抑制液体系统中的污塞的方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及通过使用生物杀伤剂和过滤技术抑制液体系统中污塞的方法。
【背景技术】
[0002]全世界存在许多不同类型的工业水系统。工业水系统的存在至少部分地使得必要的化学、机械和生物过程可以进行以达到其期望结果。即使目前可用的最佳水处理方案也不能一直防止工业水系统中的污塞(fouling)。如果工业水系统不被定期清洁以除去污染物，那么工业水系统几乎一定会变得严重污塞。
[0003]污塞对工业水系统具有负面影响。例如严重的矿物污垢(即无机材料)可以积累在水接触表面上。工业水系统表面上的污垢为微生物的生长提供了理想的环境。微生物的存在对工业水系统的水处理产生了另外的挑战，因为生物杀伤剂、阻垢剂和/或腐蚀抑制剂可能是必要的以保持工业水系统的有效运行。
[0004]蒸发冷却水系统特别易于污塞，其可以经由各种机制发生。污塞机制的非限制性实例包括经空气传播、经水传播、经水形成和/或微生物污染物的沉积；水滞；过程泄漏；和其他因素。如果允许污塞发展，工业水系统可能遭受降低的运行效率、设备故障、缺乏水质控制和与微生物污塞有关的增加的健康相关风险。
[0005]如前所述，微生物污染物可以导致污塞。微生物学(即微生物)污染的非限制性来源是经空气传播的污染、补充水、过程泄漏和不当清洁的工艺设备。这些微生物可以在工业水系统的任何可湿或甚至半可湿的表面上建立菌落。一旦微生物计数存在于主体水中，在短时间内，超过99 %存在于水中的微生物将存在于所有表面上的生物膜内。
[0006]按设计，冷却塔是优良的空气洗涤器。作为冷却过程的结果，冷却塔通常将经空气传播的污染物冲洗入水相。这些污染物可以最终设法到达热交换器表面，其在该处沉积，从而降低热传递。这种污染物的非限制性实例包括颗粒物质、有机和无机污染物、油、过程污染物、微生物等。冷却水中的悬浮物质为微生物提供了易得的用于维持生命和繁殖的营养。公认无机、有机和微生物沉积物的存在对工业冷却系统的运行参数具有有害影响，产生降低的效率和增加的运行成本。
[0007]过滤系统可以用于至少部分除去颗粒污染物和防止其达到可以不利地影响高效冷却系统运行的浓度。过滤系统可以是全流在线系统或分流侧流系统。侧流配置提供了对全流系统的特定优势，例如允许更小的过滤单元和离线维护的能力，同时不影响冷却过程。一般地，侧流配置仅抽出与冷却系统的总环流量相比2%至10%的流量。
[0008]若干不同类型的过滤器的任一种或组合可以用于过滤的目的，并且其用法取决于水的性质和希望达到的纯化水平。非限制性实例包括砂滤器、筒式过滤器、网式过滤器和膜式过滤器，其可以使用超滤、微滤、反向渗透和正向渗透。通常在过滤系统中，待净化的水润湿并穿过整个过滤面，更洁净的水作为滤液离开过滤系统。当足够的污垢积聚在过滤面上时，应当清洁过滤面从而恢复其性能。清洁过滤面的方法取决于过滤装置的设计。例如筒式过滤器通常不被清洁而是更换。然而砂滤器或网式过滤器通常经历人工或自动的反洗循环以除去积聚的污染物。对于膜式过滤器，根据其设计可以有相似的基于化学或非化学的清洁过程。
【发明内容】
[0009]在第一示例性实施方案中，本公开涉及抑制微生物污塞的方法。该方法包括提供工业过程，其包含具有生物杀伤剂需求的水性液体，和具有给定孔隙度和选自反洗计数、真空计数、穿过第一过滤面的压降、氧化还原电势及其组合的运行变量的第一过滤面。水性液体用生物杀伤剂处理。经生物杀伤剂处理的水性液体的生物杀伤剂需求通过监测第一过滤面的运行变量中的至少一个来确定。提供经生物杀伤剂处理的水性液体流并用第一过滤面过滤以产生最初返回工业过程的第二流。过滤和返回继续进行直至达到关于第一过滤面的稳定状态。然后确认达到关于第一过滤面的稳定状态，由此经生物杀伤剂处理的水性液体流从第一过滤面转移至具有比第一过滤面更低的孔隙度的第二过滤面。然后转移流用第二过滤面过滤以产生第三流，并且至少一部分第三流返回工业过程。
[0010]在第二示例性实施方案中，本公开涉及抑制微生物污塞的方法。该方法包括提供水冷却系统，其包含具有生物杀伤剂需求的水性液体。水性液体用生物杀伤剂处理。至少一部分经生物杀伤剂处理的水性液体转移至具有给定孔隙度的第一过滤面，从而产生第一流。第一流用第一过滤面过滤，从而产生第二流。至少一部分第二流用比第一过滤面孔更少的第二过滤面过滤，从而产生第三流。经生物杀伤剂处理的水性液体的生物杀伤剂需求通过监测第二过滤面的至少一个运行变量来确定，该至少一个运行变量选自反洗计数、真空计数、穿过第二过滤面的压降、氧化还原电势及其组合。至少一部分流返回水冷却系统。
[0011]在第三示例性实施方案中，本公开涉及提高配给至再循环型水冷却系统的生物杀伤剂效率的自动方法。该方法包括提供再循环型水冷却系统，其包含具有生物杀伤剂需求的水性液体。将生物杀伤剂以一定计量速率配给至水性液体。至少一部分经生物杀伤剂配给的水性液体被转移至过滤环路，从而在水冷却系统内产生具有一定过滤环路流量的过滤环路流。过滤环路流依序用至少一组的至少两个过滤面过滤，从而产生滤液。至少两个过滤面沿下游方向孔逐渐减少。至少一组的至少两个过滤面各自具有选自反洗计数、真空计数、穿过各组的至少两个过滤面的压降、氧化还原电势及其组合的运行变量。经生物杀伤剂处理的水性液体的生物杀伤剂需求通过监测至少一组的至少两个过滤面的运行变量的至少一个来连续或间歇地确定。调节基于所确定的生物杀伤剂需求的工艺参数。工艺参数选自生物杀伤剂的计量速率、过滤环路流量、至少一组的至少两个过滤面的量，及其组合。
【附图说明】
[0012]本公开的优势将在审阅以下详细说明和附图之后对相关领域普通技术人员变得更易明显，其中:
[0013]图1示出所公开方法的过滤方案的示例性实施方案；
[0014]图2示出所公开方法的过滤方案的示例性实施方案；
[0015]图3示出所公开方法的过滤方案和在过滤器元件内的一组过滤面的示例性实施方案；
[0016]图4示出所公开方法的过滤方案和在过滤器元件内的一组过滤面的示例性实施方案；
[0017]图5图示了当实践所公开方法的实施方案时获得的数据；
[0018]图6图示了当实践所公开方法的实施方案时获得的数据。
【具体实施方式】
[0019]虽然包括一般发明构思的实施方案可以采取各种形式，但在附图中示出且在下文将描述各种实施方案，并理解本公开仅被认为是示例，而无意限于特定实施方案。
[0020]本公开一般涉及过滤技术，其用于减少或消除微生物污塞和/或提高配给至水性工业液体的生物杀伤剂效率。一种或更多种所公开过滤技术的应用可以特别地用于水冷却系统。
[0021]当与本公开相关时，“污塞”和“污染”是指任何外来或不期望的有机或无机材料存在或沉积于含水的工业过程中或在含水工业过程内的一个或更多个表面上。“微生物污塞”是指任何外来或不期望的微生物有机体存在或沉积于含水的工业过程中。
[0022]当与本公开相关时，“水冷却系统”是指使用含水液体(即水性液体)来冷却至少一部分工业过程或封闭空间的系统。典型的水冷却系统可以使用冷却器、冷却塔和空气洗涤器的任何一个或组合，以将热能从水转移至另一物质。
[0023]当与本公开相关时，“流(stream) ”是指流动液体。流的非限制性实例是流动穿过管道的水性液体。
[0024]当与本公开相关时，“稳定状态”一般是指尽管存在力图改变变量的持续作用的因素，但所有状态变量在统计上恒定(例如在设定点或期望值的90%置信区间内)的情形。对于本公开，状态变量一般涉及过滤(例如过滤面的数目、穿过至少一个过滤面的压降、穿过至少一个过滤面的流量/通量、每段时间反洗或