[实用新型]用于循环冷却水自动处理和排污水回用的集成设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于全自动控制循环冷却水水质和深化处理循环冷却水以达到回用目的的一体化集成设备。

背景技术

循环冷却水浓缩倍数指总矿物质在冷却水中的含量与在补水中含量的比值，也可表示为冷却水补水总量与排污总量(包括排污，泄漏，飞溅等)的比值。

循环冷却水系统在运行中，通过蒸发部分冷却水以达到降温的目的。由于蒸发的是纯水，被蒸发的冷却水中含有的矿物质继续留在冷却水中，这导致冷却水中矿物质浓度不断升高，即浓缩倍数不断提高。当冷却水中矿物质的浓度达到一定比例，必须排放部分冷却水以避免结垢，腐蚀、沉积和微生物的孳生等一系列问题。排放冷却水的量决定浓缩倍数，排放的量大则浓缩倍数低，反之，排放冷却水的量小则浓缩倍数高。

我国工业用水中的70～80％为循环冷却水补水，国标《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007中已将循环水浓缩倍数从平均3倍(1995年标准)提高到5倍，能够节约冷却水总用量16.7％，以2004年用水量计，全国可节约176亿吨水。另外，还有的间接效益是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。因此，准确、快速、在线地将循环水浓缩倍数控制在合理的范围内是实现节水减排，保护环境中的重要环节之一。

通过投加水处理化学品如阻垢剂和分散剂可以提高较大幅度冷却水中矿物质的溶解度，以防止这些矿物质如碳酸钙，硅酸镁等结垢。但是当水中会导致结垢的矿物质达到一定总量，如钙离子+碳酸氢根达到1100ppm(以碳酸钙计)，即使投加阻垢剂也不能防止如碳酸钙结垢产物的形成，就进行必须排污。所以在GB50050-2007《工业冷却水设计规范》中，要求冷却水水质钙离子+碳酸氢根<1100ppm(以碳酸钙计)。如北京市西城区市政自来水钙离子+碳酸氢根约为450ppm(以碳酸钙计)，用作冷却水补水时，当冷却水浓缩倍数约为2.4-2.5倍时就达到钙离子+碳酸氢根>1100ppm(以碳酸钙计)，这是就必须排污，无法达到国标要求的浓缩倍时不应低于3倍，不易低于5倍的标准导致用水量极大的增加。

为此，传统的方式是通过对水质进行软化处理以降低硬度，或者加酸以降低碱度的方式，保证钙离子+碳酸氢根<1100ppm(以碳酸钙计)，以提高浓缩倍数和减少排污水量。但这些处理方式都面临处理费用过大，提高浓缩倍数有限等问题。除此之外，加酸还有腐蚀冷却水系统金属和操作危险的问题。

为实现冷却水排污的回用，传统采取技术包括冷却水进行过滤的处理做为中水用于绿化或冲洗；冷却水经过弱酸阳离子处理回用冷却水和经过膜过滤处理回用等方式。在本专利中使用反渗透膜处理回用。

但冷却水运行条件较差，水质中污染物如微生物，不溶解固形物和矿物质较多，会很快污染深度处理的反渗透系统，使系统失效。所以需要对冷却水进行良好处理，以使其水质达到深度处理系统的进水要求。

在循环冷却水运行的过程中，由于运行的环境、温度和冷却水中的离子不断浓缩，循环冷却水系统会发生以下问题，诸如：结垢和腐蚀；微生物、细菌和污垢；由此会影响循环冷却水系统的正常运行，使工厂生产工艺运行的用水量，能源和维护成本上升，严重的话，会导致生产工艺的停机。所以，在循环冷却水运行中，需进行水处理，投加缓蚀阻垢剂和杀菌剂。

目前，我国水处理药剂的质量和功能与国外同类产品相比基本相同，但在水处理药剂自动投加和控制及循环冷却水自控管理水平上还有差距。在循环冷却水运行中，水处理化学品的自动投加和监控是系统正常运行的关键。若水处理化学品投加不足会导致循环冷却水系统发生结垢，腐蚀，微生物的问题；而若过量投加又会导致药剂浪费，运行成本增加，及磷酸垢沉积的问题。水处理药剂应在循环冷却水中保持稳定的剂量，以保护系统免于结垢，腐蚀，微生物及沉积的问题。现在的加药控制方式均为根据经验值定量投加，投加后取样回实验室分析水样中药剂有效含量，再根据分析结果调整加药量。上述水处理化学投加方式的不足是：药剂投加和调整方式均不能稳定控制药剂在冷却水中的含量，随着生产负荷的变化，环境温度的变化和其他因素影响，及冷却水系统蒸发和排污量变化，受上述因素影响，按照现有定量投加水处理化学品会经常超过或低于循环冷却水系统正常所需药剂剂量，从而造成各种问题。