本實用新型涉及循環(huán)冷卻水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在人類全部耗用的新鮮水中，冷卻用水約占5％，僅次于灌溉用水而高居次席。在工業(yè)用水中,冷卻水的用量居首位,一般在60％以上。在化學(xué)工業(yè)中冷卻水的用量約占65％，在石油工業(yè)中約占80％。這樣,冷卻水就成為節(jié)水的重要目標?，F(xiàn)有技術(shù)發(fā)現(xiàn)提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)可以降低循環(huán)水補充水的用量，節(jié)約水資源，還可以降低排污水量，從而減少對環(huán)境的污染和廢水的處理量。舉例如下：

假設(shè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)水量R為10000m³/h，冷卻塔進出口溫差10℃，則不同的濃縮倍數(shù)K與補充水量M、排污水量B的關(guān)系如下表1：

表1循環(huán)水濃縮倍數(shù)與補充水量、排污水量的關(guān)系

從上表可以看出，隨著循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)K的增加，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補充水量M和排污水量B都不斷減少。但在實際運行過程中過多地提高濃縮倍數(shù)，會使循環(huán)水中的硬度、堿度和濁度升得太高，水的結(jié)垢傾向增大很多，導(dǎo)致循環(huán)冷卻水系統(tǒng)污垢熱阻值升高，換熱效率降低、能耗加大?，F(xiàn)有技術(shù)中通過對補水進行軟化解決上述高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水的運行問題，但該補水軟化裝置在反洗、再生時不能給予系統(tǒng)及時的供水，需要投資備用機組達到及時補水的目的；另外在系統(tǒng)不需要補水時該軟化裝置仍在軟化供水，則需設(shè)置軟化水箱和提升泵，這些方案均造成投資高、占地面積大、控制復(fù)雜、運行成本高的問題。

長期以來，受循環(huán)水處理技術(shù)的限制，由于循環(huán)水在高濃縮倍數(shù)條件下運行，導(dǎo)致運行水質(zhì)指標超過循環(huán)水處理工藝或方法適用的水質(zhì)條件，水處理功能失效。目前，我國集中空調(diào)冷卻循環(huán)水運行濃縮倍數(shù)一般在2-4之間，工業(yè)冷卻循環(huán)水運行濃水倍數(shù)一般在3-5之間。因而想節(jié)約更多的冷卻用水，必須對現(xiàn)有的循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)進行改進。

本實用新型就是在上述背景技術(shù)的條件下，創(chuàng)設(shè)一種新的可用于超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)，實屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)，使其可在濃縮倍數(shù)大于20條件下正常運行，大大提高節(jié)水率，從而克服現(xiàn)有的循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)，包括循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和與所述循環(huán)冷卻水系統(tǒng)循環(huán)連接的旁路處理系統(tǒng)，所述旁路處理處理系統(tǒng)包括依次連接的過濾單元和軟化單元。

作為本實用新型的一種改進，所述過濾單元采用盤式過濾器、多介質(zhì)過濾器或吮吸式過濾器中的一種或多種。

進一步改進，所述軟化單元采用鈉離子交換器或陰陽離子交換器。

進一步改進，所述循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)管道上設(shè)有循環(huán)泵、冷凝器和冷卻塔，

所述旁路處理系統(tǒng)的進水口設(shè)置在所述冷凝器與冷卻塔之間的管道上，所述旁路處理系統(tǒng)的出水口設(shè)置在所述冷卻塔與循環(huán)泵之間的管道上。

進一步改進，所述冷卻塔還連接有補水裝置。

進一步改進，所述循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)管道上設(shè)有循環(huán)泵和蒸發(fā)冷卻器，

所述旁路處理系統(tǒng)的進水口和出水口分別設(shè)置在所述循環(huán)泵的出水管道和進水管道上。

進一步改進，所述蒸發(fā)冷卻器還連接有補水裝置。

進一步改進，所述超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)為20～1000倍。

進一步改進，所述軟化單元的進水口和出水口處還設(shè)有旁流通路，所述旁流通路上設(shè)有閥門。

采用這樣的設(shè)計后，本實用新型至少具有以下優(yōu)點：

本實用新型采用旁路處理系統(tǒng)對該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水進行過濾和軟化，不僅去除了循環(huán)冷卻水中的懸浮物、膠體狀物質(zhì)、生物粘泥等污垢，還去除循環(huán)冷卻水中形成硬度垢的鈣鎂離子，良好的解決了超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水運行時帶來的污垢熱阻值升高、換熱效率降低、能耗加大的缺陷。本實用新型不僅克服了傳統(tǒng)工藝對補水進行軟化的不持續(xù)運行問題，還解決了該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)對補充水水質(zhì)的特殊要求，為非傳統(tǒng)水源直接用于循環(huán)冷卻水補水提供了技術(shù)上的可行性，徹底取消補充水處理裝置，大大降低工程投資成本和運行成本。

本實用新型基于循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)的增加，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補充水量和排污水量都不斷減少的基本原則，沖破傳統(tǒng)理念，實現(xiàn)在超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水(濃縮倍數(shù)達20-1000倍)的條件下運行的循環(huán)水處理系統(tǒng)，使其節(jié)水率達到85％以上。并且利用循環(huán)水中天然物質(zhì)成分二氧化硅及水質(zhì)條件，達到防腐和抑制微生物的作用，且使其排污水量很少，還不會造成次生污染，環(huán)?？尚小?/p>

附圖說明

上述僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

圖1是本實用新型超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)實施例一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)實施例二結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例一

參照附圖1所示，本實用新型循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)，包括循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和與該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)循環(huán)連接的旁路處理系統(tǒng)。

該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)屬于敞開式冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，其循環(huán)管道上設(shè)有循環(huán)泵、冷凝器和冷卻塔。該冷卻塔還連接有補水裝置。該旁路處理系統(tǒng)的進水口設(shè)置在該冷凝器與冷卻塔之間的管道上，該旁路處理系統(tǒng)的出水口設(shè)置在該冷卻塔與循環(huán)泵之間的管道上。

本實用新型中旁路處理系統(tǒng)包括依次連接的過濾單元和軟化單元。其中，過濾單元采用盤式過濾器、多介質(zhì)過濾器或吮吸式過濾器中的一種或多種，用于去除循環(huán)冷卻水中的懸浮物、膠體狀物質(zhì)、生物粘泥，從而實現(xiàn)排除循環(huán)冷卻水中污垢的目的；軟化單元采用鈉離子交換器或陰陽離子交換器，用于去除循環(huán)冷卻水中可能形成硬度垢的鈣鎂離子，使軟化后循環(huán)冷卻水的出水硬度≤0.03mmol/l，從而避免循環(huán)冷卻水中硬度垢的形成。這樣經(jīng)過旁路處理系統(tǒng)對循環(huán)冷卻水的過濾和軟化，可避免過多提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)后，該循環(huán)冷卻水中硬度、堿度和濁度升得太高，該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)污垢阻值升高、換熱效率降低、能耗加大的問題。

需要指出的是，該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中可接受的超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)為20～1000倍，不僅能達到節(jié)水率在85％以上，而且由于循環(huán)冷卻水在超高濃縮倍數(shù)下運行(20-1000倍)時，隨著水的蒸發(fā)，水中溶解性物質(zhì)不斷濃縮，其中天然存在的二氧化硅也得到了超高倍數(shù)的濃縮。當(dāng)可溶性二氧化硅經(jīng)高濃縮(＞200mg/L)且在高pH(9～10)的條件下，可聚合成多硅酸及膠體二氧化硅，它們能在該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的金屬表面生成無孔的保護膜，對多種金屬(碳鋼、不銹鋼、鍍鋅鐵及銅等)均有緩蝕作用，因此，在如此高濃縮倍數(shù)下，該超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水不會導(dǎo)致該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的能耗加大，且還具有防腐的作用。

另外，由于細菌、病毒和孢子等微生物的關(guān)鍵部分由氨基酸、核氨酸聚合而成，它們的存在與水環(huán)境的pH和鹽度(TDS)密切相關(guān)。在如此高濃縮倍數(shù)的循環(huán)冷卻水中，該循環(huán)水的pH(9～10)和TDS(≥5000)水質(zhì)條件下，微生物中肽鍵水解，其生物活性受到抑制，這樣的環(huán)境可稱之為生物不活潑區(qū)。因此，在循環(huán)冷卻水超高濃縮倍數(shù)條件下運行時，幾乎沒有微生物問題，也就無需投加緩蝕防垢殺菌等化學(xué)處理藥劑，使運行成本大大降低。

實施例二

本實施例二與實施例一不同之處在于，該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)屬于蒸發(fā)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，如附圖2所示，其循環(huán)管道上設(shè)有循環(huán)泵和蒸發(fā)冷卻器。該旁路處理系統(tǒng)的進水口和出水口分別設(shè)置在該循環(huán)泵的出水管道和進水管道上。且該蒸發(fā)冷卻器還連接有補水裝置。其它部分均與實施例一相同，在此不再贅述。

更優(yōu)實施例為：在上述實施例一和實施例二中軟化單元的進水口和出水口處還設(shè)有旁流通路，該旁流通路上設(shè)有閥門。這樣可根據(jù)循環(huán)冷卻水的實際水質(zhì)情況，選擇是否需要對其進行軟化，靈活控制、節(jié)約成本。

本實用新型應(yīng)用上述循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水處理方法，即采用該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)將循環(huán)冷卻水濃縮成超高濃縮倍數(shù)的循環(huán)冷卻水，其濃縮倍數(shù)達到20～1000倍。該濃縮倍數(shù)遠遠超出現(xiàn)有技術(shù)中對循環(huán)水運行的濃縮倍數(shù)，是打破了本領(lǐng)域內(nèi)常規(guī)的循環(huán)水處理模式，而其能夠達到該循環(huán)水處理系統(tǒng)的正常運行，主要還包括如下步驟：

(1)采用旁流過濾法對該超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水進行過濾，以去除循環(huán)冷卻水中的懸浮物、膠體狀物質(zhì)和生物粘泥等污垢。

(2)對上述過濾得到的超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水采用離子交換法進行軟化，如使軟化后超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水中的出水硬度≤0.03mmol/L，避免硬度垢的形成。

同時，經(jīng)超高濃縮后的超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水的pH值為9～10，且其中二氧化硅的濃度＞200mg/L，根據(jù)二氧化硅的特性，該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的金屬表面生成無孔的保護膜，即可起到防腐的作用，并且在此條件下還可起到防止微生物生長的作用。

本實用新型基于循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)的增加，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補充水量和排污水量都不斷減少的基本原則，并沖破傳統(tǒng)理念，實現(xiàn)在超高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水的條件下運行的循環(huán)水處理系統(tǒng)，使其節(jié)水率達到85％以上。

本實用新型還利用循環(huán)水中天然物質(zhì)成分二氧化硅及水質(zhì)條件，實現(xiàn)防腐和抑制微生物的作用，且使其排水沒有次生污染。

本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中對補水進行軟化存在投資高、占地面積大、控制復(fù)雜、運行成本高的問題。本實用新型還通過在軟化單元前端設(shè)置過濾單元，不僅解決了軟化單元進水濁度的水質(zhì)要求，同時對補充水水質(zhì)無特別要求，為非傳統(tǒng)水源直接用于循環(huán)冷卻水補水提供了技術(shù)上的可行性，徹底取消補充水處理裝置，大大降低工程投資成本和運行成本。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。