一种超高浓缩倍数循环冷却水处理系统的制作方法

本实用新型涉及循环冷却水处理技术领域，特别是涉及一种超高浓缩倍数循环冷却水处理系统。

背景技术：

在人类全部耗用的新鲜水中，冷却用水约占5％，仅次于灌溉用水而高居次席。在工业用水中,冷却水的用量居首位,一般在60％以上。在化学工业中冷却水的用量约占65％，在石油工业中约占80％。这样,冷却水就成为节水的重要目标。现有技术发现提高循环冷却水系统浓缩倍数可以降低循环水补充水的用量，节约水资源，还可以降低排污水量，从而减少对环境的污染和废水的处理量。举例如下：

假设循环冷却水系统的循环水量R为10000m³/h，冷却塔进出口温差10℃，则不同的浓缩倍数K与补充水量M、排污水量B的关系如下表1：

表1循环水浓缩倍数与补充水量、排污水量的关系

从上表可以看出，随着循环冷却水浓缩倍数K的增加，循环冷却水系统的补充水量M和排污水量B都不断减少。但在实际运行过程中过多地提高浓缩倍数，会使循环水中的硬度、碱度和浊度升得太高，水的结垢倾向增大很多，导致循环冷却水系统污垢热阻值升高，换热效率降低、能耗加大。现有技术中通过对补水进行软化解决上述高浓缩倍数循环冷却水的运行问题，但该补水软化装置在反洗、再生时不能给予系统及时的供水，需要投资备用机组达到及时补水的目的；另外在系统不需要补水时该软化装置仍在软化供水，则需设置软化水箱和提升泵，这些方案均造成投资高、占地面积大、控制复杂、运行成本高的问题。

长期以来，受循环水处理技术的限制，由于循环水在高浓缩倍数条件下运行，导致运行水质指标超过循环水处理工艺或方法适用的水质条件，水处理功能失效。目前，我国集中空调冷却循环水运行浓缩倍数一般在2-4之间，工业冷却循环水运行浓水倍数一般在3-5之间。因而想节约更多的冷却用水，必须对现有的循环冷却水处理系统进行改进。

本实用新型就是在上述背景技术的条件下，创设一种新的可用于超高浓缩倍数循环冷却水处理系统，实属当前重要研发课题之一。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种超高浓缩倍数循环冷却水处理系统，使其可在浓缩倍数大于20条件下正常运行，大大提高节水率，从而克服现有的循环冷却水处理系统的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种超高浓缩倍数循环冷却水处理系统，包括循环冷却水系统和与所述循环冷却水系统循环连接的旁路处理系统，所述旁路处理处理系统包括依次连接的过滤单元和软化单元。

作为本实用新型的一种改进，所述过滤单元采用盘式过滤器、多介质过滤器或吮吸式过滤器中的一种或多种。

进一步改进，所述软化单元采用钠离子交换器或阴阳离子交换器。

进一步改进，所述循环冷却水系统的循环管道上设有循环泵、冷凝器和冷却塔，

所述旁路处理系统的进水口设置在所述冷凝器与冷却塔之间的管道上，所述旁路处理系统的出水口设置在所述冷却塔与循环泵之间的管道上。

进一步改进，所述冷却塔还连接有补水装置。

进一步改进，所述循环冷却水系统的循环管道上设有循环泵和蒸发冷却器，

所述旁路处理系统的进水口和出水口分别设置在所述循环泵的出水管道和进水管道上。

进一步改进，所述蒸发冷却器还连接有补水装置。

进一步改进，所述超高浓缩倍数循环冷却水的浓缩倍数为20～1000倍。

进一步改进，所述软化单元的进水口和出水口处还设有旁流通路，所述旁流通路上设有阀门。

采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型采用旁路处理系统对该循环冷却水系统中的超高浓缩倍数循环冷却水进行过滤和软化，不仅去除了循环冷却水中的悬浮物、胶体状物质、生物粘泥等污垢，还去除循环冷却水中形成硬度垢的钙镁离子，良好的解决了超高浓缩倍数循环冷却水运行时带来的污垢热阻值升高、换热效率降低、能耗加大的缺陷。本实用新型不仅克服了传统工艺对补水进行软化的不持续运行问题，还解决了该循环冷却水系统对补充水水质的特殊要求，为非传统水源直接用于循环冷却水补水提供了技术上的可行性，彻底取消补充水处理装置，大大降低工程投资成本和运行成本。

本实用新型基于循环冷却水浓缩倍数的增加，循环冷却水系统的补充水量和排污水量都不断减少的基本原则，冲破传统理念，实现在超高浓缩倍数循环冷却水(浓缩倍数达20-1000倍)的条件下运行的循环水处理系统，使其节水率达到85％以上。并且利用循环水中天然物质成分二氧化硅及水质条件，达到防腐和抑制微生物的作用，且使其排污水量很少，还不会造成次生污染，环保可行。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型超高浓缩倍数循环冷却水处理系统实施例一结构示意图；

图2是本实用新型超高浓缩倍数循环冷却水处理系统实施例二结构示意图。

具体实施方式

实施例一

参照附图1所示，本实用新型循环冷却水处理系统，包括循环冷却水系统和与该循环冷却水系统循环连接的旁路处理系统。

该循环冷却水系统属于敞开式冷却循环水系统，其循环管道上设有循环泵、冷凝器和冷却塔。该冷却塔还连接有补水装置。该旁路处理系统的进水口设置在该冷凝器与冷却塔之间的管道上，该旁路处理系统的出水口设置在该冷却塔与循环泵之间的管道上。

本实用新型中旁路处理系统包括依次连接的过滤单元和软化单元。其中，过滤单元采用盘式过滤器、多介质过滤器或吮吸式过滤器中的一种或多种，用于去除循环冷却水中的悬浮物、胶体状物质、生物粘泥，从而实现排除循环冷却水中污垢的目的；软化单元采用钠离子交换器或阴阳离子交换器，用于去除循环冷却水中可能形成硬度垢的钙镁离子，使软化后循环冷却水的出水硬度≤0.03mmol/l，从而避免循环冷却水中硬度垢的形成。这样经过旁路处理系统对循环冷却水的过滤和软化，可避免过多提高循环水浓缩倍数后，该循环冷却水中硬度、碱度和浊度升得太高，该循环冷却水系统污垢阻值升高、换热效率降低、能耗加大的问题。

需要指出的是，该循环冷却水系统中可接受的超高浓缩倍数循环冷却水的浓缩倍数为20～1000倍，不仅能达到节水率在85％以上，而且由于循环冷却水在超高浓缩倍数下运行(20-1000倍)时，随着水的蒸发，水中溶解性物质不断浓缩，其中天然存在的二氧化硅也得到了超高倍数的浓缩。当可溶性二氧化硅经高浓缩(＞200mg/L)且在高pH(9～10)的条件下，可聚合成多硅酸及胶体二氧化硅，它们能在该循环冷却水系统中的金属表面生成无孔的保护膜，对多种金属(碳钢、不锈钢、镀锌铁及铜等)均有缓蚀作用，因此，在如此高浓缩倍数下，该超高浓缩倍数循环冷却水不会导致该循环冷却水系统的能耗加大，且还具有防腐的作用。

另外，由于细菌、病毒和孢子等微生物的关键部分由氨基酸、核氨酸聚合而成，它们的存在与水环境的pH和盐度(TDS)密切相关。在如此高浓缩倍数的循环冷却水中，该循环水的pH(9～10)和TDS(≥5000)水质条件下，微生物中肽键水解，其生物活性受到抑制，这样的环境可称之为生物不活泼区。因此，在循环冷却水超高浓缩倍数条件下运行时，几乎没有微生物问题，也就无需投加缓蚀防垢杀菌等化学处理药剂，使运行成本大大降低。

实施例二

本实施例二与实施例一不同之处在于，该循环冷却水系统属于蒸发冷却循环水系统，如附图2所示，其循环管道上设有循环泵和蒸发冷却器。该旁路处理系统的进水口和出水口分别设置在该循环泵的出水管道和进水管道上。且该蒸发冷却器还连接有补水装置。其它部分均与实施例一相同，在此不再赘述。

更优实施例为：在上述实施例一和实施例二中软化单元的进水口和出水口处还设有旁流通路，该旁流通路上设有阀门。这样可根据循环冷却水的实际水质情况，选择是否需要对其进行软化，灵活控制、节约成本。

本实用新型应用上述循环冷却水系统的循环冷却水处理方法，即采用该循环冷却水系统将循环冷却水浓缩成超高浓缩倍数的循环冷却水，其浓缩倍数达到20～1000倍。该浓缩倍数远远超出现有技术中对循环水运行的浓缩倍数，是打破了本领域内常规的循环水处理模式，而其能够达到该循环水处理系统的正常运行，主要还包括如下步骤：

(1)采用旁流过滤法对该超高浓缩倍数循环冷却水进行过滤，以去除循环冷却水中的悬浮物、胶体状物质和生物粘泥等污垢。

(2)对上述过滤得到的超高浓缩倍数循环冷却水采用离子交换法进行软化，如使软化后超高浓缩倍数循环冷却水中的出水硬度≤0.03mmol/L，避免硬度垢的形成。

同时，经超高浓缩后的超高浓缩倍数循环冷却水的pH值为9～10，且其中二氧化硅的浓度＞200mg/L，根据二氧化硅的特性，该循环冷却水系统中的金属表面生成无孔的保护膜，即可起到防腐的作用，并且在此条件下还可起到防止微生物生长的作用。

本实用新型基于循环冷却水浓缩倍数的增加，循环冷却水系统的补充水量和排污水量都不断减少的基本原则，并冲破传统理念，实现在超高浓缩倍数循环冷却水的条件下运行的循环水处理系统，使其节水率达到85％以上。

本实用新型还利用循环水中天然物质成分二氧化硅及水质条件，实现防腐和抑制微生物的作用，且使其排水没有次生污染。

本实用新型解决了现有技术中对补水进行软化存在投资高、占地面积大、控制复杂、运行成本高的问题。本实用新型还通过在软化单元前端设置过滤单元，不仅解决了软化单元进水浊度的水质要求，同时对补充水水质无特别要求，为非传统水源直接用于循环冷却水补水提供了技术上的可行性，彻底取消补充水处理装置，大大降低工程投资成本和运行成本。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。