[发明专利]高硬高碱循环冷却水系统水质稳定化联合处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种高硬高碱循环冷却水系统水质稳定化联合处理系统及方法，方法包括以下步骤：步骤01，调查检测循环冷却水系统的基本参数和补充水的基本参数；步骤02，选取电化学水垢去除设备的类型，并确定数量；步骤03，确定超声波装置的类型，并确定数量；步骤04，确定胶球清洗装置的类型和数量。本发明的联合处理方法将传统的循环冷却水物理清洗方法有机结合，可提高循环水系统的浓缩倍数，减少排污水量，具有显著的经济性，且不会破坏换热器管表面的保护膜，不会引起换热器管的腐蚀。

技术领域

本发明属于循环冷却水处理领域，具体涉及一种高硬度、高碱度循环冷却水系统水质稳定化联合处理系统及方法。

背景技术

循环冷却水系统的稳定运行对于保证企业安全稳定生产具有十分重要的意义。现有的循环冷却水系统存在的主要问题在于：换热器及管路系统中的水垢沉积、腐蚀、菌藻滋生及由此而造成的循环水换热效能下降与能耗增加。因此，亟待解决的问题在于：控制水垢沉积、减缓腐蚀发生及消灭菌藻。

另外，水资源的紧缺已经成为制约工农业生产的关键因素。在水资源匮乏地区，大量品质很差的水被做循环冷却水系统的补水，其中循环冷却水的高硬度、高碱度使得常用的传统方法无法进行有效的循环水水质稳定控制。与此同时，国家及地方的环保政策越来越严格，循环冷却水系统的污水外排受到较大的限制，需要相应的技术方案来提高循环水的浓缩倍数，提高水资源利用效率，减少排污水量。

现在市场上存在大量用于循环冷却水系统的水质稳定化控制的处理方法，例如：物理清洗法、化学清洗法、化学药剂法、电化学法、超声波法、高压静电阻垢技术、磁化及电磁处理法等。上述方法各有优缺点，但都能从一定程度上对于循环水水质稳定起到一定的作用。由于前述环保政策与标准的限制，目前使用最为广泛的化学药剂法在未来发展过程中会受到较大的限制。类似于电化学法、超声波法及物理清洗法等不会给循环冷却水系统带入新的污染物质的方法是更有发展前景的循环冷却水处理技术。

电化学除垢阻垢技术属于典型的主动式除垢阻垢技术。其优点在于能够将水中的成垢离子以水垢沉积的方式从水体中析出，由此使得循环冷却水的浓缩倍数提高，减少排污水量及补水量，节约水资源。与此同时，电化学反应器中的阳极在反应过程中能够产生大量的强氧化性活性物质，使得该技术对于循环冷却水系统的微生物及藻类也具有较好的杀灭及抑制作用。该技术的缺点在于单机处理能力有限，适用于硬度小于等于550mg·L^-1(以CaCO₃计，下同)的情况；当循环冷却水硬度过高时，需要电化学处理设备的数量较大，工程投资较高，相比于其余处理方法并不具有显著的经济性。与此同时，该技术对于硫酸盐水垢及硅酸盐水垢并无处理效果，当水体中存在硫酸根或硅酸根离子并产生硫酸钙或硅酸钙类型的水垢时，需要选择其它的处理办法。

超声波除垢技术是通过超声波作用清除换热管内外壁上沉积的垢层以及防止垢晶体沉积在换热管内外壁上的一种物理除垢方法。超声波除垢是利用强声场处理换热器内的流体。超声波在液体内传播时强声场会产生空化效应、机械剪切效应、活化效应以及抑制效应，使换热器内的垢发生物理变化和化学变化。在超声波声场的作用下，能够使原来沉积的垢内部产生大量的空洞，垢的结构从致密变得疏松直至脱落、并逐渐消失，同时超声波还可以阻止垢的沉积。超声波不仅能够清除换热器及换热管内沉积的垢，而且对预防换热器及换热管内结垢有良好的效果。与此同时，该技术属于物理除垢阻垢方法，对于碳酸盐水垢、硫酸盐水垢及硅酸盐水垢等均具有较好的效果。该技术的缺点在于无法将循环水中的成垢离子去除，水体结垢倾向仍然不变；当水体硬度较大时，阻垢效果较差；无法提高循环水系统的浓缩倍数，没有节水及减排效能。