲜水补充量和废水排放量，最大限度取得了显著的节水、环保效益。昆仑饭店每年仅空调用水就可节水万吨以上。这些单位用实际行动为“绿色北京，绿色奥运”做出了贡献。为北京同类企业的节水环保工作提供了可借鉴的经验。
生活污水就地处理，就地绿化使用技术，效果较好，节约了大量新鲜水，为城市绿化用水提供了新的用水途径。
三、节水环保不仅需要理论创新，技术创新，更重要是人才培养
由于节水环保新技术、新产品、新理论与传统的方法技术不一样，因而在推广中遇到了很多困难。这种困难最多的还是来自企业的专业技术人员和专业管理人员，因为他们所学的水处理专业知识与新技术不一样，这些技术人员往往是出于谨慎，不愿首先去冒使用新技术而可能带来的风险。因而抵制新技术、新理论、新产品就在所难免。往往要看到别的同类企业使用新技术确实有好处、无风险后才会愿意采用此类技术。但他们没有受过新技术、新理论、新产品有关的技术培训，所以，在推广中新技术的培训成了首要问题。
经过培训的人员，还必须经历大量实践经验的磨练，才会成为有应变能力的专业技术人员。这些人员应对新技术的理论有透彻的了解，对新技术要点掌握的好，对新产品在使用中可能出现的问题有熟练的解决能力。同时，对在推广使用中还会遇到的新的技术性问题，有随时解决的能力，并能为企业技术改造提出中肯有效的建议，方能促进新技术的推广。
以上这些，不仅需要理论研究、技术创新不断发展，而且更需要向企业的水处理管理、药剂采购、使用操作、水质监测等人员普及新的节水环保专业知识。这项事业关系到科技兴国的大计，任重而道远。新技术新产品的推广需要培养大批专业人才，才能为我国的节水环保事业作出真正有价值的贡献。
一、首创：LHE聚合羟基羧酸盐（简称LHE聚合物）是独立的发明创新，聚合羟基羧酸盐最早研究开始在1974年，1976年6月在湖南常德蔡家岗召开的“全国综合利用会议”进行了学术交流。 1989年申请发明专利，1990年被英国《得温特世界专利》刊载。1991年通过技术鉴定。
二、获奖：1992年5月在中国环境科学院召开的《全国化学药剂处理工业废水学术交流会》上，《聚合羟基羧酸盐在工业循环冷却水和锅炉水处理的应用技术研究》论文，获优秀论文奖； 1992年，该项水处理新产品新技术荣获联合国TIPS系统中国国家分部“发明创新科技之星”奖。1994年、1998年分别获得第六届、第十届中国新技术新产品博览会金奖。1995年通过建设部中国工程建设标准化协会产品评审委员会评审，被载入《中国八五科学技术成果选》发明人载入《中国专家人才库》（人民日报出版社2000年）。聚合羟基羧酸盐水处理技术成果，为我国工业循环冷却水处理特别是化肥厂含氨氮废水用于冷却水提供了理想的多功能水质稳定剂，该技术在石油、化工、冶金、发电、空调等行业循环冷却水处理中具有广阔应用前景，其社会效益和环境效益十分显著。
三、成果：LHE系列聚合羟基酸盐防垢除垢灵的研究和应用，已走过了二十多年的艰难历程。在公开报道中首次出现是在《中国化工信息》1991年6月10日（国家科委（88）国科发情字498号文批准、国内统一刊号：CN11-25741991年第11期（总第149期）题目是“新型多功能聚合羟基羧酸盐水处理剂研究成功”。
联合国技术信息促进系统中国国家分部“发明创新科技之星奖评选委员会 ”1993年3月18日发布 获奖项目：聚合羟基羧酸盐(防垢除垢灵)获发明创新科技之星奖，获奖者：翟智高。
第六届中国新技术新产品博览会金奖项目
LHE系列聚合羟基羧酸盐(防垢除垢灵)（广州，1994年11月）
《中国技术市场报》1995年9月7日（国内统一刊号：CN12-0020第11期（总第1223期）
中国技术市场管理办公室、国家科委成果管理办公室、中国技术市场协会主办的《中国技术成果大全》（科学技术文献出版社，1992年出版）第八期（工业专辑之三）载有两项科研成果：《聚合羟基羧酸盐(防垢除垢灵)》及《聚合羟基羧酸盐在化肥行业循环冷却水的应用技术研究》：第200页，新产品《聚合羟基羧酸盐(防垢除垢灵)》{序号：88-514、中图法分类号：TQ317、鉴定时间：19911120，主要研究人员：。第198页，应用研究成果《聚合羟基羧酸盐在化肥行业循环冷却水的应用技术研究》，{序号：88-493、中图法分类号：TQ216、鉴定时间：19911120，主要研究人员：。
2003年列入国家十一五资源节约型环境友好型水处理新技术新产品。
6、研究论文：【[标 题]节水环保水处理技术的应用与展望
[作 者]翟智高[1] 陈治超[2] 翟艳娟[2]
[机 构][1]中国科协工程学会联合会工业节水专业委员会，北京100086 [2]北京龙源伟业科技发展有限公司，100086
【中文刊名】国内统一刊号：CN 31-1308《化肥工业》2005年第一期）
http://www.kanshu8.net/Energy/business_17319/
摘要：对LHE聚合物的防垢、除垢、缓蚀、抑菌藻、净化水质、循环使用的机理进行了简要的阐述，介绍了该产品的显著效果，并展望了该项节水环保水处理技术的发展前景。关键词：水处理 LHE聚合物 应用 节水环保展望
LHE聚合羟基羧酸盐是我国独立开发研制成功的非磷非金属无公害水处理用聚合物（以下简称LHE聚合物），主要用于各类工业循环冷却水、低压锅炉、热水采暖锅炉、中央空调水处理，具有防止结垢、防止设备腐蚀、运行中无需停产清除各种性质复杂的老垢、抑制菌藻滋生、净化循环水质、全闭路不排放等特点。该项成果由北京龙源伟业科技发展有限公司重点推广。
该产品分别在全国各地不同类型水质的低压蒸汽锅炉、热水采暖锅炉、化肥、化工、冶金、发电、中央空调、污水治理回用等行业的水处理中进行了实用考察，经连续10多年的开发应用研究，不仅取得了突出的节水、节能、保护环境、降低消耗等效果，而且形成了系列化专用品，积累了宝贵的科学数据和实践应用经验，为大规模推广应用打下了坚实的基础。
1 优异的化学物理性能
LHE聚合物含有羧基、羟基、醌基、甲氧基等多种活性基团，化学结构复杂。多种活性基团在芳核和键桥上随机分布，有一部分彼此相邻构成的络合位，金属离子等可通过共价键或配位键连接在功能团或芳核上。这种多价非均质缩聚物分子间可以通过氢键、金属离子桥、电荷转移、络合、偶合而缔合成一般高分子所没有的超分子结构，具有优异的络合、螯合、吸附、离子交换、电子交换和缓冲能力。在水处理应用中，LHE聚合物具有如下重要特点：
（1）防垢彻底
水体中含有数量不同的钙、镁、硅等可溶性离子及多种酸根离子和微量金属离子，锅炉和循环水换热面因这些离子的存在而产生水垢或腐蚀。LHE聚合物具有捕获这些离子的特性，以水中主要结垢成份的 Ca（HCO3）2 和 Mg（HCO3）2 为例，LHE聚合物与之可发生络合固定反应，使之不能在换热面上结垢。
这种反应具有随意性和不均匀性，生成物为不溶性微细絮状颗粒，微细絮状物带有相同的电荷，相互排斥，没有定型的分子结构，杂乱而畸形多变，在流动中能吸附水中的多种杂质离子和悬浮微粒。流动性好，无法在换热面上形成有序排列的碳酸钙等硬垢结晶，不易在循环水流速较高的管道或换热器中沉积，而在有较大的斜管沉淀池或旁流沉清系统中靠重力作用而沉积，在闭路运行情况下使水质自行净化，澄清溢流水可重复利用。10多年的大量实例表明，节水效率达到90%以上，防垢效率可达98%以上。
（2）缓蚀效果好
LHE聚合物在应用中表现出的良好缓蚀性能得益于聚合物会在换热设备表面形成有机保护膜。在聚合羟基羧酸盐结构中，一般是羧基邻位于羟基或羧基邻位于另一个羧基，呈一种不均一、多分散性结构，有多个络合、螯合位。会在设备金属表面形成聚合物保护膜，这种膜具有电中性和绝缘性，能使阴极和阳极都得到钝化，还能阻隔空气或水中的氧、二氧化碳、酸根离子和多种腐蚀性物质的侵害腐蚀 。
聚合物又与水中硅酸根离子反应生成更为复杂的有机硅类和其它复杂成份的化合物，使设备表面形成稳定的缓蚀保护膜。同时，含聚合物的保护膜与水中含聚合物的垢物微粒都带有相同的电荷，相互排斥作用和管道内的高速水流，阻止了泥垢微粒在设备管道内沉积。
（3）除垢效应特殊
在正常生产运行中，不用停产，原有设备上的老垢，不论碳酸盐还是硅酸盐、硫酸盐垢，在LHE聚合物作用下均会逐渐酥松细碎变成泥垢，随水流进入沉淀池或旁流沉清系统。这种除垢方式可使老垢在正常生产运行中悄然除去，免去了化学清洗和更换管线的巨额费用，也没有清洗污水、废水排放，虽时间较长，但无须停产，为企业带来了良好的经济效益。
（4）与众不同的防菌藻效果
10多年来，所有使用LHE聚合物的水处理系统均没有使用任何杀菌灭藻剂，仍保持系统在较清洁情况下运行。研究表明，LHE聚合物使循环水中几乎所有多价金属离子均被络合，并逐渐转化为不溶性沉淀物，菌藻失去了赖以生存的可溶性微量营养元素。在循环水闭路循环浓缩过程中，聚合物络合物浓度增加超出了菌藻微生物的耐受能力，微生物的酶系统及结构细胞发育受到干扰，在微量元素和营养物质严重失调情况下，蛋白质及核酸的合成不能正常进行。聚合物与钙、镁离子形成的絮状物，也会使菌藻微生物原生幼体被不断包裹而清除。
2 、显著的环保节水效益
由于使用LHE聚合物浓缩倍数高，又能实现全闭路不排放运行，水可自行净化、重复使用，因而节水环保效益极为显著。以化肥厂含氨氮、硫化物、氰化物、酚类废水为例，使用LHE聚合物的化肥厂的吨氨水耗已由原150 t下降至30 t甚至15 t以下。
LHE聚合物净化水的功能是由于聚合物与钙、镁反应生成的络合物可与 水中的氨、磷酸盐等形成交联产物。
这种交联产物使氨成为不易挥发的含氮污泥，对水体中多种复杂有害物具有吸附、净化、交换、转化功能。硫化物与聚合物功能团结合成为巯基化合物，促进了对氰化物的无毒化降解转化，最终转化为硫酸盐、碳酸盐和含杂环氮的活性污泥，用于农田具有使板结土壤疏松透气、促进植物根系生长的作用，进入环境水域还具有净化重金属离子和有害杂质的作用。
目前我国水处理药剂的主导产品是有机膦酸盐、聚磷酸盐药剂或含磷复合配方，系从国外引进的水处理技术，在阻垢、缓蚀方面发挥了重要作用。但该技术是以大量耗水和牺牲环境为代价的，高浓缩含磷废水不断向环境排放，所有磷系药剂最终均进入环境水域，使江河湖海加剧了富营养化程度。同时，使用磷系药剂无法利用含氨、氮、硫化物、氰化物、酚类废水作循环水的补充水，这些有害废水排入环境，使化肥企业背上了污染大户的恶名。
LHE聚合物是非磷非金属水处理剂，不会向环境排放含磷废水。又能将化肥厂含氨氮、硫化物、氰化物、酚类废水回用于循环水，化害为利，变废为宝，节水节能，保护环境。我国许多化肥企业已连续多年成功应用LHE聚合物新技术，实现循环水全闭路不排放运行，取得了显著的经济、节水、环保效益。
3 推广前景广阔
LHE聚合物在化肥行业成功推广应用后，为其在其它行业的应用起到了很好的示范作用，尤以化肥、发电、石油化工、冶金行业、中央空调和锅炉等耗水大户推广价值最大。
采用磷系配方时水的浓缩倍数在2左右，排污水严重污染环境，凝汽器管、换热面结垢严重，需酸洗除垢，不仅增加了运行费用，而且影响设备长周期安全运行，酸洗废液又加重了对环境的污染。
目前我国化学清洗业蓬勃兴起，说明防垢方面存在严重问题。推广LHE聚合物防垢，不仅可节省酸洗费用，还会因循环水闭路运行而大量减少废水的排放。
我国推广无公害节水环保LHE聚合物水处理新技术，符合21世纪节水、节能、环保和生态发展的需要，将会为企业和社会带来更大的经济效益、社会效益和环保效益。
7、研究论文：资源节约型环境友好型LHE聚合物环保节水技术的应用
载中国管理科学研究院2006《中国科学家论坛》文件
2005年3月12日，国家主席胡锦涛在中央人口资源环境工作座谈会上说：“高效利用资源，减少环境污染，注重质量效益，努力建设资源节约型、环境友好型社会，积极推广先进实用的节水技术。”
2004年10月，在上海召开的《冷却水系统节约用水和环境保护规程》编制工作会议暨技术交流会议上，LHE聚合物多功能水处理药剂及使用技术受到高度评，一致认为是节能、节水、零排放、减少污染、增加企业效益、实现循环经济、走可持续发展的实用技术。
LHE水处理聚合物是节水环保型多功能水质稳定剂，属我国独创性知识产权技术产品，(注册商标《天然龙》，《中国专利大全》：发明专利公开号1562784《节水型多功能循环水处理技术及装置》 )，在全国不同种类水处理产品中，因其独特突出的防垢缓蚀效率高、突出的节水环保、无毒无公害性能，荣获联合国TIPS系统发明创新奖，列入国家节水环保水处理重点推广技术项目，由北京龙源伟业科技发展有限公司总经销。
环境保护要求削减污染废水排放量，化肥企业的污水、含氨氮等废水因为严重污染环境而被列为限期治理名单，企业担心这些废水不许排放怎么办？
节水环保是国策，企业重视永不衰
LHE水处理聚合物的独特之处，是可以使用含废碱、氨氮、尿素解吸废液、氰化物、酚类等有毒害性污染性的废水，回用作循环冷却水的补充水，并可在正常生产运行中清除循环冷却水系统原有的老垢。安全高效，节能节水，保护环境。
化肥企业长期的实际应用结果表明，采用LHE药剂和技术，基本实现零排放，保护环境不受污染（节省了抽取地下水的动力消耗，极大的削减了水资源消耗量和污水废水排放量，明显减少了排污费，每年节水达几十万到几百万吨以上，）企业因采用了LHE聚合物水处理，由过去的耗水、污染老大难户，转变成了清洁生产，无污染废水排放的环保型企业。获得了满意的经济、环保效益。为建设资源节约型、环境友好型社会、积极推广先进实用的节水技术、增加企业效益、实现循环经济、走可持续发展之路作出了重要贡献。
用LHE药剂和技术，将各工段用水有机结合、统一治理、综合复用，高倍浓缩不结垢，不腐蚀，不需杀菌剂，不置换，不排放，最大限度节约新鲜水补充量。造气污水、各种含氨废水通过沉淀、净化、澄清，溢流清水可回用作循环冷却水的补充水而不须外排，使循环冷却水闭路运行，在不影响循环冷却水运行效果前题下，最大限度创造实现零排放的有利条件。
十年连续好运行，节水环保立大功
某化肥生产公司，地下水资源缺乏，循环冷却水的补充水用量大，污水、各种含氨废水量大，尤其是“双甲胺”系统污染物多，排放对环境有害。该公司于1994年开始使用LHE--聚合羟基羧酸盐水处理技术，通过10多年的连续运行，节水、环保效益显著。
在使用该技术前，该公司使用磷系水质稳定剂，存在循环水排放量较大、管理较复杂的问题，且系统有结垢现象。使用LHE—聚合羟基羧酸盐技术后，设备老垢全部脱净，设备表面形成了一层有机缓蚀保护膜，有效防止了设备腐蚀。
由于新技术产品抑制了菌藻滋生，不再需要使用任何杀菌、灭藻剂，改革了置换水工艺，仅此每年就能节水数十万吨。
在运行中只补充被蒸发、溅失和渗漏的水量，全闭路运行，利用含氨废水作补充水。无需控制循环水浓缩倍数，基本实现零排放。
LHE--聚合物，使循环水在运行中始终保持自身净化的稳定状态，水处理年费用节约三分之二左右。
该公司10多年来的实践证明，LHE—聚合羟基羧酸盐水处理新技术不仅具有突出的节水效益，而且有效解决了冷却水结垢、腐蚀和菌藻滋生的问题；操作管理安全、方便，可回用含氨废水取代相当数量的新鲜水，实现了闭路运行；杜绝有害污染物排放，有效防止了对环境的污染，社会效益和节水经济效益显著（资料来源《化肥工业》）
节水、环保、多功能，企业怎能不欢迎
四川某氮肥有限公司冷却水闭路循环装置，由于补充水平均硬度为10mmol/L以上，处理难度大。该厂从1997年开始改用LHE聚合羟基羧酸盐多功能水质稳定剂。经8年的连续使用，完全克服了原来存在的腐蚀、堵塞等弊端。循环水系统运行良好，实现长周期安全、高效、节水、经济运行的目标。
循环水系统运行正常、平稳，水的浊度20×10-6~30×10-6,碳化水箱端盖管板处和水箱铝管内没有水垢和沉积淤泥。吸氨冷排上的老垢已全部消失。铝管、铝排和循环水系统金属面上形成一层极薄的淡黄色或棕黄色有机保护膜，无腐蚀现象。凉水塔内斜波纹PVC填料洁净畅通，无堵塞物，水分布均匀，降温效果良好，符合工艺要求。多年来循环水系统没有投加过任何种类杀菌灭藻剂，LHE聚合羟基羧酸盐完全抑制了循环水系统内青苔和菌藻类的生长。斜管澄清池底部的沉积物比以前减少70%，定期在澄清池底部排出沉积物，减少了废水排放量，每年可节水30万吨以上。
该厂总结出4点经验：
1、表明LHE聚合羟基羧酸盐水质稳定剂具有显著的阻垢、溶垢效能，循环水系统多年来无任何水垢产生，并使原有的老垢在运行中疏松、分散，自行清除干净。换热设备金属表面形成有机保护膜，具有良好的缓蚀作用。抑制菌藻性能优异，不需使用任何杀菌灭藻剂。它属于非磷系药剂，有利于防止环境水域富营养化。
2、循环水浓缩倍数高，补充水量少，不怕氨漏入，可回收利用各种锅炉的排污水和饱和热水塔的废水，基本实现零排放。与磷系水处理相比，每年可节约新鲜水30万吨以上。
（3）操作控制简便，无需复杂的水质监测和调控。该多功能水质稳定剂水处理运行费比磷系配方节省60%以上。与腐植酸钠水处理相比，没有腐蚀与堵塞问题，投药量减少80%以上。
（4）LHE-M聚合羟基羧酸盐是值得大力推广的节水、环保、多功能、效益高的新型水质稳定剂（资料来源《小氮肥》）
含氨废水太污染，节水科技解大难
黄土高原的某氮肥厂，合成氨生产能力逐年扩大，用水量也逐渐增多，1991年建起一套每小时700~900吨循环水系统。水质处理采用磷系配方，浓缩倍数3，用水量大。但由于各方面原因，水处理效果一直没有能达到目的，吸氨排管上积垢达5~10mm，藻类长达5~6cm，温度降不下来，工艺条件严重恶化。1994年7月该厂在循环水中改加LHE新型水处理剂。从挂片得到的数据计算和排管宏观检查，均已达到国家工业冷却水处理技术标准，解决了该厂长期悬而未决的难题。归纳起来，其优点如下：
一、该LHE新型水处理剂具有杀菌，缓蚀，阻垢、抑制菌藻滋生等多种功能，效果明显。原吸氨排管上长满了绿色苔藓，投药后，菌藻明显萎缩，逐步被水冲掉，排管上不仅没有新垢，相反老垢渐渐脱落。
二、加药方式简单，不需再加其他多种药剂。原有的加药房不再需用。
三、稀氨水可以做循环水补充水，该厂过去碳化清洗塔每小时将近40吨含氨废水外排，污染了环境，浪费了水资源，现已不外排，作为补充水进循环水池。每年可节约新鲜水28万吨以上。
四、检测方便。使用该药后，无需再作繁多的水控项目，节省了人力，节省了材料。
该厂认为LHE新型水处理剂是一种新产品、新工艺，代表着水处理剂发展方向。有利于加强用水管理，清除水的不合理流失，充分发挥该产品功能潜力。保持用水平衡，利于实现生产用水零排放，为节约用水、保护环境、提高工厂效益做出了新贡献（资料来源《小氮肥》）。
闭路循环零排放，节水帮了环保忙
地处平原盆地的河南某有限公司，是生产合成氨的老厂，生产过程中的气体洗涤和冷却使用地下水，原水的总硬度大。由于原水水质差，生产过程结垢十分严重，严重影响气体降温，导致产量降低、电耗增加、洗涤水排放污染较大。
1996年全厂对冷却、洗涤用水进行改造，建成造气、脱硫、合成氨3套闭路循环水系统，选用LHE聚合羟基羧酸盐水处理剂，洗涤水排放污染废水全部回用于冷却补充水，消除了结垢现象，提高了气体的冷却、洗涤效果，降低了能耗，提高了生产能力，日产合成氨由160t提高到180t以上。
（1）洗气塔洗涤降温效果明显提高，几年来其设备内部无结垢、腐蚀现象，所有喷头都保持了足够的喷水量。
（2）脱硫采用稀氨水中和法，脱硫后气体中加带少量的气氨被循环水在冷却净氨塔中吸收，所以，脱硫闭路循环水的碱度较高，但对设备无腐蚀也不结垢。由于减少了原水排放，节约了原水，有利于环境保护。
（3）锅炉排污水也排入循环水中，但不得有铜液和废机油混入闭路循环水中。
该厂总结报告书说，LHE羟基羧酸盐聚合药物水处理剂应用于氮肥厂循环水中是优越的。实践证明：①效果好，使用简单、安全，易监测、易管理；②防垢缓蚀性能好，还能在正常生产中清除原来的老垢；③能杀菌灭藻，不必添加杀菌灭藻剂；④含氨、碱废水可以直接补充，不影响防垢、缓蚀、杀菌、灭藻作用，综合复用率达95%以上，是最有效可靠的节水技术和节水产品；⑤循环水中的氰化物、硫化物、氨、悬浮杂质在闭路循环中达到国家净化标准，有效实现了污水净化回用，使造气、脱硫污水基本无需向环境排放，其社会效益和环境效益十分显著（资料来源《化肥工业》）。
防止结垢无腐蚀，节水省钱受重视
某集团有限公司合成氨循环水建于90年，当时采用的是磷系水处理药剂，经过多年的运行实践，发现存在以下几个方面的问题：一是药剂的消耗量大，。二是补充水量大，浓缩倍数偏低，浪费了大量的水资源。三是受渗漏氨的作用以及空气中悬浮杂质的影响，循环水中产生的粘泥较多，这些粘泥的存在严重影响着换热效率。不得不大量投加杀菌灭藻清洗剂。通过使用LHE聚合羟基羧酸盐水处理技术，达到了效果良好的节水、环保效果，肯定LHE聚合 物药剂具有缓蚀、阻垢、抑制菌藻滋生等多种功能。经对循环水挂片分析，试片表面形成了一层保护膜，说明能有效防止设备腐蚀。
表一、投加LHE聚合物后挂片情况
LHE聚合物与水中的结垢离子反应，生成不溶性微细畸变态无定型絮状物，可随水流动，并在流动中吸咐水中多种杂质，使水质得到净化，反应生成带有同性电荷相互排斥，不能在换热面上形成有序排列的硬垢结晶，随水流带入沉淀池中靠重力沉积下来，澄清水可重新使用，基本实现了零排放，补充水量由原来150 m3/h下降到40 m3/h以下，只维持系统的蒸发、风吹、溅失和渗漏损失的补水量，无需控制循环水浓缩倍数。每年节约水资源80多万吨。
该集团公司总结使用LHE聚合物有下列几点：
1、管理简单，不需要任何其它的杀菌灭藻剂、清洗分散剂。不存在含磷废水排放污染水体，不怕循环水中渗漏的氨，有效的保护了环境。
2、成本较低，比原来采用磷系化学水处理节省27万元，加上生产稳定、节约用水、无有害废水排放、保护环境，其综合效益更为可观。
3、采用LHE聚合羟基羧酸盐新型水处理技术，有效解决了合成氨循环水使用磷系的老大难问题，基本实现了零排放且生产装置长周期安全稳定，为实现高产、稳产奠定了基础保障。该技术代表着水处理药剂的无公害发展方向，有很好的推广价值（资料来源《供排水车间使用LHE聚合物总结》）。
莫看空调用水少，节水技术离不了
北京太阳宫宾馆1993年安装06E6299型活塞式中央空调机组二台，总制冷效率为60万大卡。有冷却塔3个。由于冷却水补充水水质差，又与含大量灰尘的空气直接接触，致使冷却水系统和冷凝器结垢，影响换热，增加电耗。更严重的是每到夏季，压缩机经常超负荷运转，制冷剂侧高压经常超过安全运行指标，达2.25Mpa以上，最高达到2.3Mpa。这种不安全运行状况，令操作人员经常处于高度紧张工作状态，唯恐设备出毛病。为此，冷凝器每年都要进行清洗除垢。但运行不了多长时间就重新结垢。天气越热，结垢就越严重，制冷效率严重下降。
2002年，太阳宫宾馆使用了北京龙源伟业科技发展有限公司的LHE-K型空调专用水处理聚合物。将该种聚合物药剂按循环水量添加到循环水和冷媒水中，闭路循环，运行情况非常理想。压缩机运行负荷始终处于优良状态。制冷剂侧的高压稳定在1.1-1.3Mpa。实现平稳、安全运行。
尤其值得一提的是，2002年夏季出现了罕见的高温高湿天气（桑拿天），但由于LHE-K聚合物有效阻止了系统结垢，即使在“桑那天”的一段日子，压缩机制冷剂侧高压一般在1.3Mpa以下，最高仅为1.7Mpa，远低于往年同期达2.3Mpa超负荷数值。操作工省心，制冷效率高。LHE-K不仅防垢、防腐蚀、防菌藻，还能使结垢物质和冷却水吸收的尘物络合成泥垢得到分离，使冷却水自行净化，不需排放，有效节约了宝贵的水资源。
绿色奥运世称雄，节水科技要先行
北京清华同方大厦中央空调使用LHE水处理聚合物安全运行节水显著，清华同方大厦安装有远大VI溴化锂直燃型中央空调2台，冷却水循环量800t/h，冷媒水循环量500t/h。总负荷面积15000m2。曾采用过某品牌的电子水处理，效果不佳。又使用某公司的磷系水处理剂，由于水质复杂（水源为深井水，硬度高，电开水柜一个月能结3-4毫米水垢），加之敞开式冷却水与空气直接接触，灰尘杂质进入冷却水较多，造成冷却水系统结垢、冷却塔填料堵塞，导致冷凝器换热效率下降，机组负荷加重、能耗增加。
2001年底，计划将中央空调冷凝器进行化学清洗，把结垢，堵塞严重的冷却塔填料换掉。换填料花一笔钱就能办到，而化学清洗则不是简单的花钱问题。因为，空调冷凝器是由众多的铜管组成，孔径细、管壁薄，生产空调机的厂家在设备制造过程中特别对这些铜管进行专门处理，使管壁的耐压和耐腐蚀程度增强。就目前的清洗技术水平，无论哪一种化学清洗方法，在除去垢物的同时，都会使铜管表面的耐压耐磨防腐层受到不同程度的损坏，即使在清洗后再补上预膜程序，但铜管的使用寿命降低是无法挽回的。所以，我们希望选择更科学适用的除掉空调水垢的方法。
该公司主管空调的工程师在《暖通给排水》杂志2000年第二期上看到关于“新型多功能LHE水处理聚合物”的介绍，该聚合物是一种非磷节水型水处理剂，可以在空调正常运行中防止设备结垢和腐蚀，同时使原有老垢逐步清除。公司通过了解在大型中央空调中已使用过该产品的北京中苑宾馆，证实效果良好，决定选用由北京龙源伟业科技发展有限公司推出的天然龙牌LHE-K型多功能水处理聚合物。
循环水采用闭路运行，不控制浓缩倍数，每天在开机前将排污阀打开，排出沉淀物。运行情况：中央空调运行平稳，冷却水温差平均为5.6—6℃，压差平均为0.08-0.10Mpa，符合制冷工艺要求。不需控制浓缩倍数，节水、防污染环保效益高；
循环水结垢情况得到控制，没有新水垢产生，原有老水垢也在运行中逐渐变得疏松、易碎裂并自行脱落。，表明LHE聚合物药剂在运行中逐渐渗入到垢物的内部，破坏了硬垢的结构。实现在正常运行情况下，不用酸洗，而使老垢自行清除，对设备没有损害、腐蚀情况，填料变得畅通，也不需要换新的。
运行中系统中没有菌藻滋生，循环水的管理简便，没有含杀菌剂和有机磷的有害废水污染环境，环保效益十分显著。
以前循环水管理，需每天一小排，每星期将循环水彻底置换二次，改用LHE技术后，实现闭路循环，只排出少量泥垢，基本不需置换、排放循环水，有效节水并实现中央空调长周期安全平稳经济运行。
北京五星级的昆仑饭店大型中央空调，采用LHE聚合物实现冷却水闭路循环，在中央空调安全平稳经济运行前题下，多年来仅闭路循环减少排污，每年实现节水一万吨以上。还有北京中苑宾馆、清华同方科技广场、海淀科技大厦等，在使用LHE聚合物节水新技术中总结了许多好经验，是我国大型中央空调安全平稳经济运行并节约用水的典范。
发电耗水是大户，推广节水不含糊
某钢铁集团公司1500KW余热发电机组循环冷却水量900吨/小时，水处理原采用钠离子交换法，几年来，虽然在防止结垢方面起到了一定作用，但认真总结一下，还存在不少问题：1、制取软水工艺较为复杂，倘若管理不善，结垢仍然发生；2、软水制取成本高；3、软水没有除氧，运行中免不了对设备造成腐蚀。针对上述问题，寻求新的循环冷却水处理方法是该公司的打算。99年7月，在调研基础上，采用了具有缓蚀、阻垢、除垢、抑制菌藻滋生等多功能LHE聚合羟基羧酸盐水处理技术。
1）根据LHE聚合物结构中有多种功能团，具有络合、螯合、离子交换，电子交换和缓冲能力，与钙、镁盐互相混搅成为细小、分散和畸形多变的不溶性絮状颗粒，它们带有相同的电荷，互相之间强烈排斥，不能在设备表面形成有序排列的硬垢结晶，细颗粒流动性好，随水带入沉淀池的特性，工程人员对循环水系统进行了小改造，确保工艺要求。
2）系统循环水量900吨/小时，按循环水补水补药原则进行加药即可。
3）锅炉排污水收集引入冷却水系统，不影响药剂使用效果。
4）循环水只控制CL-，超过指标，可排放一部分循环水用作掺煤水，每季度置换一次循环水，并清除沉淀池中泥污。
自1999年7月至今运行已6年左右，即使在7、8、9三个月高温和12月严寒期间，主要工艺指标真空度均在负0.08兆帕以上（满负荷），每年年检时拆开凝汽器检查，进出口花盘细管子上均无水垢形成，仅在出口有少量沉淀软泥，用水一冲即可除去。达到了阻垢、缓蚀处理的目的，三年来没用过任何杀菌灭藻剂，系统无菌藻滋生，其费用也比软水处理成本降低了50%以上，为设备常周期运行，降低发电成本，提高效益创造了条件。
LHE聚合物水处理节水环保型多功能水质稳定剂，属我国独创性知识产权技术产品，技术成熟。尤其是循环水闭路运行不怕氨、不怕高碱度、不结垢、不腐蚀、不用杀菌剂、基本零排放，已在不同行业经历了十多年以上连续成功运行的考验。企业应对比经济性、环保性、节水性与可操作性，再决定是否改用LHE聚合物水处理技术。工业企业应高度重视这一重大节水环保先进技术。
8、研究论文：化肥循环水厌氧氨氧化处理脱除氨氮零排放的研究
载《2007年全国尿素年会论文集》【作者】：翟智高
摘要:将循环水处理与治理氨氮污染相结合，用含氨废水作补充水，发挥LHE聚合物络合絮状物不易结垢、流动性好、功能多样、不用杀菌等特性，利用冷却塔附着微生物细菌形成亚硝化泥垢，培育出厌氧氨氧化所需要的亚硝化絮状物载体。在相对密闭的循环水积水沉淀池和各种管道中，补充含氨废水中的氨与亚硝化絮状物载体实现厌氧氨氧化反应，达到反复循环脱除氨氮而不须排放含氨废水并使之资源化的目的。是治理化肥氨氮污染和循环经济的创新技术。
随着我国化肥工业的快速发展，排放废水所含氨氮等有害物，使地表水体富营养化的加重，对氨氮的处理成了亟待解决的问题。虽然处理废氨水已有高效的蒸汽水解装置，但设备造价高，一台氨水解装置价值高达数百万元，水解处理废氨水耗电耗蒸汽多，处理一吨废氨水综合费用在5元以上，尤其是对那些低浓度含氨废水处理来说就很不经济。
在水资源短缺，水价日益上涨，环境保护越来越严格的情况下，各类含氨氮废水和生活污水净化水，已被视为重要的水资源。含氨氮废水虽然应是重要的水资源，但做为循环水的补充水存在很严重的问题。 传统的化肥含氨氮污水脱氮技术，主要为生物硝化-反硝化工艺，根据传统生物脱氮机理，微生物必须处于好氧和缺氧的交替环境中进行硝化和反硝化反应，才能顺利完成脱氮的过程。由于要消耗大量的溶解氧和有机碳源，导致该工艺的设备投资和运行费用均较高，而要实现“达标排放”很不容易。
首先，目前循环水的主要处理方法是磷系配方技术，不能使用高碱度高pH值的化肥含氨污水，一旦有含氨的水进入，有机磷药剂就失去作用，循环水系统将会快速结垢。用有机磷系药剂处理水，有氨漏入尚会加速结垢，更不要说用含氨废水做为循环水的补充水了。
再者，氨与磷都是营养物质，有机磷处理的循环水再补入含氨污水，会使微生物粘泥繁殖加剧，杀菌剂用量增加，置换水频率加大，不利于节水和环保，运行成本增高。
化肥厂循环水系统使用我国独创的水处理新产品天然龙牌LHE聚合物，利用含氨废水作补充水，实现水闭路循环运行；无废水污染物排放，有效防止了对环境的污染，社会效益和经济效益显著。该新技术为氨氮废水资源化开辟了新途径。
新技术的特点是：循环水不用磷系配方技术，改用LHE聚合物多功能节水型水质稳定剂，利用低浓度含氨废水和尿素解析废液作补充水。LHE聚合物药剂与Ca2+、Mg2+和NH4+相互作用，形成聚合羟基羧酸钙镁铵络合絮状物，在相对密闭的积水沉淀池，络合絮状物转化成泥垢静置沉淀，循环水在运行中始终保持自身净化的稳定状态；LHE聚合物解决了冷却水结垢、腐蚀、含氨废水污染环境和抑制菌藻滋生等问题；
循环水中大量LHE聚合物与钙镁铵络合形成的絮状物，不断反复循环流动，冷却塔密集的填料空间是好氧曝气氧化的良好环境条件，使尿素解析废液中的尿素加快分解，有利于铵络合絮状物与氨的混合物的亚硝化反应。冷却塔下的积水池和澄清沉淀池，水的相对静置厌氧环境，有益于补充的含氨废水中的氨与亚硝化络合絮状物厌氧氨氧化反应。虽然厌氧氨氧化的反应速度比较慢，但一般积水池和澄清沉淀池容积都很大，循环水又是不断的反复循环流动，有利于硝化和反硝化过程，能实现氨氮得到高效脱除。
LHE聚合物处理循环水，被世界经济评价中心评定为“世界华人重大科技成果”，联合国技术信息促进系统TIPS授予“发明创新科技之星奖”。
氨的亚硝化与厌氧氨氧化反应机理：
过去，反硝化被认为是只有厌氧条件下才能完成，难以确认使用硝酸盐和亚硝酸盐作为最终电子受体，不过这种限制只是对专性厌氧反硝化菌起作用。随着生物脱氮生物学方面的研究和发展，没有严格厌氧的活性污泥仍然能有良好的脱氮现象，特别是化肥循环水补充含氨废水，氨被好氧反硝化菌分解，在循环水运行中直接转化成氮气产物：
8NH4++6O2-→4N2+12H2O+8H+
好氧条件下，氧化氮和氧化亚氮产生速率，依赖于亚硝酸盐浓度，反硝化的初始基质可能是亚硝酸盐或硝酸盐。氨氧化为亚硝酸盐产生2个电子，亚硝酸盐氧化为硝酸盐也产生2个电子，完全的亚硝酸盐还原需要3个电子，而完全的硝酸盐还原需要5个电子。所以亚硝酸盐为反硝化的初始基质。好氧反硝化是与硝化相伴发生的。氨氧化菌完成氧化还原反应为：
NH3++O2→NO2↑+3H++2e-
LHE聚合物絮状物具有很强的吸附氨氮的能力，实际成为厌氧氨氧化脱氮的微细胶体活性物，在循环水流动中不易沉淀，作为吸附催化媒介体，促使循环水中厌氧氨氧化生物反应是可行的，能够增加离子交换、电子交换速度，提高氨氮去除率。
亚硝化过程，是由冷却塔填料上和LHE聚合物与钙镁铵络合形成的絮状物上附着的好氧微生物完成的，微生物很快将氨氮转化为亚硝酸盐。这一脱氨氮过程，是在相对密闭的循环水积水沉淀池和各种管道中进行，由于具有厌氧氨氧化良好的反应环境，池内和管道内LHE聚合聚合物与Ca2+、Mg2+相互作用形成聚合羟基羧酸钙镁铵络合物，促进氨氮加快分解。
含氨废水作补充水，氨作为电子供体，循环水中的氨被分解产生的亚硝酸盐是电子受体， LHE聚合物为络合催化媒介，促进脱氮过程，反应产物是氮气：厌氧氨氧化是在密闭的循环水管道与沉淀池缺氧环境条件下，补充的废氨直接作为电子供体，以亚硝酸盐（NO2-）为电子受体，直接把氨氧化成氮气（N2↑）；
NH4++NO2-→N2↑+2H2O
好氧条件也能把氨氮转化为硝酸盐：
NH4++2O2-→NO3-+H2O+2H+
氨氮脱除过程也会发生在硝化阶段，硝酸盐转化成氮气：
3NO3-+5NH4+→4N2↑+9H2O+2H+
经过在化肥行业长达十多年的实践运行结果表明，由于LHE聚合物的多功能特性，又不用任何杀菌剂，充分发挥现有循环水系统的作用。
这种将循环水处理与治理氨氮污染相结合，用含氨废水作补充水，发挥LHE聚合物络合絮状物不易结垢、流动性好、功能多样、不用杀菌等特性，达到反复循环脱除氨氮而不须排放含氨废水并使之资源化的目的，是治理化肥氨氮污染和循环经济的创新技术。
综合考虑现有化肥厂循环水系统条件，循环水流速应提高到不小于0.9M/S，有利于高浓度悬浮絮状物的流动，也不易在换热管内沉积。还需要加高密闭的循环水积水沉淀池、旁流滤池、斜管沉淀池等出水口的高度，使静置水容量尽量增多，提高厌氧氨氧化反应的去除效率，以有效保证闭路运行时产生泥垢的及时沉淀分离出去。
厌氧氨氧化生物反应，还应注意冷却塔填料上生物膜的培育，不能使用任何种类的杀菌剂。初始阶段，水中的氨氮浓度要由低到高逐步添加，随着反应的逐渐进行，水中的氨氮浓度消除率逐渐稳定平衡，亚硝态氮浓度逐渐稳定，这有利于硝态氮的反硝化作用和厌氧氨氧化生物反应的进行，也有益于厌氧氨氧化微生物生物膜成熟的发育。LHE聚合物有抑制微生物过量繁殖的作用，不需要使用任何杀菌灭藻剂，不会有大量微生物粘泥产生。
只补充损失的水，高倍浓缩下去，会使循环水中可溶性盐积累。可溶性盐类过高会抑制厌氧氨氧化微生物的活性，使同步硝化反硝化效率降低。应定期抽取可溶性盐过高的循环水，经净化、脱盐处理，再重新回用，实现循环利用水资源，不向环境排污的“零排放”。
化肥循环水保持有恒定的水温和流速，无须特别的操作控制，就具有有效的净化氨氮的能力。冷却塔完全满足了氨氮氧化过程中需要大量的氧气，节省了曝气费用开支。更大的优点是既节省了传统生物反硝化的复杂设施。
我国已有很多氮肥企业采用了这种LHE聚合物技术，例如四川眉山金象、重庆万利来、重庆三灵、湖北双强、山东潍坊海化盛兴、山东诸城良丰、贵州遵义鸿鹄等众多化工公司，利用LHE聚合物使废氨水回用作循环水的补充水，解决了传统生物脱氮技术处理化肥氨氮废水投资大、成本高的难题，在达到循环水正常防止结垢和腐蚀运行中，又实现真正意义上的同步去除氨氮，有效地解决了化肥含氨氮废水污染问题。达到了低能耗、低成本、污水资源化、节约用水，保护环境、循环利用等综合效果。
9、研究论文： 循环冷却水使用LHE聚合物“零排放”的有关技术问题
载《给水排水技术动态》2004(5)-28-29
【作者】：翟智高、陈志超（参见11）
10、应用研究论文：独创的循环冷却水污水不排放新技术
化肥循环水节能减排设计参考方案
节能减排科技行动，以科技创新为主线，整合社会资源，调动公众开展节能减排的积极性，形成“科技支撑，社会参与，全民动员开展节能减排”的工作局面和良好社会氛围；围绕日常生活中资源节约方面的问题，宣传科学思想、科技知识、实践经验、先进典型和节约型的消费模式，介绍相关的先进实用技术、科技成果和节约小窍门，以提高公众的资源节约意识，为建设节约型社会共同努力；媒体是党和人民的喉舌，要着眼于进行节能减排全国性动员和部署的要求，灵活运用各种宣传方式，营造舆论氛围，达到动员和组织全社会投入节能减排行动的目的。
循环冷却水是一种良好的传热介质，但水中不同程度地含有钙镁离子、溶解固体、气体、及各种悬浮物以及空气中尘土杂质进入循环水，各种无机离子和有机物质的浓缩，以及设备结构和材料等多种因素，会使系统产生严重的诸如结垢、腐蚀、菌藻滋生、粘泥堵塞等问题，给系统的安全运行带来危害。
传统磷系配方水处理浓缩倍数低，需排放大量循环水，也无法回用含氨氮、高碱度、有毒硫化物、氰化物、高COD-BOD废水，不利于节水节能保护环境，给企业造成很大经济损失。 为实现循环冷却水系统的防垢、缓蚀、抑制菌藻滋生、安全经济运行的效果，达到提高制冷效率、保护设备、延长设备使用寿命，节水节能保护环境的目的，采用新型LHE多功能水处理聚合物，可使冷却水实现综合处理闭路运行。 LHE聚合物节水环保型多功能水质稳定剂，属我国独创性知识产权技术产品，注册商标《天然龙》，在全国不同种类水处理产品中，以其独特突出的防垢缓蚀效率高、突出的节水环保、无毒无公害性能，荣获联合国TIPS系统发明创新奖，列入国家节水环保水处理重点推广技术项目,该技术已成功在四川眉山金象、重庆金岭、山东诸城、海化盛兴、首钢线材、清华同方，双强碱业等几十家企业使用，有的已成功采用该技术连续运行十年以上，冷却水实现综合处理闭路不排放运行。技术成熟，节能减排成效显著，效益高，成本低。二、新技术优势和闭路循环工艺设计
化肥循环水：有造气循环水、冰机（包括甲醇、精炼）循环水，合成（包括压缩、变换）循环水，尿素，脱碳，压缩，脱硫等系统。某企业总循环量达10000吨/时。每天消耗新鲜一次水量为3000-4000吨，全年消耗新鲜一次水量为120—130万吨。这些新鲜一次水除了工艺消耗、蒸发、渗漏外，其余因为水处理采用磷系配方，浓缩倍数低，需排放大量循环水，最终均要成为污水废水被排放掉，浪费水资源，耗用大量能源电力。由于排放水中含有氨氮、氰化物、硫化物、酚类等有害物，对环境有严重污染。
新技术的主要特点是：一、有效防止冷却水系统换热设备结垢、并在正常运行中逐步将原有老垢清除掉，节电节能。二、在设备表面形成高分子有机缓蚀膜，提高设备的抗腐蚀能力，达到安全生产、延长设备使用寿命的效果。三、不需要使用杀菌灭藻剂，含氨、高碱度废水，含氰化物、硫化物、酚类等有害废水，净化的生活污水等均可回用于冷却水补充水，达到最大限度节约水资源，减少污水、废水排放，提高效益，保护环境。
循环水系统水处理欲达到节能、节水、保护环境的需求，可采用相应的节水减排工艺：
1、冷却水系统应设立较大容积的静置沉淀池、斜管沉积池或不同形式的集水池，以使循环水中的灰尘不溶物等能及时得到沉淀分离，使循环水在不排放运行中达到自净化。
2、LHE聚合物净化后的水无毒、无味，可用于降尘净化用水。其中含的活性络合钙镁物质等，还有降低锅炉烟气中有害二氧化硫气体挥发的好处。
3、所有含氨、高碱度废水和低浓度尿素解析废液，用管线送各循环水系统闭路运行，利用循环水系统自身的特点和LHE聚合物特殊的转化功能，使氨氮在循环水运行中转化还原为氮气。
4、专门收集泄漏或流到地面的含铜液体和含铜物质，防止被雨水冲进其它循环水中，对其它系统金属造成恶性电化腐蚀（含铜物质与氨化合成铜氨络合体，对金属的电化腐蚀活性成倍增强，而且是反复腐蚀，因此必须严禁含铜物质进入其它循环水中）。节水、节能、环保与社会经济效益：
节水环保效益好：该新技术浓缩倍率高，排污水综合复用，所有氨氮废水回用并在运行中消除，基本无废水外排。不排污水与减排污水，企业的投入及其对环境的影响是大为不同的。不排污水就意味着减少抽取地下水，大幅降低了抽水和向环境排放废水的能源动力消耗，最有效的保护了环境。既节省了宝贵的水资源，又降低了消耗，实现水资源节约和充分循环利用，降低生产成本，实现零排放和保护环境的目的。
投资省：无需投巨资建传统复杂的污水处理设施，在循环水运行中逐级串用，自行处理，简化了水处理工艺。节省了巨额的设备投资和运行费，实现污水资源化回用。
处理成本低：设备运行实现不结水垢，减轻腐蚀、操作管理方便、达到长周期安全运行。由于LHE聚合物协同循环水冷却塔良好的曝气功能，达到理想的消除污染物质的效果，无需考虑氨氮、BOD、COD、磷酸盐的去除率和“达标排放”的问题，基本无废水外排，减轻了环保压力，水处理成本低。
费用和经济效益：LHE聚合物药剂处理循环水，包括循环水质稳定、阻垢、缓蚀、控制菌藻等全部费用在内，吨水费用低廉，不须投入巨额技改资金。以某企业为例，全年消耗新鲜一次水量可由原来的120—130万吨，下降到60-70万吨，年节约新鲜水60万吨，按每吨水1.2元计算，价值72万元。全年节约用水、减少排污、减少动力能耗费等合计可达100万元以上。
循环水闭路循环，综合复用零排放。以实际行动落实了国家主席胡锦涛的指示：“高效利用资源，减少环境污染，注重质量效益，努力建设资源节约型、环境友好型社会，积极推广先进实用的节水技术。”循环水工艺设计：
1、尿素循环水，用工艺置换水和新鲜一次水补充，排污水作为其它循环水系统的补充水，这些循环水系统的排污水直接送到澄清池，再经加LHE聚合物处理后作为循环水的补充水回用。
2、造气排污水，经澄清和加LHE聚合物处理后作为循环水的补充水回用。或进行脱盐处理后回用。也可作为锅炉除尘、燃煤掺水、降尘用水，不足部分可以使用新鲜一次水。有铜液泄漏收集所有污水，送入锅炉除尘或燃煤掺水，严禁含铜水进入循环水系统。
3、所有回收的污水（不包括脱盐高氯根废水），加LHE聚合物处理后，回用于循环水。
4、建贮水池，以备紧急情况储存含氨氮污水。
全国1000家重点耗能大户中，氮肥企业就占了160多家。氮肥工业又是污染物排放量较大的行业，化学需氧量、氨氮、二氧化硫等排放量都比较大，每年水污染物排放90.9万吨，排水量21.3亿立方米。2006年全国氮肥企业生产合成氨4937.9万吨、生产氮肥3440万吨(折纯)，中国已经成为全球最大的氮肥生产国和尿素生产国。如果实现超低排放，生产每吨合成氨的排水量可以从10立方米~50立方米降低到两立方米以下。如果在全行业有条件的企业推广这种不排放技术，每年节约的冷却水量可以达到10亿立方米，氮肥企业低浓度含氨氮污水可以在循环水运行中转化还原为氮气，既不须投入巨额技改资金，还有效保护了环境，又降低了治污成本，深受中小企业欢迎。
11、循环冷却水节水环保“零排放”的有关技术问题
翟智高
附：国标《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007说明
1. 新版国标《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007规范修订的背景、意义及其特点
1.1 我国《标准化法实施条例》规定：“标准实施后，制定标准的部门应按科学技术的发展和经济建设的需要适时进行复审，标准复审周期一般不超过五年”。《工业循环冷却水处理规范》第一版是GBJ80-83，第二版，也就是现行版GB50050-95，发布至今已达12年之久，远远超过了标准化的规定，所以要进行修订。
1.2 循环冷却水处理技术的发展 我国循环冷却水处理药剂及技术虽然起步较晚，但紧跟国外的发展趋势，并结合国情进行研究开发和推广应用，具有起点高、发展快的特点。在消化吸收的基础上，先后开发出HEDP、ATMP、EDTMP、PAA、DDM（G4）、聚马、马丙、聚季铵盐。瞄准具有70 年代水平的聚磷酸盐/膦酸盐/聚合物/杂环化合物的循环冷却水处理“磷系复合配方”，进行研究开发，填补了国内空白，满足了大化肥循环冷却水处理药剂国产化的要求。80 年代，随着石油装置和大型冶金装置的引进，对栗田、Nalco Drew、片山等国外著名公司的循环水处理剂及冷却水处理技术进行消化吸收。一大批新的循环水处理剂配方相继开发成功，使我国的循环冷却水处理技术又取得了重要进展，在磷系复合配方的基础上，开发出“磷系碱性水处理配方”、“全有机水处理配方”、“钼系水处理配方”和“硅系水处理配方”。实现了循环冷却水在自然平衡pH 条件下的碱性条件下运行，这类水处理配方除具有“磷系复合配方”的优点外，还避免了加酸操作带来的失误，深受用户的欢迎。90 年代以来，随着水处理技术的进一步提高，国内水处理剂及技术开始出口。同时新型膦酸盐、新型水处理杀生剂的不断开发成功，水处理药剂的前沿研究与国外水平基本接近。“全有机水处理剂配方”应用比重不断提高，与此同时，低磷、无磷、无金属水处理配方不断推向市场。 我国的循环冷却水处理是20 世纪70 年代后期从国外引进磷系配方开始的，至今已取得了巨大的进步，说明我国的水处理药剂应用水平不低，
表1 为我国循环冷却水处理配方发展过程。 表1 我国循环冷却水处理配方发展 年代 配方
1975~1979 聚磷酸盐/膦酸盐/聚丙烯酸(用酸调pH) 聚磷酸盐/膦酸盐/锌/聚丙烯酸(用酸调pH)
1980~1985 多元醇磷酸酯/锌/磺化木质素(用酸调pH)
1980～1985 膦酸盐/聚合物或共聚物(碱性处理) 硅酸盐或钼酸盐配方
1986~1992 磷酸盐/二元、三元共聚物全有机配方,系统可连续运行1～2 年
1993 新型膦酸盐及新型共聚物开始进入市场,碱性处理比重在提高
1998 开始开发无磷无金属配方 目前循环冷却水处理已经在我国各个行业的循环水系统中得到应用。
不论是国产装置还是引进装置，其使用的循环冷却水药剂绝大部分已经国产化，我们已经有能力解决各种条件苛刻的冷却水系统中所遇到的腐蚀、结垢、生物粘泥等问题。
从90 年代开始，我国在循环冷却水处理监控技术开发方面也开展了一些工作，如示踪和远程控制技术已取得初步成果，冷却水系统成垢过程专家系统已开发成功。但在这些方面我们也有较大差距，循环冷却水系统的计算机控制、自动化管理等方面没有投入很大的开发力量，影响了水处理应用技术水平的提高。 我国循环冷却水处理技术在某些方面具有较高水平，如我国的膦酸盐类水处理剂的质量已明显提高，接近或达到了国际先进水平，因此已开始大量出口。然而就总体而言，与国际先进水平的差距仍很明显：重点是水处理管理水平和控制水平。
现行《工业循环冷却水处理规范》GB50050-95，其中一些数据均是以聚磷、聚合物水处理配方为基础制定的，实际上至2000年水处理配方已发展至全有机配方：新型膦酸盐及新型共聚物，无磷，无金属水处理配方也开始出现，这些新型水处理配方与管理的科学化，控制的自动化相结合，使得水处理效果明显提高，水质适用范围更加宽泛，所有这一些水处理技术上进步在现有规范中没有得到反映，因此循环水处理技术发展的形势也要求对现有《工业循环冷却水处理规范》进行修订。
1.3 我国供水现状也要求对现行《工业循环冷却水处理规范》进行修订
a 我国用水现状 我国是一个水资源短缺的国家，人均水资源占有量约为2200m3，不足世界平均水平的四分之一，随着我国经济建设的迅速发展，水资源短缺的问题日益显现，我国正常年份缺水量约400亿m3，已经严重制约了我国经济建设的发展。缺水不仅影响经济建设，而且还威胁到人们的生活甚至生命安全，比如四川、内蒙古等地，均出现过因干旱而发生人、畜饮水危机。面对这样的严重局面，节水不仅是水处理工作者的任务，而且也是全社会紧迫的任务。水资源的欠缺和用水效率不高是导致目前供水不足的主要原因，自然条件无法改变，但是在用水效率方面，我国和发达国家还有很大差距，我国万元GDP用水量是世界平均水平的4倍左右，工业万元增加值取水量是发达国家的5~10倍，我国灌溉水利用率仅为43％，为世界先进水平的二分之一，由此可见，无论是工业还是农业节水潜力还是很大的。
b 全民节水 节水是全民的义务，哪个人不用水，哪个行业不需要水，因此，节水不只是水行业的任务，而且是所有行业和全体公民的共同任务。 至2003年，我国总用水量约5300亿m3，其中农业3430亿m3，（约占64.5％），工业1170亿m3（约占22％），生活630亿m3（约占12％）。 农业节水：喷灌、滴灌；生活节水：节水龙头，厕所水箱。 工业节水：首先是生产工艺的改革，充分利用生产过程中产生的废热，采用不用水的工艺（空冷）等。 请看这一现象，钢铁、石化、电力、石油、纺织、化工等行业的生产厂，无不冷却塔林立，大量的热量通过冷却塔散发到大气之中，这不仅是能量的浪费，也是水资源的极大浪费。对于冷却塔所蕴藏的巨大能量，很值得进行研究、挖潜。以全国循环水量4亿m3/h，冷却降温Δt=10 ℃计算，损失的热量为4×1012千卡/h，折合标准煤为0.57×106吨煤/h，天然气0.47×106米3/h，这仅是一小时的热量损失。按年8000h计算，折合为45.6亿吨煤，约40亿m3天然气，是我国煤的年产量2.4亿吨的19倍，多么巨大的能源浪费。可见节能、节水是有巨大潜力。
其次是水行业的节水，在工业用水中的70～80％是循环水的补充水，可见循环水在工业节水中的重要作用。目前生产工艺还做不到热能的全部利用，也就是说冷却塔还需继续存在，循环水还得继续使用，那么循环水节水效益到底有多大呢？ 循环冷却水的节水作用，对比直流冷却水而言是非常巨大的。
上个世纪五十~六十年代，国家工业建设刚刚起步，工业用水量很少，相对来说水资源是丰富的，因此很多工厂企业都采用直流冷却水，既简便又省钱。但是随着工业建设的发展，水资源逐渐紧张，迫使工厂企业不得不采用循环冷却水。采用这一措施到底能节省多少水呢？以10000m3/h的直流冷却水为例，改用循环冷却水，温降10℃，浓缩倍数N为3，只需240m3/h，若N=5，则需200m3/h，可见节水的巨大成果。
同时，从上面的数据也可以得出这样一个结论，循环冷却水系统本身的节水取决于浓缩倍数的高低产。 因此在工业用水中节水的最有效措施，就是采用循环水，高浓缩倍数。最初人们的想法比较简单，以为把水循环起来，温升降下来即可，但是问题远非这么简单，循环水在运行过程中产生一系列问题，如果不能很好的解决，则循环水根本无法运行。例子很多，如北京化工厂（结垢），栖霞山化肥厂（生物泛滥）。
归结起来，循环水运行过程中所产生的主要问题如下：
a水垢由于循环冷却水在冷却过程中不断地蒸发，使水中含盐浓度不断增高，超过某些盐类的溶解度而沉淀。常见的有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等垢。水垢的质地比较致密，可以防止对金属面的腐蚀，但是却大大的降低了传热效率，0.6毫米的垢厚就使传热系数降低了17.9％。
b污垢污垢主要由水中的有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等构成，垢的质地松软，不仅降低传热效率而且还引起垢下腐蚀。
c腐蚀循环冷却水对换热设备的腐蚀，主要是电化腐蚀，产生的原因有设备制造缺陷、水中充足的氧气、水中腐蚀性离子（Cl-、Fe2+、Cu2+）以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，腐蚀的后果十分严重，不加控制极短的时间即使设备报废。
d微生物的孳生 因为循环冷却水中有充足的氧气、合适的温度及丰富的营养，很适合微生物的生长繁殖，如不及时控制将迅速导致水质恶化、发臭、变黑，大量黏垢沉积，设备腐蚀加剧。因此循环冷却水处理的关键即是控制微生物的繁殖。
面对上述这些问题，人们在生产实践中，不断的总结、探索和研究，掌握了治理这些危害的方法和技术，从而保证了循环冷却水系统的稳定运行，也保证了企业生产活动的安全、高效、持久的运行。“工业循环冷却水处理设计规范”就是把人们长期积累的实践经约和科研成果，经过高度概括与浓缩，以规范形式呈现出来，其目的是为生产、建设、科研、设计和施工服务，为它们提供依据。
1.4 《工业循环冷却水处理规范》GB50050-2007版的特点规范修订版以及前两版，其主要特点就是以节水为目的，随着国家经济建设的发展，修订版的节水措施突破了原有的框框，增加以再生水（处理后的污水）为补充水的内容，为节水减排，保护环境创造了新的条件，同时修订版还增加了直冷开式循环冷却水的内容，即通常称谓的浊环水系统，扩大了规范的覆盖面。涵盖了以淡水为补充水的全部循环冷却水系统。海水作补充水的循环水系统，限于技术成熟程度，此次未曾纳入，随着技术的不断完善，也将陆续收入到规范中。此次《工业循环冷却水处理规范》修订式一次全面修订，修订内容很多，将在后面详细介绍。
2. 当前工业循环冷却水处理设计现状、存在问题以及解决措施
2.1 循环冷却水处理设计现状 过去循环冷却水是以设计为主体，从收集循环冷却水系统资料起至水系统设计，设备订货，现场施工，调试开车，设计单位全部参与，但是随着改革开放社会主义市场经济的建立，以设计负全责的模式发生了很大的改变。现在是业主——设计——水处理公司三位一体的建设模式，即由业主通过招标的方式选择水处理公司，而后设计单位再根据水处理公司提供的水处理方案进行设计。因为水处理公司是专业公司，掌握循环冷却水处理技术和积累了丰富的经验，因此，更能有效的保证水处理效果。
2.2 存在问题 由于循环冷却水处理设计是三方参与，必然会因为三方的立场、观点不同而对问题的处理产生分歧，因此常常发生设计条件的反复修改，出现问题屡议不决，严重影响了工程进度和工程设计质量。下面把《工业循环冷却水处理规范》修订过程中牵涉到的一些技术问题，简要介绍如下：
a 循环水补充水水质条件 通常，设计单位对业主提供的水质资料，以阴阳离子的毫克当量平衡来校核其准确性，当分析误差≤2％则合格。而当前国际单位中么有毫克当量这个单位，而是制定了以摩尔为单位。什么是摩尔？ 摩尔（mol）表示一个系统的物质的量，该系统所包含的几本单元数与0.012kg碳-12（12C）的原子数相等。 在使用摩尔时，必须指明基本单元，它可以是分子，原子、离子以及其它基本单位，或这些单位的特定组合。 已知1个C原子的质量是1.993×10-26kg，所以1mol 12C所含的碳原子数目为： 因为任何一个克原子、分子、离子、电子基本单元都包含6.02×1023个基本单位，这个数即称为阿佛加德罗常数。 换句话说，某物质所含有的基本单元数为阿佛加德罗常数的多少倍，即是多少摩尔n，n可由下式计算： 对这一问题，所以要详细的介绍，原因是在这个单位上有许多错误观点。 a业主提供的水质分析资料，有一些是以物质（离子）的摩尔量来平衡，这是错的，应当以物质（阴阳离子）所携带的电荷量来平衡。
b含磷排水的处理 由于目前循环冷却水处理配方中，绝大多数均含有一定数量的磷组分，因此循环冷却水系统排污水的磷含量超标，导致江河湖海富营养化，赤潮、蓝藻大量孽生，严重破坏了生态环境，后果是非常可怕的。虽然现行《工业循环冷却水处理规范》中对排水水质指标作出了严格规定，但是现实的循环冷却水系统无一进行处理，其中主要问题是经济问题，技术上不存在问题。那么如何来算经济帐，这就要求我们站在一个比较高的水平上，不是只算本单位的经济帐，而是要从全社会的角度算帐，要为全民族和子孙后代着想，这个问题就好解决了。
c 预膜水处理 预膜水中的污染物数量，更是大大的超标。因为预膜水的排放是间断性的，开车、检修基本上是一年一次，这就更增加了它的处理难度，现实的情况也是不经处理直接排放。
d 旁滤设施 现行规范和修订规范对旁滤量的规定均为1～5％，但是考虑到有些多尘地区的企业反映，旁滤量不足，所以增加了多尘地区或灰尘指数偏高地区可适当提高。 目前旁滤设施多采用无阀滤池或机械过滤器，据有些厂家反映，过滤效果不佳。分析原因可能是低浊度的条件下，悬浮物胶体的颗粒很微小，单纯的筛分过滤不易去除，规范说明中建议投加混凝剂。 过滤器的型式可选择多样化，有的企业将无阀滤池改为以色列管道过滤器，但效果不佳，最后改为浮盘式纤维过滤器，电动控制，进水浊度7～8°，出水3～5°。
e关于水泵的净正吸入水头 这不是本规范的范围，但是这是水处理设计中以前存在的问题。过去选泵，只要满足水位超过泵顶20cm即可启动运行，这一概念是不够准确的，对于小型离心泵，常温水体，一般是没有问题的，但是对大型立式离心泵、轴流泵，特别是热水泵一定要计算净正吸入水头，该值一定要大于水泵样本的气蚀余量。
2.3 现存问题如何解决
a 应尽快制定一些有关工程建设各方责任的规范或规定，理顺各方的关系。
b加快推进无磷、无有害金属水处理配方。如果无磷水处理配方的成功推出，则两大污染问题则可迎刃而解，所带来的效益时非常巨大的。 建议这一问题，应当由水处理协会组织水处理药剂生产厂家、用户和科研单位一起攻克技术难关，这个问题的难度总比探月要简单得多吧，集中社会力量，利用中国特色社会主义制度的优越性，一定会很快的解决。
c 对现实的超标排污水的和预膜水，建议还是送污水处理厂处理。本次《工业循环冷却水处理规范》修订，对含磷污水的处理也给出了具体的技术方案。
3. 工业循环冷却水处理设计规范的适用范围及其术语
3.1 《工业循环冷却水处理规范》的适用范围，在修订版 总则1.0.2条明确规定：“本《工业循环冷却水处理规范》适用于以地表水、地下水和再生水作为补充水的新建、扩建和改建工程的循环冷却水处理设计”。也就是说，除海水循环外，其余的所有循环冷却水处理设计均适用。这里需要说明一点，循环冷却水的水量多少不同，有的几十万吨/h，有的几百吨/h，甚至几十吨/h，几吨/h，是否也适用呢，可以明确地告诉你，不管规模大小，这本规范均适用，但是，小规模的循环冷却水处理，按照这本规范来设计，自然有些小题大做，比如几十吨的循环说是否还需要旁滤，是否还需要预膜，这些问题都要重新加以考虑，目前，正酝酿编制一本中小型循环冷却水处理规范，以解决这方面的问题。
3.2 名词术语 大家都是循环冷却水处理方面的内行，很多术语都了如指掌，这次《工业循环冷却水处理规范》修订提出的一些新的术语解释一下，以便在《工业循环冷却水处理规范》中碰到这些名词时，不至产生误解。
a 循环冷却水系统 Recirculating Cooling Water System 以水作为冷却介质，并循环运行的一种给水系统，由换热设备、冷却设备、处理设施、水泵、管道及其它有关设施组成。
b 间冷开式循环冷却水系统（间冷开式系统） Indirect Open Recirculating Cooling Water System 循环冷却水与被冷却介质间接传热且循环冷却水与大气直接接触散热的循环冷却水系统。
c 间冷闭式循环冷却水系统（闭式系统） Indirect Closed Recirculating Cooling Water System 循环冷却水与被冷却介质间接传热且循环冷却水与冷却介质也是间接传热的循环冷却水系统。
d 全闭式系统 Totally Closed System 系统中的循环冷却水不与大气接触的间冷闭式循环冷却水系统。
e 半闭式系统 Semi Closed System 系统中的循环冷却水局部与大气接触的间冷闭式循环冷却水系统。
f 直冷开式循环冷却水系统 （直冷系统）Direct Open Recirculating Cooling Water System 循环冷却水与被冷却介质直接接触换热且循环冷却水与大气直接接触散热的循环冷却水系统。
g 开式系统 Open System 间冷开式和直冷系统的统称。
4. “工业循环冷却水处理设计规范”主要修订内容 本次修订是一次全面修订，每一章、每一节，甚至大多数条文都做了不同程度的修改，先说明各项数据是如何制定的。
大家都知道水处理是试验科学，很多水处理数据都是从实践或试验中得出，而非经计算得出的，比如Cl-指标，我们是根据国内很多企业循环冷却水的运行数据，综合选择比较先进的指标而确定的，而不是计算得出的。目前也无法计算。其它水处理指标的确定也都类似。
4.1 循环冷却水水质指标和水处理控制指标的修订 水质指标和控制指标是反映水处理技术的一面镜子，长期以来，我国在循环冷却水处理技术的进步，必然要导致水质指标一系列数据的修改。
a 浊度： 现行规范使用的名称是悬浮物，指标数据没有修改，修订版《工业循环冷却水处理规范》只是将项目名称改为浊度。为什么这样修改呢，虽然两者都是表示水中悬浮固体含量，但是两者所表示的悬浮颗粒直径却不相同，悬浮物所表示的颗粒粒径为1μm以上，而浊度所表示的颗粒粒径为1nm~1μm，即通常所说的胶体物质，而且两者的测试方法也不同，前者是过滤法测定，后者是利用光学原理测定。两者并没有换算关系。因为胶体物质对循环冷却水产生污垢、菌藻孳生起着至关重要的作用，所以将悬浮物质指标改为浊度更为确切，并且应将这一指标尽量控制在更低的水平。循环冷却水的浊度对换热设备的污垢热阻和腐蚀速率影响很大，所以要求越低越好。
工厂运行的实践证明循环冷却水系统设有旁滤池时，补充水浊度可控制在5NTU以内，我国大部分地区的循环冷却水的浊度可以控制在10NTU以下，因此表3.1.1-6规定板式、螺旋板式和翅片管式换热设备，浊度不宜大于10NTU，其它一般不应大于20NTU，工厂运行数据表明这一规定完全满足本规范的污垢热阻值指标。
对于电厂凝汽器，因其传热管内循环冷却水的流速一般均大于1.5m/s，另外凝汽器均设有胶球清洗设施，因此电厂凝汽器内循环冷却水的浊度指标可适当放宽。
b pH值：新版pH的范围比现行版的范围要宽，反映了药剂缓蚀阻垢性能的提高。
c 钙硬度＋甲基橙碱度：这个项目现行规范是将Ca2+和碱度分列，采用综合指标更加科学。 CaCO3的溶度积 从上式可以看出：CO32-是随之H+的浓度而改变的，当H+高时，CO32-转化为HCO3-，而增大了溶解度，因此导致CaCO3沉淀是由两个因素构成的，即H＋浓度（碱度）和Ca2+含量两个因素构成的。
碳酸钙稳定指数RSI≥3.3，这也是控制碳酸钙沉淀的一个指标，它是根据碳酸钙饱和指数计算得出。有多个计算式，推荐计算公式为： pHs＝9.70+A+B-C-D
A——总溶解固体系数
B——温度系数
C——钙硬系数
D——碱度系数
水质稳定性判断：
（1）. Langlier Is=pH-pHs Is＞0 碳酸钙过饱和 Is＜0 碳酸钙不饱和 Is＝0 饱和状态 但是由于碳酸钙结晶时的介稳区的影响，上述判断有误差，实践经验指数为 Is＝0.5～2.5 稳定 Is＜0.5 腐蚀 Is＞0.5 结垢
（2）.稳定指数 S=2pHs-pH S≈6.0 稳定 S＜3.7 严重结垢 3.7＜S＜6.0 结垢 6.0＜S＜7.5 腐蚀 S＞7.5 严重腐蚀
（3）. 结垢指数，临界pH值，极限碳酸盐硬度等。
d 总铁 铁离子为天然水中的微量离子，锰离子含量更少，约为铁离子的十分之一。一般二者共存，不易分离，故常以铁含量来代表铁和锰离子总量。 水中的总铁含量包括胶态铁和亚铁离子两部分。胶态铁为三价铁，通常以氢氧化铁或铁氧化物的水合物呈胶体状态悬浮于水中。在循环水系统中，会沉积在水冷器表面上，形成黏着性强、难清除的污垢，并能导致垢下腐蚀。胶态铁在预处理混凝、沉淀过程中可被除掉一部分。亚铁离子为溶解性离子，在循环水系统中，能促进碳酸钙结晶并沉积，在采用磷系水稳剂时，有可能生成黏结性很强的磷酸亚铁污垢，还是铁细菌繁殖的营养源。一般对补充水总铁含量要求＜0.2～0.5mg/L。循环水中的总铁指标宜≤0.5mg/L。以往循环水中总铁有的不控制，有的控制＜0.5mg/L、1.5mg/L或2.0mg/L。根据不少系统的统计资料来看，控制总铁 ＜0.5mg/L是完全可以做到的，这种水的腐蚀速率都很低。总铁如达到1.5mg/L或2.0mg/L时，实际上腐蚀速度已经超标。控制循环水的总铁量除需控制补充水的总铁量之外，主要改善水的缓蚀性能。 国内很多厂的运行数据，总铁均在1mg/L以下，国外可达2.0mg/L。
e 氯离子 对于循环冷却水中氯离子指标，不仅国内而且在国际上也是众说纷纭、指标各异，由此给设计工作带来很多不便，甚至无所适从。
氯离子指标对循环冷却水处理影响很大，指标不切实际将导致设备的腐蚀损坏或水处理费用增加，因此制订一个合理的指标是非常必要的。本次《工业循环冷却水处理规范》修订的氯离子指标，其根据是什么？是否科学合理？就这一问题做如下说明。
氯离子的腐蚀作用及其影响条件 氯离子是天然水中普遍存在的腐蚀阴离子。氯离子-有极高的极性促进腐蚀反应，又有很强的穿透性，容易穿透金属表面的保护膜，造成缝隙腐蚀和孔蚀，特别是对奥氏体不锈钢造成腐蚀开裂，危害很大，能使水冷器在短期内报废。化工、炼油、冶金等行业中很多奥氏体不锈钢设备耐氯离子腐蚀性能较差，因此本次修订是专门针对奥氏体不锈钢及碳钢换热设备。
影响不锈钢腐蚀开裂主要因素有如下几个：
（1）设备的内应力，这是在设备加热过程中形成的，正规厂在设备制做完成后，虽然经过热处理消除应力，但仍有残留，另外设备在安装、生产过程中，由于温度、机械等因素也都会使设备产生内应力，在这些应力部位，氯离子很易积聚造成腐蚀。
（2）氯离子的催化作用是在设备存在有内应力的情况下产生的，由于氯离子的催化作用而使不锈钢设备产生应力腐蚀开裂，首先是从点腐蚀、缝隙或腐蚀沟槽上开始，使被破坏的钝化膜无法修复，故腐蚀不断加深，直至金属呈枝状裂纹而被破坏。有的资料介绍只要每升几毫克的氯离子，甚至0.2mg/L 氯离子就可产生腐蚀开裂，上海金山化工厂不锈钢球罐被氯离子腐蚀开裂的实例也印证了这一结论。另外，氯离子在缝隙中或污垢下容易富集而产生氯离子高浓度，例如某厂的循环冷却水中的氯离子约200 mg/L，但在损坏的壳程水冷器管板与管程连接的缝隙处，氯离子则高达20000~30000 mg/L，而现场管程水冷器未发生应力腐蚀开裂现象，原因是壳程水冷器有缝隙并且水流速低，为氯离子富集创造了条件。再有某厂投产仅两个月的时间，大批换热器就发生了因腐蚀开裂而泄露，当时循环冷却水中氯离子含量仅20~50 mg/L，可见氯离子多少并不是产生腐蚀开裂的唯一因素。
（3）温度的诱导作用，众所周知，温度是化学反应的重要因素，腐蚀开裂也不例外。在拉应力和氯离子都存在的条件下，温度较低腐蚀不明显，温度升高则腐蚀开裂加剧。有的资料认为奥氏体不锈钢达到70°C时就产生腐蚀。现场发现，应力腐蚀开裂均发生在水冷器的热端，即工艺介质进口端，冷端不产生腐蚀，介质温度小于150°C的水冷器也未发现过腐蚀开裂。
（4）污垢、水流速也是影响腐蚀的重要因素，这两个因素互有因果关系，流速低不易扩散，利于氯离子富集，同时也易使污垢沉积，加剧氯离子的富集和腐蚀。同样条件下，壳程设备较易发生腐蚀原因也就在此。
国标及国际上各厂商的氯离子指标 现在国际上还没有一个统一的循环冷却水水质标准，因此各厂商的标准只是根据本厂的经验确定的。所以标准五花八门、高低不一，有的公司限制很严，规定应小于100 mg/L，甚至小于50 mg/L，但有的公司则不太严，规定为<400 mg/L，还有的公司则不限制。出现这种情况主要是各公司受本身经验所限和对现代循环冷却水处理技术缺乏了解所致。
我国现行标准对氯离子的规定是<300 mg/L。根据调查，这一指标是偏低的。 对氯离子的防腐措施 针对循环冷却水的腐蚀（包括氯离子腐蚀）防护，目前国内常用的有两种方法，一种是药剂处理法，即在循环冷却水中投加阻垢缓蚀药剂，控制腐蚀，另一种则是材料防腐，选择抗腐蚀材料制作换热器，前一种方法是目前广泛采用的，后一种仅在电力行业较为普遍。
水处理药剂法常用的缓蚀剂有铬酸盐、聚合磷酸盐、有机磷酸盐、钨酸盐、钼酸盐、硅酸盐、硫酸亚铁等，由于环保限制和价格因素等原因，目前使用最多的是磷系水处理配方，硫酸亚铁仅在电力行业使用，用于对铜凝汽器的保护。磷酸盐的保护作用是通过与水中的钙离子或腐蚀产物亚铁离子相结合，生成以聚合磷酸钙铁为主要成份的络合物，依靠腐蚀电流电沉积于阴极表面形成沉淀膜保护金属不被腐蚀。由于无毒、价廉而被广泛采用。
火力发电厂凝汽器管选材导则。
氯离子指标对循环冷却水处理的影响
氯离子对循环冷却水处理的影响，主要是限制了循环水浓缩倍数的提高。我国北方地区，地下水、河水氯离子含量均比较高，以沧州地区为例，氯离子含量高达150~200 mg/L，按现行国家标准，基本上不能直接循环使用，由此可见氯离子指标对节约用水的制约作用。当然，上述水质经过处理后，还是可以用的，但是脱除氯离子利用一般常规混凝沉淀过滤的方法是做不到的，必须用离子交换或反渗透膜法进行处理，才能脱除氯离子和含盐量，如此则带来处理工艺流程的复杂化、基建费用的增加、原材料的消耗（酸碱）、能源的消耗（电力）及管理人员的增多等。由此可见，氯离子指标的提高与循环冷却水处理技术密切相关，可带来巨大的节水和经济效益。
国内某些生产厂的氯离子指标
根据调查资料，将国内一些典型生产厂的循环冷却水运行氯离子数据列表如下：
表2 循环冷却水中氯离子含量 厂名 循环冷却水中Cl-含量 （mg/L） 浓缩倍数 Cl-控制指标 注
燕山炼化橡胶厂 I循 890.75 5.85 <900 II循 809.31 3.44 IV循 650~1064 4.97
上海石化股份有限公司 腈纶部北组循环冷却水 最高781 最高5.1 ≤800 最低493 最低3.8 平均625.37 平均4.49 secco 循环冷却水 460~705 3.04~5.86
盘锦辽河化工有限集团公司化肥厂 循环冷却水 ≥ 230~250 3 <650 正采取措施将浓缩倍数提高到5
大庆石化水气厂一循 循环冷却水 260.9 ≥5 <300
表中所列各厂循环冷却水系统的换热设备材质，包括碳钢和不锈钢，设备型式有管程也有壳程。
氯离子指标的修订值
许多著作和研究都对氯离子的腐蚀机理作了定性分析，但是要从定量分析确定氯离子指标，目前还是不可能的，因为牵涉的因素条件太多。 本次修订氯离子指标，主要还是来自实践和一些专家的调查结论，最终氯离子指标修订值由现行规范300 mg/L提高至700 mg/L，虽然现有工厂运行的氯离子指标高达1000 mg/L以上，但毕竟不太普遍，为稳妥起见，采用平均偏上的指标。
根据前面所述，氯离子的腐蚀不是单一的因素，因此在确定氯离子指标的同时，还对换热器材质、水侧壁温、设备冷却水出口的水温等作了规定，以保证该指标的安全可靠。
附带说明，氯离子指标是在药剂处理条件下的数据，采用此指标时，其它条件（诸如水流速、浊度、pH值、菌藻数量等）也应符合本规范的规定。
f 游离氯
现行规范规定0.5mg/L～1.0mg/L，修订规范为0.2～1.0mg/L，现在很多厂的控制指标都是0.2～1.0mg/L，实际运行中的数据在0.15～0.8mg/L，这说明如果水质比较好的话，较低余氯量也可控制微生物的生长。 由于近来接连发生液氯爆炸，运输途中液氯泄露伤人等重大事故，北京市、中石化已明令禁用液氯，在征求意见过程中，也有禁用液氯的建议。对此问题，“规范”修订组经过调查认为，在使用液氯对循环冷却水处理的过程中，从未发生过重大事故，只要加强管理，严格执行安全操作规程，完全可以保障安全生产。而且目前很多单位都在使用液氯，如果立即取消液氯杀菌还有困难，当前世界上仍有许多国家的循环冷却水处理还在使用用液氯杀菌。况且液氯价格便宜，使用方便，深受操作人员的欢迎，通过对取消液氯使用单位的调查，它们还是很愿意恢复使用液氯的。因此本次修订仍然保留液氯的使用，只是在推荐排序上做了调整，毕竟液氯是一种危险品，在生产、制造、运输和使用各个环节中存在巨大风险，从安全角度上讲应逐渐淡化。
4.2 循环冷却水控制指标的修订
a 污垢热阻值 间冷开式循环冷却水系统的污垢热阻值：现行规范是宜为1.72×10-4~3.44×10-4m28226;k/w，修改版改为应小于3.44×10-4m28226;k/w，并增加了粘附速率指标15mg/cm2。 污垢热阻是一个很重要的数据，设计阶段它关系到换热器的换热面积大小，也就是设备投资的多少，运行阶段则与传热效率、能量的消耗、产量的高低密切相关。
b 腐蚀速率 现行规范规定，间冷却开式循环冷却水系统换热器碳钢管壁腐蚀率宜小于0.125mm/a，修订规范为：碳钢设备传热面水侧污垢热阻值应小于0.075mm/a。
c 微生物控制指标 现行规范规定，敞开式系统循环冷却水中的异养菌宜小于5×105个/mL，生物黏量不大于3mL/m3。
这是需要解释一下，什么是异养菌和自养菌两类。
自养菌（无机营养型）能直接利用无机物如空气中二氧化碳及无机盐类作为营养来源，合成细胞所需要的碳源，微生物。
异养菌是利用环境中的有机碳化合物进行氧化发酵得到细胞所需要的营养物。 循环冷却水中，以异养菌的生长繁殖最快，数量也最多。它代表水中大部分细菌的数量，一般以异养菌的数量代表水中细菌总量。
微生物在循环冷却水系统中大量繁殖，会使循环冷却水颜色变黑，发生恶臭，并形成大量黏泥沉积于冷却塔和换热设备内，隔绝了药剂对金属的保护作用，降低了冷却塔的冷却效果和设备的传热效率，同时还对金属设备造成严重的垢下腐蚀，微生物对循环冷却水系统的危害较之水垢、电化腐蚀来说更为严重，因此控制微生物的危害是首要的。
循环冷却水中生物黏泥量的多少直接反映出系统中微生物的危害程度，因此生物黏量的控制是非常重要的。本次修订为小于3mL/m3。
d 浓缩倍数 循环冷却水本身的节水主要体现在浓缩倍数上，高浓缩倍数比低浓缩倍数节水，但这不是说浓缩倍数越高越好，因为浓缩倍数大于5则节水效果不明显，而且对水处理带来很大的难度并且在经济上也需要更多的花费，根据目前工厂运行的情况浓缩倍数多在5左右，中石油、中石化的规定基本也是这个水平。目前，在新项目的设计上浓缩倍数也多采用5这一指标，结合我国用水和水资源短缺的现状，本次修订将现行《工业循环冷却水处理规范》中的浓缩倍数由3提高到5。
浓缩倍数由3提高到5能节省多少水呢？先作一个简单计算： 在浓缩倍数1.5~10的条件下，通过对循环冷却水量为10000m3/h的计算得出下表：
计算条件：气温40℃，K值选用0.0016/℃。
表3 不同浓缩倍数系统的补充水量与排污水量
浓缩倍数计算项目 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 10.0
循环冷却水量R（m3/h） 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000
水温差Δt（℃） 10 10 10 10 10 10 10 10
排污水量B（m3/h） 320 160 80 53.3 40 32.0 26.7 17.8
补充水量M（m3/h） 480 320 240 213.3 200 192 186.7 177.8
排污水量占循环冷却水量的百分比（%） 3.20 1.60 0.8 0.53 0.4 0.32 0.27 0.18
补充水量占循环冷却水量的百分比（%） 4.8 3.2 2.40 2.13 2.00 1.92 1.87 1.78
本次《工业循环冷却水处理规范》修订，将浓缩倍数从3提高到5倍，近于上表的计算结果，节水效果能提高0.4个百分点，折合全国节水量可达176亿m3之多，这是一个很可观的数量。
现在很多新工程项目不仅要求高浓缩倍数，甚至还限制使用新水，可见用水形势的紧张程度，另外国内各行各业为求节水也都纷纷研制新的水处理药剂处理配方，达到浓缩倍数5的企业比比皆是，甚至有少数企业已达到浓缩倍数10以上，可见这一指标还是可以作到的，虽然由此可能引起一些运行费用的增长，但是面对有限的水资源和经济建设可持续发展的需要，孰重孰轻显而易见。
冶金、电力行业在制定水平衡方案时往往为了满足串级用水（冲灰等）的需要，加大循环冷却水系统的排污水量，因而降低了浓缩倍数，但是只要减少新鲜水用量，浓缩倍数不受此限。
4.3 扩展了间冷闭式循环冷却水处理的内容 现行《工业循环冷却水处理规范》关于间冷闭式系统的条文只有十条规定，普遍反映缺少可操作性，此次修订根据大家的意见，增订至十六条，主要内容包括密闭系统的水质指标、系统设计计算、阻垢缓蚀和清洗予膜等。
4.4 增加了直冷循环冷却水处理内容 直冷循环冷却水主要用于冶金、电力行业，化工也有少量应用，由于直冷循环冷却水的用水量很大而且水质较差，含有多种有害物质，增大了水处理的难度，并且系统排污水也会造成环境的污染，有关行业迫切需要一本规范作为设计依据。目前国内尚无这方面的国标或行业标准，制定这部分标准将对节水减少污染起很大作用。
主要增订内容包括直冷循环冷却水水质指标、系统设计、阻垢缓蚀处理、沉淀过滤处理、泥浆处理等内容。
4.5 增加了再生水处理内容
污水经处理后（即再生水）用作循环冷却水系统补充水的作法，在国内使用还不普遍，国际上已被一些较发达的国家广泛采用。该方法对于节约水资源很有成效。
本次修订就此内容增加了一章两节，主要内容为一般规定、水质指标、深度处理工艺及一些关键设计数据。
4.6 加酸处理这次《工业循环冷却水处理规范》修订增加了加酸处理的内容，早在规范第一版《工业循环冷却水处理规范》GBJ50-83中就有加酸内容，但在第二版《工业循环冷却水处理规范》GB50050-95中删去，到目前修订版又把加酸处理内容加了进来，这不是简单的重复，而是螺旋上升，早期的加酸处理，由于加酸量不易控制，同时又受到缓蚀剂性能的限制，担心加酸过量引起腐蚀，因此规范中不推荐这一方法。但是随着投加设备和控制水平的改进，以及新配方的开发，加酸处理的优越性突现出来，这个方法既经济又简便，很多厂家都采用此法提高浓缩倍数。
4.7 水质分析资料的校核本次规范修订增加了水质分析资料的校核计算，准确无误的水质资料室循环冷却水处理设计的基础。
规范中推荐的校核公式是基于水的电中性这一性质，公式单位完全符合国际规定的标准单位，避免因用毫克当量/L带来的计算误差。
公式如下： 式中
—阳离子毫摩尔浓度（mmol/L）；
—阴离子毫摩尔浓度（mmol/L）；
—阳离子电荷数； —阴离子电荷数。分析误差≤2％。
4.8其它
除了上述修订之外，在总则、术语、符号、旁流水处理、补充水处理、排水处理、药剂贮存和投配、监测控制和检测各章均作了一些修订。
4.9 与国外标准的比较 目前国际上还没有循环冷却水处理的设计标准，国内现行的循环冷却水处理标准是我国独有的型式，当初在编制《工业循环冷却水处理规范》第一版时，主要的技术和指标还是来自国外一些大型水处理公司，当时国内在循环冷却水处理技术上还有很大差距。但是经过20多年的努力和赶超，国内循环冷却水处理技术和设计指标已接近或达到国际水平，下面是本次修订的一些水处理数据与国外大型水处理公司的比较。
由于各公司保密的原因，表中数据有些为上世纪80~90年代的指标
修订后的《工业循环冷却水处理规范》标准与国外水处理公司标准比较
项目 修订标准 N公司 K公司 G公司
pH 6.8~9.5 6.8~9.5 7.0~8.5 <8.7
浊度NTU 10~20 10~20 20
电导率 μS/cm <4500 <2500 <6000
钙硬度+甲基橙 碱度 mg/L ≤1100
总硬度mg/L 200~300
钙硬度mg/L ≤900 50~400
M-碱度mg/L 80~200 30~300
T-Fe mg/L ≤1.0 <1.0 <2.0 临界值 <3.0
AL3+ mg/L ≤0.5 <0.5
Cu2+ mg/L ≤0.1 <0.1
CL- mg/L 壳程≤700不锈钢
管程≤1000碳钢 ，不锈钢 ≤500 ，不锈钢 ≤1000碳钢 <300 <200
二氧化硅mg/L <175 <130 <150
游离氯mg/L 0.2~1.0 0.2~0.8 0.2~0.5 0.2~0.5
CODCrmg/L <100 <85
异养菌 个/mL ≤1x105 <1x105 <1x104 <1x105
黏泥量 mL/a ≤3 <3
腐蚀速率 mm/a
碳钢≤0.075
铜、铜合金、不锈钢≤0.005 碳钢≤0.075 铜<0.0075 不锈钢<0.005
粘附速率 mg/cm28226;月 ≤15
炼油行业≤20 <15 <15
污垢热阻m28226;K/W 1.72x10-4~3.44 x10-4 3.44x10-4
浓缩倍数 5 5~6
从上表的对比数值可以看出在循环冷却水处理控制指标方面，基本已达到国际水平，有的水处理指标甚至超过它们，但是在水处理药剂质量、自动监测和控制方面还有一些差距。
5. 关于《工业循环冷却水处理设计规范》执行有难度的条款说明
5.1腐蚀率 在修订稿征求意见时，有的药剂生产厂家提出，碳钢腐蚀率0.075mm/a不易做到，希望降低到0.1mm/a，这一标准的制定主要是根据中石化、中石油、化工等行业的标准和企业运行数据，说明现有的水处理技术是完全可以达到的。提意见的厂家也表示，不是做不到，而是具有一定难度，规范的制订就是要有一定程度的先进性，并且经过努力可以做到的，这才体现规范推动技术发展的作用。
5.2 浊度 对浊度的标准，主要是电力部门有些意见，电力部门的行业标准是悬浮物200~400mg/L，相差这么大的原因是发电厂的凝汽器采用FeSO4成膜，配合胶球清洗，所以水中悬浮物指标很高。规范中对此给予了说明。
5.3 浓缩倍数 在征求意见的过程中，对于浓缩倍数5的规定，有的专家有不同意见。认为应区别丰水和缺水地区的标准。浓缩倍数5的规定不论是技术上还是企业运行数据，都不成问题。从我国水资源短缺的情况，无论是丰水或缺水地区都应节水，不过大家的意见也有些道理，因此《工业循环冷却水处理规范》把不应低于5，改为不宜低于5，不应小于3.0。
6. 工业循环冷却水处理设计深度和施工图审查要点
6.1 基础设计要包括如下内容：
1）循环冷却水量，温度降，系统划分
2）补充水水质资料、水量和处理方案
3）设计浓缩倍数、阻垢缓蚀处理方案
4）系统排水处理方案
5）旁流水处理方案
6）微生物处理方案
7）污垢热阻、腐蚀率、微生物指标的确定
6.2 详细设计审查：
7. 《工业循环冷却水处理规范》标准修订版的社会经济效益
7.1．节约用水本次《工业循环冷却水处理规范》修订将浓缩倍数从3提高到5，节水效果是很明显的，根据计算节水效果可提高0.4个百分点，到2010年全国总用水量可达6000亿m3，其中工业用水为20％，而循环水补充水则占工业用水70％，以此计算，每年可节水140亿m3，相当于北京市（34.5亿m3）4年的用水量，按北京市工业用水现行价格5.6元/m3计算，每年可节约资金748亿元，这是直接经济效益。
间接效益还有减少水源规模和输配水管网，减少水处理药剂量，减少动能消耗等，总体算来经济效益是非常巨大的。
本次《工业循环冷却水处理规范》修订增加了再生水用于循环冷却水补充水的内容，这是节约用水减少环境污染的又一有效措施。根据化工行业的统计，工业污水和生活用水约占总水量的1/5，清净排水约占1/6，合计约为2/5，如果只利用其中的50％，则总水量即为240亿m3/年，可见节水效益是十分显著的。当然有些地区单从经济上计算可能不十分划算，但从全局角度，从可持续发展、以人为本的方针政策出发，还是必须作为的。
7.2．腐蚀速率本次《工业循环冷却水处理规范》修订将碳钢设备的腐蚀速率“宜小于0.125mm/a”降低至“应小于0.075mm/a”，将延长设备使用寿命1.67倍，降低设备折旧率，延长检修周期。
7.3．其它本次《工业循环冷却水处理规范》修订增加了直冷循环冷却水处理和再生水处理内容，扩大了《工业循环冷却水处理规范》的覆盖面并且条文更具可操作性，更加方便在设计中贯彻执行。
另外对系统含磷污水的排放，除了规定必须处理之外，而且还提供了处理方法，切实地解决了污染问题。
8. 《工业循环冷却水处理规范》修订标准的初步评价
8.1．对修订《工业循环冷却水处理规范》版本的反响本次《工业循环冷却水处理规范》修订很受循环冷却水处理设计、研究、服务工作人员的欢迎，这充分表明本次修订是非常必要的。在新版《工业循环冷却水处理规范》征询意见稿寄出以后，广大水处理专家和行业工作者，均十分负责，极其认真、逐字逐条的对规范修订稿进行了审查，提出了很多宝贵、中肯的意见，并对规范修订稿予以肯定。《工业循环冷却水处理设计规范》修订稿与原规范相比，增加了很多新内容，使本规范内容更加丰富、更有可操作性，是一本比较好的规范。《工业循环冷却水处理规范》‘修订稿’总体说来，比原稿大有提高和改进，已经考虑到这十多年国内外水处理技术的发展，同时也结合了国内的节水形势和日益严格的要求。有很大成绩。规范修订稿得到了广大专家和专业工作者的认可。
8.2．《工业循环冷却水处理规范》修订稿的评价
《工业循环冷却水处理规范》修订版于2006年12月21日在北京召开审查会，邀请全国水处理专家参会审查，《工业循环冷却水处理规范》修订版获得通过。审查结论如下：
1） 《工业循环冷却水处理设计规范》修订思想明确，符合国家经济发展的总体方针和政策。着力贯彻节水、节能、节材、保护环境和安全生产的原则和理念。
2） 《工业循环冷却水处理设计规范》修订稿比编订过程符合建设部的有关规定和要求。修订组认真、负责、细致地做了大量调研工作，充分听取了各行业和各方面专家的意见。
3） 修订稿涵盖了国内循环冷却水处理的全部内容；文字简炼，表达科学准确，具有可操作性；充分反应了国内三十年来水处理技术的经验和先进技术，并吸收了适合我国国情的国外先进技术；规范中的重要内容和技术指标已与国际接轨，有些指标还高于国外水平。同时，修订组也对水处理技术的发展留有发展空间。可以认为这是一份基本达到国际先进水平和具有国际前瞻性的规范。
12、循环冷却水处理和“趋零”排放新技术—从循环水中要效益
http://www.gpwater.com/qiugouxinxi/zi_1.asp?id=6831&db=pub_info&InfoClassID_root=58&InfoClassID=86&InfoClass=576
时间：2005-10-21
论文作者：翟智高
摘要： 我国是一个贫水国家，因为按国际标准，每人每年水供应量在1000吨以下就是缺水国家。目前，中国缺水在千亿立方米以上。不少地区人均水资源已同世界闻名的缺水国家以色列相近。黄土高原地区情况就是这样。我国被列为世界上贫水的国家之一。
关键词： 循环冷却 水处理 排放 循环水
我国是一个贫水国家，因为按国际标准，每人每年水供应量在1000吨以下就是缺水国家。目前，中国缺水在千亿立方米以上。不少地区人均水资源已同世界闻名的缺水国家以色列相近。黄土高原地区情况就是这样。我国被列为世界上贫水的国家之一。特别是北方、西部广大地区缺水特别严重。我国东南地区由于地面水资源污染引起水质性缺水情况也很严重。在全国670座大中城市中，有400座城市不同程度的缺水。其中110座城市严重缺水。据最新资料证实，北京人均水资源占有量目前是不足300立方米。
面对如此缺水的严峻形势，我国工业用水量却浪费惊人。主要是工业用水重复利用率低。工业用水重复利用率只有20—30%。仅为发达国家的三分之一。如生产1吨钢，中国耗水量是国际先进水平的1—6倍以上,生产1吨纸中国所耗水量是国际先进水平的3倍以上。其他工业方面也同样存在水资源浪费的情况。
节约用水已经成为我们国家的当务之急，缺水问题也将严重制约我国本世纪的经济可持续发展，并将引起生态环境退化、人居环境恶化、争水矛盾日益突出等社会和环境问题。为了节约用水国家正在制定和实施一些具体举措和政策，鼓励节约用水、提高水的重复利用率、污水处理回用。我国将逐步实行定量供水、提高水价、超量用水罚款的措施。据有关消息透露，在2006年以前，北方地区用水价格将提高到民用水4元/吨，工业用水6元/吨，并对不同行业实行定量供水，超出定量的部分实行6倍的罚款。这将迫使各行业及居民提高节水意识。
石油化工企业是耗水大户。用水量的多少、水污染物排放量的增减不仅对本企业的综合经济效益产生重大影响，而且对缓解石化企业所在地区缺水矛盾、改善地表水环境状况有举足轻重的作用。目前石化企业用水和排水状况并不十分理想，吨原油排水量偏高（1.5-2.5吨水/吨原油以上），与水相关的费用在原油加工成本中所占的比例偏大，单位产品所排水污染物量也不低。这些指标不仅难以同世界先进水平相比（0.5吨水/吨原油），而且不同程度地造成水资源的极大浪费。
目前，各地单位用水排水费用逐渐迅速增加的趋势已成定局，然而就炼油工艺而言，尽管会不断改进，但由于是多年的定型成熟工艺，不可能在短时间内出现革命性的进步，主工艺挖潜似乎难以在降低成本、提高效益方面发挥重要作用。在这种情况下作水的文章显然十分必要，仅从提高企业经济效益角度看，也会有事半功倍的效果。因此，污水经深度处理后回用于生产，已成为企业提高效益、清洁生产、节能降耗以及减少环境污染的大趋势。
企业水系统大致可分为以下五部分：
1、 锅炉水系统（包括蒸汽系统）
2、 工艺水系统
3、 循环（直接）冷却水系统
4、 污水处理系统
5、 生活污水系统
按照分质利用的治理原则，污水处理后回用同样存在如何治理最有效、回用到何处最保险、最经济以及综合效益最高等问题。也就是说，污水回用点应该综合考虑工程投资、技术成熟性及可操作性、运行成本、以及回用污水对整个水系统的长远影响等因素。同时应遵循先易后难、分质利用的原则。
通过综合分析以及大量试验，污水经深度处理后回用于循环水系统是上述几个因素的平衡点。
一、技术背景与意义
循环冷却水是工业用水中的用水大项,在石油化工、电力、钢铁、冶金等行业，循环冷却水的用量占企业用水总量的50-90%。由于原水中有不同的含盐量，循环冷却水浓缩到一定倍数必须排出一定的浓水，并补充新水。一台30万KW冷凝机组，循环冷却水量要达到3.3万吨/时左右，假定原水中含盐量为1000mg/L，浓缩倍数为3，那么循环冷却水的浓水排放约在6—8‰左右，即198—264m3/h，同时需补充的新水等于排水及蒸发损失等，补充水量大约为循环水量的2—2.6%，将为660—860m3/h左右，水资源消耗与污水排放的数量是很大的。
循环冷却水由于受浓缩倍数的制约，在运行中必须要排出一定量的浓水和补充一定量的新水。使冷却水中的含盐量、PH值、有机物浓度、悬浮物含量控制在一个合理的允许范围。对这部分浓水排放进行具体处理回用，具有重要的意义。它不但能提高水的重复利用率，节约水资源，而且能极大的改善循环冷却水的整体状况。
二、循环冷却水现状及存在问题
循环冷却水由泵送往冷却系统中各用户，经换热后温度升高，被送往onclick="g(‘冷却塔‘);">冷却塔进行冷却。在onclick="g(‘冷却塔‘);">冷却塔中热水从塔顶向下喷淋成水滴或水膜状，空气则逆向或水平交流流动，在气水接触过程中，进行热交换。水温降至符合冷却水要求时，继续循环使用。
空气由塔顶溢出时带走水蒸气，使循环水中离子含量增加，因此必须补充新鲜水，排出浓缩水，以维持含盐量在一定浓度，从而保证整个系统正常运行。补充水的量应弥补系统蒸发、风吹（包括飞溅和雾沫夹带）及排污损失的水量。循环水与补充水中含盐量之比，即为该循环水系统的浓缩倍数。在一定的循环冷却水系统中，只要改变补充水的含盐量，就可以改变循环水系统的浓缩倍数，而提高浓缩倍数是保证整个循环冷却水系统经济运行的关键。
冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水温升高、流速变化、蒸发、各种无机离子和有机物质的浓缩，onclick="g(‘冷却塔‘);">冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入，以及设备的结构和材料等多种因素的综合作用，会产生很多问题。
1、水垢附着
在循环冷却水系统中，碳酸氢盐的浓度随蒸发浓缩而增加。当其浓度达到过饱和状态，或经过传热表面水温升高时，会分解生成碳酸盐沉积在传热表面，形成致密的微溶性盐类水垢，其导热性能很差（≤1.16W/(m.K)，钢材一般为45W/(m.K)）。因此，水垢附着，轻则降低换热器传热效率，严重时，使换热器堵塞，系统阻力增大，水泵和onclick="g(‘冷却塔‘);">冷却塔效率下降，生产能耗增加，产量下降，加快局部腐蚀，甚至造成非正常停产。
2、设备腐蚀
循环冷却水系统中，大量设备是由金属制造，长期使用循环冷却水，会发生腐蚀穿孔。这是由多种因素造成的，主要有：冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀；有害离子（ Cl-和SO42-）引起的腐蚀；微生物（厌氧菌、铁细菌）引起的腐蚀等。
设备管壁腐蚀穿孔，会形成渗漏，或工艺介质泄露入冷却水中，损失物料，污染水体；或冷却水渗入工艺介质，影响产品质量，造成经济损失，影响安全生产。
3、微生物的滋生与粘泥
在循环水中，由于养分的浓缩，水温升高和日光照射，给细菌和藻类的迅速繁殖创造了条件。细菌分泌的黏液使水中漂浮的灰尘杂质和化学沉淀物等黏附在一起，形成沉积物附着在传热表面，即生物粘泥或软垢。粘泥附着会引起腐蚀，冷却水流量减少，进而降低冷却效率；严重时会堵死管道，迫使停产清洗。
综上所述，冷却水长期循环使用后，必然会带来结垢、腐蚀和微生物滋生问题。解决好这三个问题才能稳定生产、节约资源与能源，从而减少环境污染，提高经济效益。
三、循环冷却水处理技术现状
1、水垢的控制
循环水系统中最易生成的水垢是碳酸钙垢，水垢控制即是防止碳酸钙的析出，大致有以下几类方法。
⑴ 从补充冷却水中除去成垢的钙、镁离子
在补充水进入循环水系统之前进行软化处理，除去Ca2+、Mg2+，也就形不成水垢。目前常用的软化方法有两种：
一是离子交换树脂法，该法适于补充水量小的循环水系统间或采用；
二是石灰软化法，即投加石灰，使Ca(HCO3)2反应生成CaCO3沉淀提前析出。该方法成本低，适于原水（尤其是暂时硬度大的结垢型原水）钙含量高，补充水量较大的循环冷却水系统。
⑵ 加酸或通入CO2气体，降低PH值，稳定重碳酸盐
在循环水中加酸（通常为硫酸）或通入CO2气体，降低PH值，使下列平衡左移，重碳酸盐处于稳定状态。
加酸法目前仍有使用，关键是控制好加酸量，否则酸量过多会加速设备腐蚀。
通CO2气体同样应注意控制好PH值，否则循环水通过onclick="g(‘冷却塔‘);">冷却塔时，由于CO2的溢出，CaCO3在塔内结晶，堵塞填料，形成钙垢转移现象。该方法在某些化肥厂、化工厂及电厂等有CO2气体源的企业仍有推广使用的价值。
⑶ 投加阻垢剂
在循环水中投加阻垢剂，破坏CaCO3的结晶增长过程，以达到控制水垢形成的目的。目前常用的阻垢剂有聚磷酸盐、有机多元膦酸、有机磷酸脂、聚丙烯酸盐等，这也是目前应用最广的控制水垢的方法。
2、污垢的控制
控制污垢，可从下面几个方面努力：
⑴ 对补充水进行预处理，降低浊度
⑵ 做好循环水水质处理
⑶ 投加分散剂
可将粘合在一起的泥团杂质等分散成微粒悬浮于水中，随水流流动而不沉积，从而减少污垢对传热的影响，部分悬浮物还可随排污排出。
⑷ 增加旁滤设备
如果在系统中增设旁滤设备，控制好旁流量和进、出旁流设备的浊度，就可保持系统长时间运行下的浊度在控制指标内，减少污垢形成。
3、循环冷却水系统金属腐蚀的控制
循环冷却水系统金属腐蚀的控制方法常用的主要有以下四种：
⑴ 添加缓蚀剂
缓蚀剂是一种用于腐蚀介质中抑制金属腐蚀的添加剂，它用量少，不会改变腐蚀介质的性质，不需特殊投加设备，也不需对设备表面进行处理。因此，使用缓蚀剂是一种经济效益较高且适应性较强的金属防护措施。
在敞开式循环水系统中，常用的缓蚀剂有硅酸盐、钼酸盐、锌盐、磷酸盐、聚磷酸盐、有机多元膦酸、巯基苯并噻唑（MBT）、苯并三唑（BTA）和甲基苯并三唑（TTA）、硫酸亚铁、亚硝酸盐等，并且为了减轻环境富营养化的压力，目前更趋向于使用后面几种有机膦酸盐和低磷缓蚀剂。
⑵ 提高循环水的PH值
提高循环水的PH值，使金属表面生成氧化性保护膜的倾向增大，易于钝化，从而有利于控制设备腐蚀。
敞开式循环冷却水系统通常通过在onclick="g(‘冷却塔‘);">冷却塔内的曝气提高PH值，当水中和空气中的CO2达到平衡时，水的PH为8.5左右。
提高循环水的PH值后，不可避免的带来一些问题：循环水结垢倾向增大；设备腐蚀速度下降，但还不能满足要求；某些常用缓蚀剂失效。目前可通过添加专门为碱性冷却水处理开发的复合缓蚀剂来解决，例如：聚磷酸盐-锌盐-膦酸盐-分散剂、聚磷酸盐-正磷酸盐-膦酸盐-三元共聚物、有机多元膦酸-聚合物分散剂-唑类、多元醇磷酸酯-丙烯酸系聚合物、HEDP-PMA等。这些水处理剂的复合配方可发挥出除垢和防腐的综合作用，由于协同或增效作用，它比单一药剂的单一作用，效果更显著，这也是缓蚀剂的发展趋势。
⑶ 选用耐蚀材料的换热器
例如使用聚丙烯换热器或石墨改性聚丙烯换热器，但由于换热效果差，很少使用。
⑷ 用防腐涂料涂覆
通过防腐涂料的屏蔽、缓蚀、阴极保护及PH缓冲作用来保护设备不受腐蚀。
4、循环冷却水系统微生物的控制
循环水系统中微生物引起的腐蚀、粘泥及其生长的控制方法有：设备选用耐蚀材料；控制循环水中的氧含量、PH值、悬浮物和微生物的养料等水质指标；在防腐涂料中添加杀生剂，抑制微生物的生长；采取在冷却水水池加盖、onclick="g(‘冷却塔‘);">冷却塔的进风口加装百叶窗等措施，防止阳光照射；设置旁流过滤设备；对补充水进行混凝沉淀预处理以及颇有前途的噬菌体法等。
除上面所列方法之外，目前最有效和最常用的方法则是向循环水中添加杀生剂。杀生剂的种类很多，氧化性杀生剂有：氯、次氯酸盐、氯化异氰尿酸、二氧化氯、臭氧、溴及溴化物等；非氧化性杀生剂有氯酚类、有机锡化物、季铵盐、有机胺类、有机硫化物、铜盐及异噻唑啉铜等。
综上所述，上面介绍的是分类解决循环水系统问题的各种方法，在实际应用中需要根据原水水质、循环水水量及温升、补水水质和价格、使用循环水的换热设备材质和型式以及其他工况条件等实际情况，综合考虑经济效益和环境效益，选择适宜的除垢、防腐、控制微生物的方法结合在一起，制定出经济、实用、可行的循环水处理方案才能实现循环水系统的经济合理运行。但这些传统处理方法，不能从根本上解决盐浓缩引起的各种问题，并且投加各种水处理剂的操作系统复杂、药剂费用高，使循环水的总体浓缩倍数不高、运行管理成本很高。
四、循环冷却水处理和“趋零”排放新技术
1、技术目标
[1] 降低循环水系统运行费用，提高整体管理水平。
[2] 彻底解决水垢附着、设备腐蚀以及微生物的滋生与粘泥问题。
[3] 大量减少循环水系统排污水量和补充水量，提高浓缩倍数，实现“趋零”排污或少排污，节约水资源。
2、技术关键
设计一整套低费用水处理方案，降低循环水的浊度和总溶解固体，减少系统补水量，提高浓缩倍数，改善整体循环水的状况，降低处理费用，最后实现“趋零”排放和不使用化学药剂。
提高循环水的浓缩倍数，可降低补充水的用量，节约水资源，同时可降低排污水量，从而减少其对环境的污染，进而降低循环水处理成本。为了更好的说明这一问题，假设一循环冷却水系统，循环水量为10000m3/h，onclick="g(‘冷却塔‘);">冷却塔进出口水温分别为42℃和32℃，风吹损失占循环水量的0.1%，在不同浓缩倍数下该系统的运行参数计算值见下表。
3、技术路线
将原有循环水系统的排污水、生活污水、污水处理厂出水、工艺过程的假定净水进行处理，去除水的浊度，降低水的硬度和盐含量，并使处理出水的硬度低于新鲜水（天然水）的硬度，二者混合后作为进入冷却水池的补充水。配合LHE聚合物闭路运行一段时间后，循环水总体的硬度降低，系统浓缩倍数可逐步提高，循环水水质逐渐变好，新鲜水用量和排污水量不断减少，形成系统的良性循环。
在石油、化工、电力、钢铁等行业企业中，既有生产用水，也有生活用水，生产用水又分直接一次性用水和循环水。而循环水根据以上所述，是要有一定浓水排放，还有蒸发损失、风吹损失等，所以，对循环水系统要有补充水。现在多数企业的循环水是用新鲜水补充，生活污水和循环水浓水以及污水处理厂出水都按排污水排放了。如果把生活污水、循环水浓水、污水处理厂出水、工艺过程排放的假定净水进行处理后，用做循环水的补充水，从而节约新鲜水，在技术上是可行的，经济上也是有效益的。
在电厂中，由于被循环水冷却的介质是低温蒸汽，温度只有50℃左右，一般来说，在循环水系统中不会出现结垢现象，在实际运行中，出现较多的问题是含盐量增多、细菌滋生、灰尘等，只要将循环水排放的浓水进行脱盐处理，生活污水进行生化处理和过滤，再混入部分新鲜水作为循环水的补充水就可以了。该技术方案最主要的一条是：循环水浓水经过脱盐处理后，可以全部脱去硬度，含盐量低于新鲜水，浊度小于新鲜水，处理运行费用低于当地的新鲜水价格。生活污水生化处理和过滤后作为循环水补充水的运行费用也低于当地的新鲜水价格，从而能为企业取得一定的经济效益，而且随着国家对水资源价格和污水排放的控制，经济效益会越来越显著。
在炼油、化工企业中，由于被冷却的介质品种较多，有的介质温度高达200℃以上，加之循环水在换热系统中流量分配上，不可能设计得十分合理，造成部分换热器循环水温度过高，在换热器内结垢情况严重，系统运行中、后期，往往由于严重结垢而影响换热效果，造成部分产品温度降不下来，影响正常生产。在石油化工生产中，循环水突出的问题是在部分换热器中结垢严重，另外也存在运行中含盐量增高，细菌滋生等问题。所以在石油化工生产中，水处理的技术路线是：循环水系统的浓水、生活污水生化处理和污水处理场达标排放废水过滤脱盐后回用，对补充的部分新鲜水也进行脱盐、除硬度后使用，使整个循环水系统浓缩倍数大大提高，并且由于循环水的硬度较低，可大大降低换热器的结垢速率。在回用水的处理中，一次性投资1100元-1500元/吨污水（污水处理场达标废水），吨水运行费用0.5-0.8元/吨，吨水运行成本约1.2-1.5元/吨（包括设备折旧费、材料消耗费、大修基金等所有取费），但基本解决了结垢以及提高循环水浓缩倍数这个大问题，保证生产的正常性和长周期运行，其间接效益是很大的，何况在浓水、污水回用方面也有一定的经济效益。
4、技术分析
污水回用项目，关键在于流程的可靠性、出水的稳定性以及制水成本。就目前我国污水回用技术实际情况而言，对于上述污水进行深度处理以达到回用水质标准，有多种处理方法可拱选择，包括离子交换、电渗析法、反渗透法、纳滤、超滤和微滤、过滤以及絮凝、氧化等。
离子交换法主要用于去除水中离子化的物质，而生化处理出水COD值相对较高，且大部分为非离子型有机物,污水中的有机物与树脂活性基团的固定离子结合力很大，一旦结合就很难进行再生，严重影响再生效率和交换能力；另外，树脂抗Cl2、O2等氧化剂氧化性很差，因而不宜采用。
电渗析法以离子交换膜为介质，靠离子的选择透过性来分离水溶液中的某些物质。它是在离子交换技术的基础上发展起来的一项新技术，它去除的也是一些电解质物质，但回用率很低（50-60%）且运行成本很高，因此，电渗析法也不宜采用。
反渗透法是近20年来发展起来的膜技术，现己被广泛地用于水质除盐和污水治理等方面。该法专门用以分离水中的分子态和离子态溶解物质，其实质是向水溶液中施加巨大的压力，使溶剂水透过反渗透膜成为淡水，而溶质被阻留成为浓水，由此可达到两个目的，一是从含盐水中制取淡水；二是浓缩污水中的溶解态污染物质，处理后的污水或直接排放或重复利用。反渗透装置是以分子扩散膜为介质。以静压差为推动力来分离水溶液中的物质，与电渗析法相比，在经济上具有显著的优越性，电能效率较高、能耗低，相同进水条件下，反渗透法生产一吨淡水的能耗为电渗析法的五分之一至十分之一。
超滤和微滤亦属于压力推动的膜工艺系列，就分离范围而言，它补充了反渗透、纳滤和普通过滤之间的空隙。超过滤是对料液施加一定压力后，高分子物质、胶体、蛋白质、微粒等被半透膜所截留，而溶剂和低分子物质则透过膜。超过滤的分离机理主要是膜表面孔径筛分机理、膜孔阻塞的阻滞机理和膜面以及膜孔对粒子的一次吸附机理。一般来说，超滤操作的跨膜压差为0.2-0.7MPa，远远小于反渗透等膜法装置。但超滤装置不能脱盐，实现不了污水深度处理的目的。（分类范围见下图）
纳滤技术是近几年来发展起来的膜技术，采用ESNA系列高性能纳滤膜，膜材质为芳香族聚酰胺，可脱除污水中的有机物、细菌、病毒、盐类，操作压力0.3-1.0MPa。
具体工艺流程如下：
5、经济效益、环境效益和社会效益分析
由于循环冷却水占工业用水的比例很大，如某些化工企业的冷却水占总用水量的（90-95%），所以节约循环冷却水的新鲜水用量，可极大地缓解我国水资源短缺的矛盾，减少污水排放，可减轻周边环境的水体污染状况，这对保证环境经济的可持续发展，促进生态环境的良性循环，改善少数地区的人居环境状况有着重要的意义。
工业用水和污水排放量的减少，可缓解企业与企业、企业与居民之间对水资源的争夺矛盾和消除企业排污对农作物、居民饮水的不良影响造成的社会矛盾，这对维护社会的安定团结，促进经济发展和居民生活质量的提高，改善人居环境状况有举足轻重的作用。
6、技术应用前景
该技术在石油、化工、电力和冶金等循环水用量较大的行业有着广泛的应用前景。对某些石化企业，被冷却介质的温度较高，换热设备结垢现象严重，是束缚和困扰企业生产正常发展的一大障碍，应用此项技术的优势十分明显。
在我国北方大部分地区，用水水源主要是地下水，原水浊度低但含盐量较高，给生活和生产用水都带来很不利的影响。针对使用含盐量较高的地下水的一些工厂企业，若能利用该技术，首先对原水进行脱盐净化，供给生活用水，产生的生活污水再经处理后补给循环水系统，可最大限度地节约水资源，并提高水的利用价值，给企业带来极大的经济效益。
3、水回用效益分析
若地方水资源价格为1.5元/吨水，排污费为0.5元/吨水，则回用吨水效益为：1.43元/吨水。年均水处理回用创造利润为350万元，设备投入运行后，2—3年可全部收回成本。
综上所述，提高全民的节水意识，节约使用新鲜水，是我国国民经济持续发展的需要，工业循环水的浓水、生活污水、污水处理厂出水、工艺过程的假定净水回用，是工业生产中提高水的重复利用率的必经之路，并且在废水回用中给企业带来一定的经济效益。
