[发明专利]臭氧处理冷却循环水水质的微生物指标控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种循环冷却水处理技术，尤其涉及一种臭氧处理冷却循环水水质的微生物指标控制系统。

背景技术

结垢、腐蚀现象是使用循环冷却水的热交换设备系统中最常见的问题，将危害设备的运行。开放式冷却塔在工作过程中不断蒸发水带走热量，不但使水中存在的许多物质浓缩，而且将大气中污染成份、尘土、微生物等不断带入水中，如果不能控制好循环冷却水的水质，就很快会使热交换设备(各类冷冻机，空压机等)的工作效能降低，管道阻塞，能耗大幅度增加，也可引起设备腐蚀，缩短使用寿命，造成很大经济损失。同时由于适宜的水温，滋长大量细菌，特别是产生致病菌(如嗜肺军团菌)对公共卫生造成很大威胁。

目前通常采用化学药剂法与物理法缓解循环冷却水的以上问题。药剂法在主要采用许多不同试剂与水中离子络合以缓解结垢，调节酸碱度以防止腐蚀，以杀菌剂消毒灭菌，但由于这些药剂相互有影响，水的结垢倾向与腐蚀倾向又是相互矛盾的，即倾向于结垢的水通常不倾向于腐蚀，反之亦然，因此分别调节结垢倾向和腐蚀倾向很难兼具平衡效果。实践上还通过排放来改善循环冷却水的化学成分，当电导提高到一定程度实行排放与补充。当补充水电导高、或硬度大的时候，用加药法处理是困难的。药剂法不能很有效杀菌，并因为会产生抗药性而失效，必需经常更换药剂。由于药剂法长期使用大量含磷、锌、氯，氮的一类物质，即使排放时水中浓度达标，但从污染的总量控制要求来看，成年累月成吨地药剂排出显然是对环境水体构成不可忽视的危害。特别需要指出的是研究已证实：循环水中的结垢与腐蚀现象的发生，主要是由于大量微生物的存在引起的。生物淤泥可以将水中所有的无机物：碳酸钙，灰尘，锈蚀产物等牢牢“粘结”在一起成为硬性的污垢，包覆于换热设备金属表面与管道，这种既有生物污垢，又有无机物的污垢传热性能非常低，达到1毫米厚度即可使能耗增加30％左右。在污垢下面还可滋长大量的引起严重腐蚀的微生物，如噬铁菌，硫还原菌，硝化菌等，设备发生深度点蚀就是微生物腐蚀引起的。由于生物膜的存在，微生物可以获得营养和保护，这又使药剂的效果被大大降低。但加大药物浓度就是加大了排放污染程度。

由于存在上述种种问题，采用化学试剂法来处理循环水的缺陷是显而易见的。

药剂法的监控主要是依据水的化学成分，如：钙、镁、总碱、氯等含量及酸碱度(PH)和电导值来控制水的排放与补充。但是，如前所述，这些指标未必能准确全面反映水的水质。

物理方法主要用于阻垢，它是使用磁场穿透水中，或用电解法，使形成垢的离子处于受水分子包围的状态，分散为小的结晶或改变晶型，不易在设备表面形成硬结垢。但是实际应用中发现对水质有较高要求，去垢效果有局限性，对腐蚀与微生物的杀灭有效性不明显。

臭氧法处理循环冷却水是近十年来开始趋于成熟的新技术。通过对循环水中注入溶解的臭氧，在水中产生氧化性很强的OH等游离基，它们与水中的微生物，化学分子发生反应达到净化、消毒目的。通过适当的设计，臭氧法作为无化学药剂法的水处理，同时实现阻垢，防腐蚀，杀菌等效果。

九十年代以来国外在应用臭氧处理冷却水方面已积累了一些基本经验与研究结果。在这一领域中应用臭氧法已被证明为安全、有效、无污染的清洁技术。实践上采用ORP(氧化还原电位)控制臭氧的发生量，依据水的电导、钠、氯、钙、镁和总碱度(POSI指数，实用臭氧结垢指数)与细菌等指标，以手动操作进行排放与补充循环水。POSI是在臭氧处理条件下，冷却循环水中不发生结垢可以被浓缩的最大程度，也可称为水的循环次数，数值上为浓缩后的循环水电导值与补充水电导值之比。它是在稳定的工作与环境的条件下，对循环终点的一种可操作的经验估计，但是POSI并不能反映循环水在多变的运行过程中水质是否需要及时调整(例如，当补充水的水质在运行中发生变动时)，因此采用POSI指数作为自动监控存在一定缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种臭氧处理冷却循环水水质的微生物指标控制系统，它可以始终保持对循环水水质结垢、腐蚀与无污染排放的控制，对运行中变动的水质经常性有效监控。