臭氧协同膜处理的循环冷却水处理系统的制作方法

本发明涉及一种循环冷却水的处理系统，具体来说，是一种臭氧协同膜处理的循环冷却水处理系统，属于循环冷却水处理技术领域。

背景技术：

在电力、化工、电子等工业领域的生产设备及公共建筑中央空调系统中均需使用循环冷却水，目前主要采用加药(剂)法进行处理。用臭氧处理循环冷却水是一种新技术，可充分减少乃至消除化学物的使用和排放，有利于环境保护；还能在较高浓缩倍数下仍保证阻垢、缓蚀、杀菌、灭藻的效果。

浓缩倍数越高，水的循环利用率越高，所需补充水越少，排污水也越少，从而有利于企业节水减排、降本增效。但随着浓缩倍数增高，水中硬度增加，碳酸钙等固体物质达到饱和，会产生析出物，若不加处理、任其积累，会影响循环冷却水系统的正常运行。

具体来说，臭氧处理循环冷却水的系统，在高浓缩倍数时，碳酸钙、碳酸镁等会发生饱和析出，但是由于臭氧的作用，系统中不会存在生物垢，这些因过饱和析出的化学固体物质，不会粘结在管壁上，因此不会影响热交换效率。但这些析出物将会在系统中悬浮存在，通常会在水流速缓慢的地方如冷却塔池底、流速突变的区域发生沉积。

目前现有技术对于这种悬浮物的沉积没有很好的处理办法，只能采用定期排放的方式将悬浮物及冷却水一同排放，来缓解某些关键部位累计带来的堵塞的问题，这种方式会导致排放量较大，浪费水源，增加成本，造成一定污染，同时需要对冷却水循环系统进行停机，影响生产。

技术实现要素：

本发明的目的是：解决臭氧处理循环冷却水过程中因提高浓缩倍数带来的析出物累积，从而造成某些关键部位累积带来的堵塞等问题，需建立自动监控手段和自动处理措施，确保循环冷却水系统的正常运行。

本发明采取以下技术方案：

一种臭氧协同膜处理的循环冷却水处理系统，包括反渗透膜系统、智能控制系统、臭氧水处理系统；循环冷却水系统包括热交换设备、冷却塔、循环水池、循环水动力机构，四者形成冷却水的循环；所述臭氧水处理系统设置在循环管路上，取循环水的3％～5％水量作为旁路处理，向所述循环冷却水系统中添加臭氧；所述反渗透膜系统与所述塔下水池首尾连接，形成反渗透膜处理水回用循环；所述智能控制系统作为整个循环冷却水处理系统的控制中心，分别与臭氧水处理系统、反渗透膜系统电连接。

进一步的，还包括蒸发系统，所述蒸发系统设于反渗透膜系统之后，将蒸馏水回用至所述循环水池，并析出晶体。

进一步的，所述反渗透膜系统通过浓水电磁阀与低质用水系统连接。

更进一步的，所述反渗透膜系统包括依次连接的收集池、预处理系统、膜处理系统，所述收集池与循环水池排放端连接，所述膜处理系统与循环水池回用端连接。

更进一步的，所述未处理系统之后设有用于测量含盐量的电导率传感器tds、浓水电磁阀；所述反渗透膜系统设有反冲洗压力传感器pi、反冲洗电磁阀；所述臭氧水处理系统上设有臭氧浓度监测传感器orp；所述智能控制系统与所述浓水电磁阀、电导率传感器tds、反冲洗压力传感器pi、反冲洗电磁阀、臭氧浓度监测传感器orp、臭氧发生器电连接。

智能控制系统实时接收臭氧浓度监测传感器orp的臭氧浓度信号，从而实时自动控制臭氧发生器的功率；智能控制系统实时监测反渗透膜系统中压力传感器的压力信号，并实时控制反冲洗阀门的开闭；智能控制系统实时监控电导率传感器tds检测的含盐量数据，并实时控制浓水电磁阀的开闭，为低质用水系统供水，进一步提升冷却水的利用率。

本发明的有益效果在于：

1)采用臭氧进行冷却水处理，阻止结垢，提高热交换效率，减少电耗；

2)达到阻垢和防腐平衡，避免垢下蚀；

3)稳定生产，提高产能，减少停产检修；可以实现采用臭氧处理的循环冷却水系统的连续工作，最大程度的减少停机的次数，提高了生产效率。

4)提高浓缩倍数，配合反渗透膜系统，实现节水、冷却水零排放；

5)延长热交换设备(冷却水使用设备)寿命10％-15％，减少设备更换、维修费用。

6)节约补充水并减少排污水，降低后续排污水处理的投资和运营成本；协同其他技术(膜技术、蒸发结晶技术)处理排污水，可实现进一步节水和零排放。

7)解决臭氧处理循环冷却水过程中因提高浓缩倍数带来的析出物累积，从而造成某些关键部位累积带来的堵塞等问题。

8)智能控制系统通过多个传感器和控制器控制系统的稳定运行，设计巧妙，考虑细致。

9)建立了一套完整的自动监控手段和自动处理措施，确保循环冷却水系统的正常运行。

附图说明

图1是本发明臭氧协同膜处理的循环冷却水处理系统的实施例一的示意图。

图2是本发明臭氧协同膜处理的循环冷却水处理系统的实施例二的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

臭氧是一种强氧化剂，在一定浓度下可迅速杀灭水中的生物菌；臭氧分解产生的氧原子能与铁离子反应，使铁管表面形成致密的γ-氧化铁钝化膜，对系统起到缓蚀作用；臭氧能氧化分解垢基质中的有机物，使垢变松并脱落，达到阻垢除垢目的。臭氧作为水处理剂，具有操作简单，杀菌能力强，提高浓缩倍数，节水减排，又不存在二次污染等优点，对循环水的缓蚀、阻垢、杀生等方面均有良好的效果。

反渗透膜系统主要是用于去除循环排污水中的盐分、胶体及杂质等，去除率可达98％，产水作为补充水，全部回用到循环水系统中，浓水经蒸发浓缩，结晶体与水分离综合利用或处置，蒸馏水全部回用，完全实现零排放。

对比实施例：

原循环冷却水系统为：冷却水由循环水泵泵入换热设备，经过换热后，输送至冷却塔，经过冷却塔与空气接触降温后，自由落至下部循环水池，重新开始下一个循环。

实施例一：

参见图1，升级改造系统为：取循环水的3％～5％水量作为旁路处理，经过气水混合系统，将臭氧气体与旁流水充分溶解混合成臭氧水，再注入到循环水处理系统，杀菌除藻的同时，达到防腐与阻垢的平衡，循环水经过多次浓缩使用后，浓缩倍数达到设定值，排污水自流进入到收集池，经过预处理后，进入膜处理系统，污水中的盐分、胶体、杂质等几乎全部滤掉，产水远好于工业补充水，全部回用到循环水系统中重新利用，减少新鲜补水量，浓水可以用到低质用水区，如电厂脱硫、煤场洗煤等。

参见图1，智能控制系统实时接收臭氧浓度监测传感器orp的臭氧浓度信号，从而实时自动控制臭氧发生器的功率；智能控制系统实时监测反渗透膜系统中压力传感器的压力信号，并实时控制反冲洗阀门的开闭；智能控制系统实时监控电导率传感器tds检测的含盐量数据，并实时控制浓水电磁阀的开闭，为低质用水系统供水，进一步提升冷却水的利用率。

臭氧协同膜处理采用一键式按钮控制设备启动和停止；其各单元设备全部自动联动；通过传感器在线实时监测循环水中的臭氧浓度，可自动调整设备的臭氧发生量，确保水中臭氧浓度适当，取得阻垢和防腐平衡。

反渗透设备中设有压力传感器pi、电导率传感器tds和与此联动的自动排水装置，可有效避免因人工随意排水而造成的水资源浪费。

举例说明：某化工厂某工艺段循环水系统，循环水量1000m3/h。今年初重新投产前对系统进行清洗及检查，排出大量铁锈，系统内腐蚀较为严重；浓缩倍数为2左右，浪费水资源；空压机视窗经常模糊，系统生物黏泥较多；换热设备效率降低，系统存在结垢现象。鉴于上述问题，采用臭氧协同膜处理技术，对现有循环水处理系统进行升级改造，提高循环冷却水的换热效率，确保工艺段的产能并节能减排；同时，延长设备的使用寿命，减少系统潜在的事故风险，以利设备长期稳定运行。

实施例二：

参见图2，与实施例一的不同之处在于，经过浓水电磁阀排出的水，经过蒸发系统的蒸发处理，盐分及杂质彻底与水分离，冷凝的蒸馏水回到循环水池循环使用，蒸发后析出晶体，另行处理。

本发明考虑取循环水的3％～5％水量作为旁路处理，经过气水混合设备，将臭氧气体与旁流水充分溶解混合成臭氧水，再注入到循环水处理系统，杀菌除藻的同时，达到防腐与阻垢的平衡，循环水浓缩倍数达到6，节水60％；排污水进入到反渗透系统的收集池内，经过预处理后，均匀泵入反渗透系统，污水中的盐分、胶体、杂质等几乎全部滤掉，产水远好于工业补充水，全部回用到循环水系统中重新利用，减少新鲜补水量，浓水蒸发处理，盐分及杂质彻底与水分离。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。