一种用于稳定循环水水质的方法及设备与流程

本发明涉及循环水水质稳定领域，具体而言，涉及一种用于稳定循环水水质的方法及设备。

背景技术：

随着工业生产的发展，用水量越来越大，很多地区已经出现供水不足的现象，因此合理和节约用水已经成为发展工业生产中的一个重要问题，循环冷却水的工业应用彻底解决了用水的问题，以达到了节约用水的目的。

现如今工业上为了达到节水的目的，循环水追求高浓缩倍数运行状态，但是高浓缩倍数运行势必导致循环水碱度、硬度高，将导致水中成垢物质沉积，水中溶解氧和腐蚀性离子的增加以及滋生的菌藻所产生的生物淤泥成倍增加，对循环水换热设备污堵、腐蚀结垢危害严重，轻则整套生产装置被动停车清洗，重则使设备腐蚀穿孔而报废，给安全生产带来极大隐患。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种用于稳定循环水水质的方法，所述方法具有彻底地降解进入循环水的污染物，使污染物不再产生积累性破环作用，让循环水保持长周期稳定的高浓缩倍数运行状态，提高其抗冲击程度，系统运行更加稳定。

本发明的第二目的在于提供一种用于稳定循环水水质所用的设备，所述设备的各组件均为常用装置，来源广，占地面积小，设备投资少，易操作以及绿色无污染等优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明实施例提供了一种用于稳定循环水水质的方法，其具体实施方案包括：如循环水水质需稳定处理时，将从生产装置中流出的循环水经过加药、净化处理后，再返回生产装置中进行回用；

其中，加药处理所用的加药剂主要由以下组分组成：以质量份数计，阻垢剂1-2份、灭菌剂2-3份以及剥泥剂1-2份。

本发明通过将加药处理以及净化处理进行有机结合操作以实现污染物的降解以及阻拦其进入循环水中，从而可以保证循环水在高浓缩倍率状态下运行。现有的生产装置为了一味的追求节水降耗，以及降低生产成本，循环水常常保持在高浓缩倍率状态下运行，但是这样操作势必会导致循环水中的碱度、硬度高，将导致水中成垢物质沉积，水中溶解氧和腐蚀性离子的增加以及滋生的菌藻所产生的生物淤泥成倍增加，对循环水换热设备污堵、腐蚀结垢危害严重，轻则整套生产装置被动停车清洗，重则使设备腐蚀穿孔而报废，酿成比较大的安全事故，给生产带来很多不安定因素。虽然现有技术中也有相关稳定循环水水质的技术，通过加药剂或者增加净化设备等手段来调节循环水的水质，但是收效甚微，还是不能保证循环水在太高的浓缩倍率下运行，否则会有一定的安全隐患。

本发明的稳定循环水水质的技术，将稳定循环水的操作方法更加标准化，而且还特意限定了所加药剂的种类以及各个组分的具体用量，这些方案均是发明人通过大量实践所获得的，通过采用本发明的方法不但稳定了循环水的水质，还能保证循环水在高浓缩倍率 状态下运行，其高浓缩倍率的极限值可达16-22倍(按钾离子浓度计算)，可以取消清洗、置换、预膜、排污、冲击性杀菌等传统处理工艺，大幅度减少大检修时换热设备检修台班费用，如此之高浓缩倍率状态下运行是现有稳定循环水的技术万万达不到的。

其中，本发明所采用的加药剂主要由阻垢剂1-2份、灭菌剂2-3份以及剥泥剂1-2份组成，更优为阻垢剂1.5-1.8份、灭菌剂2.2-2.8份以及剥泥剂1.2-1.8份(均是以质量份数计)。阻垢剂是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂，较优的阻垢剂种类可以选择有机磷酸盐类、聚羧酸类以及复合阻垢剂中的一种或几种的组合，添加量还可以为1.1份、1.2份、1.3份以及1.6份。灭菌剂是一种用于消毒要求较高能杀灭包括细菌芽孢、真菌孢子在内的各种微生物的化学高效消毒剂，较优的灭菌剂种类可以选择次氯酸钠、二氧化氯、高锰酸钾中一种或几种的混合，高锰酸钾具有强氧化吸附效果，是强氧化剂，消毒杀菌效果甚好，杀菌剂的用量还可以是2.1份、2.3份、2.4份以及2.5份。剥泥剂能快速渗透到粘泥菌胶团中，氧化分解释放出气泡，结合杀菌剂和阻垢剂的作用，使粘泥脱落后随水流排出，达到强力剥离和清洗的目的，使表面清洁，从而防止垢下腐蚀，其用量还可以是1.1份、1.2份、1.3份以及1.6份。

这三种药剂的特定选择共同组成本发明的加药剂，每一种药剂的加量需要严格控制，不能加量过大否则会起到适得其反的作用，反而加重循环水的负担，加量太小又会达不到除垢杀菌的效果，因此需要控制在合适的加量范围内，这些药剂以及用量的选择均是发 明人通过大量的创造性劳动才得到的，不能加量过大也不能加量过少，更不能缺少任何一种组分不添加。

在本发明中，加药处理后还要经过净化处理，优选净化处理包括多介质过滤处理、离子交换膜处理、渗透膜处理中的一种或几种方法的结合。其中，离子交换技术是借助固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除废液中某些影响硬度的离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作，离子交换是一种可逆的等当量交换反应。渗透膜技术无论是正渗透膜还是反渗透膜技术均对够达到对水进行精制净化的作用，所谓正渗透技术是在半透膜两侧产生的渗透压差为驱动力下，水分子自发的从高盐水向汲取液渗透的过程，而主要产生动力源的物质为汲取液，该浓缩处理方法的优点是不需要高压泵便可运行，并且在能耗小于热法的情况下，能够有选择性的去除水中溶解的物质。这些特点保证正渗透浓缩技术具有更高的抗污染性能，并且相对与已有的脱盐工艺而言，这种技术的能耗和化学药剂的消耗更低。能保证正渗透膜与反渗透膜具有相似的脱盐率。多介质过滤处理本身技术含量低，成本低也比较常用，适合水质状况比较良好又对水质要求不高的用户，利用每种净化技术的自身特点进行有机结合以达到净化循环水，实现循环水可循环再利用的目的，这种有机结合的方式是值得广泛推广应用的，弥补了现有技术中没有这种结合方式的空白。

值得注意的在于，在净化处理后还包括在循环水中加入质量百分比浓度为98％以上的浓硫酸的步骤，加浓硫酸的目的是为了降低循环水的碱度和pH值，使循环水中的Ca²⁺，Mg²⁺碳酸盐转化为硫酸盐，可以避免循环水不结垢，并进一步提高循环水的浓缩倍率，添加浓硫酸比不添加浓硫酸工艺其浓缩倍率可继续提高4-5倍，可 见采用加酸调节pH值的高浓缩倍数处理方案要比pH值自然平衡的低浓缩倍数处理方案具有更好的经济效益。

本发明实施例除了提供了一种用于稳定循环水水质的方法，还提供了与之配套的设备，包括：加药系统、净化系统、循环水场以及生产装置；所述加药系统的一端连接所述净化系统，另一端连接生产装置，所述循环水场的一端连接净化系统，另一端连接生产装置用于稳定水质后的循环水的输送。

本发明实施例提供的所述设备的各组件均为常用装置，来源广，占地面积小，设备投资少，易操作以及绿色无污染，设备中每个部件均属于常见化工机械设备，可通过市售获得，配合用于稳定循环水水质的方法实现纯绿色无污染零排放操作，管口以及管路布置合理，全程可实现自动化控制无需人看守，节省人力，降低投资成本，自动化控制可以采取PLC、DCS系统进行控制。

优选地，还包括污水处理系统，污水处理系统与净水系统连接用于将经过净化处理过后的污水进行进一步处理。

优选地，污水处理系统与循环水场连接用于将污水处理后的水作为补充水补充到循环水中，通过流经补充水管道以实现补充水的供给，这样将污水处理后的补充水直接补充到循环水中，不用额外使用新鲜水做补水，这样无形之中降低了操作成本，也省去了额外管道的布置，也降低了设备造价成本，回用污水后，可以实现氯离子1000mg/L、钙离子3000mg/L的超高浓缩倍数状态，装置可以极限浓缩倍数运行。

优选地，还包括晾水塔，所述晾水塔的一端与循环水场连接，另一端与生产装置连接。正常运行循环水的水质不需要稳定化处理 时可通过晾水塔实现循环水的温度降低后循环使用。整个设备系统中还包括用于添加硫酸的硫酸加药罐。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明采用特殊的加药组合剂以及净化处理对循环水场的净化体系进行特别设定，使系统具备有效处理污染物的能力，抵抗补充水水质波动的耐受度大于普通的常规水处理工艺，彻底地降解进入循环水场的污染物，使污染物不再产生积累性破环作用，让循环水场保持长周期稳定的高浓缩倍数运行状态。提高其抗冲击程度，系统运行更加稳定；

(2)通过采用本发明的技术可有利于循环水装置在泄漏背景下的污水回用行为正常运行，有效控制循环水场物料泄漏后的危害，彻底解决泄漏污染问题，处理过程不清洗、不置换、不预膜、无冲击式杀菌。常年取消检修期的清洗、预膜、置换补水、置换排水，彻底取消由此产生的药剂与新鲜水的消耗。确保回用污水后、于常规技术相比、在同等泄漏背景下、循环水的综合运行成本不增加，节水效果非常显著，对回用污水的水质要求比较低，甚至可以直接回用边沟污水；

(3)本发明的技术可以实现循环水场具有高盐分耐受度，并减少工艺排污约80％，实现长周期运行，满足生产装置长周期运行需要，减少生产装置检修费用，增加装置生产产品的运行时间，可实现循环水场超高浓缩倍数稳定运行，10倍以上，基本接近零排放；

(4)高浓缩倍数节水多功能型工艺的投资回收期一般在半年左右即可见成效，安全、经济，且免清洗、免预膜、免置换，循环水排放量极低，水场可确保持续365天全年度稳定在超高浓缩倍数运行，为企业实现高产能、低消耗、节水、减排目标奠定基础；

(5)采用本发明的稳定水质的方法后，有效减少了工艺生产装置的泄漏情况，穿孔类泄漏发生概率较小，且放大速度很慢，可有效降低循环水装置管理工作量；

(6)可以实现氯离子1200mg/L、钙离子4000mg/L、电导率8000μm/cm、浓缩倍数大于20倍的超高浓缩倍数状态，基本不排水，生产装置可以在循环水处于极限浓缩倍数背景下安全、高效、低耗地运行，具有节水环保的实际意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例一的用于稳定循环水水质的设备结构图；

图2为本发明实施例二的用于稳定循环水水质的设备结构图；

图3为本发明实施例三的用于稳定循环水水质的设备结构图；

附图标记：

101-循环水场； 102-晾水塔；

103-净化系统； 104-加药系统；

105-生产装置； 106-泵房；

107-污水处理系统； 108-浓硫酸加药罐；

109-补充水管道。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

稳定循环水水质的工艺流程如下：

正常运行时，循环水场101中的循环水通过晾水塔102自上而下进行汽水换热降温后，经冷却水给水管线送入生产装置105中，当在生产装置105中经过有效利用水温升高后，又会返回晾水塔102进行降温换热处理，从而实现循环水的反复循环利用。而为了控制循环水流经的管道和热交换设备避免腐蚀、结垢，必须对循环水进行稳定水质处理。当循环水需要稳定水质处理时，从生产装置105中输送出来的循环水先经过加药系统104，加药系统104的加药剂由有机磷酸盐类以及复合阻垢剂共1.5kg、灭菌剂2.2kg以及剥泥剂1.2kg配制而成，加药处理后经过净化系统103，净化系统103主要由多台多介质过滤设备组成，净化处理后的循环水进入循环水场101中，通过泵房106中的多台循环水泵输送至生产装置中，从而完成整个水质稳定处理过程。具体设备结构图如附图1所示，此技术的应用可保证循环水系统在浓缩倍数为16-18倍之间运行，减少工艺排污高达80％。

实施例2

稳定循环水水质的工艺流程如下：

正常运行时，循环水场101中的循环水通过晾水塔102自上而下进行汽水换热降温后，经冷却水给水管线送入生产装置105中，当在生产装置105中经过有效利用水温升高后，又会返回晾水塔102进行降温换热处理，从而实现循环水的反复循环利用。而为了控制循环水流经的管道和热交换设备避免腐蚀、结垢，必须对循环水进行稳定水质处理。当循环水需要稳定水质处理时，从生产装置105中输送出来的循环水先经过加药系统104，加药系统104的加药剂 由阻垢剂1kg、灭菌剂2kg以及剥泥剂1kg配制而成，加药处理后经过净化系统103，净化系统103主要由多台反渗透膜装置以及正渗透膜装置组成，净化处理后的循环水进入循环水场101中，通过泵房106中的多台循环水泵输送至生产装置中，而净化处理后的污水会进入污水处理系统107进行进一步处理，从而完成整个水质稳定处理过程，在循环水循环利用过程中会有损失此时可选择采用新鲜水补充，本方案直接采用污水处理系统处理过的水通过补充水管道109补充进入循环水中，既节省了经济成本也对污水进行了再利用实现了零排放。具体设备结构图如附图2所示，此技术的应用可保证循环水系统在浓缩倍数为16-18倍之间运行，减少工艺排污高达80％。

实施例3

稳定循环水水质的工艺流程如下：

正常运行时，循环水场101中的循环水通过晾水塔102自上而下进行汽水换热降温后，经冷却水给水管线送入生产装置105中，当在生产装置105中经过有效利用水温升高后，又会返回晾水塔102进行降温换热处理，从而实现循环水的反复循环利用。而为了控制循环水流经的管道和热交换设备避免腐蚀、结垢，必须对循环水进行稳定水质处理。当循环水需要稳定水质处理时，从生产装置105中输送出来的循环水先经过加药系统104，加药系统104的加药剂由阻垢剂聚羧酸类2kg、灭菌剂高锰酸钾3kg以及剥泥剂2kg配制而成，加药处理后经过净化系统103，净化系统103主要由多台多介质过滤设备以及离子交换膜装置组成，净化处理后的循环水进入循环水场101中，通过泵房106中的多台循环水泵输送至生产装置中，而净化处理后的污水会进入污水处理系统107进行进一步处理， 从而完成整个水质稳定处理过程，在循环水循环利用过程中会有损失此时可选择采用新鲜水补充，本方案直接采用污水处理系统处理过的水通过补充水管道109补充进入循环水中，既节省了经济成本也对污水进行了再利用实现了零排放。为了进一步降低循环水的碱度和pH值，通过浓硫酸加药罐108往循环水场101添加硫酸。具体设备结构图如附图3所示，此技术的应用可保证循环水系统在浓缩倍数为18-22倍之间运行，减少工艺排污高达80％以上。

实施例4

其他步骤与本发明的实施例3基本相同，只是加药系统104的加药剂由阻垢剂有机磷酸盐类1.8kg、灭菌剂二氧化氯2.8kg以及剥泥剂1.8kg配制而成，此技术的应用可保证循环水系统在浓缩倍数为18-22倍之间运行，减少工艺排污高达80％以上。

本发明的用于稳定循环水水质的设备可以实现氯离子1200mg/L、钙离子4000mg/L、电导率8000μm/cm、浓缩倍数大于20倍的超高浓缩倍数状态，基本不排水，生产装置可以在循环水处于极限浓缩倍数背景下安全、高效、低耗地运行，具有节水环保的实际意义。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。