一种循环水处理方法及系统.pdf

本发明是关于一种循环水处理方法及系统，该方法包括以下步骤：对循环水进行过滤处理，同时对循环水取样，对取样的循环水进行水质检测及运行工况检测，得出循环水的电导率值和ORP指标值，并计算稳定指数；根据得到的ORP指标值及稳定指数向循环水系统中投放化学药剂，并当测得的电导率值过高时启动强制排水。该系统包括循环水管以及设置在循环水管上的物理处理装置、取样装置和化学处理装置，所述的取样装置还连接有水质和工况监测与控制装置，所述的水质和工况监测与控制装置控制所述物理处理装置和化学处理装置的运行。本发明采用了物理过滤处理方式和投放化学药剂的化学处理方式有机结合，实现循环水动态水质处理。

权利要求书
1.  一种循环水处理方法，其特征在于包括以下步骤：
A、对循环水进行过滤处理，同时对循环水取样，对取样的循环水进行 水质检测及运行工况检测，得出循环水的电导率值和ORP指标值，并计算 稳定指数；
B、根据得到的ORP指标值及稳定指数向循环水系统中投放化学药剂， 并当测得的电导率值过高时启动强制排水。

2.  根据权利要求1所述的一种循环水处理方法，其特征在于所述的步 骤B，具体为根据水质要求设定稳定指数阀值a和b，ORP指标阀值c和d， 电导率阀值e和f，其中a<b，c<d，e＜f：
当得到的稳定指数小于a时，向循环水系统中投放阻垢剂直至稳定指 数大于或等于a；
当得到的稳定指数大于b时，向循环水系统中投放缓蚀剂直至稳定指 数小于或等于b；
当得到的ORP指标值小于等于c时，向循环水系统中投放杀菌剂直至 测得的ORP指标大于等于d；
当得到的电导率值大于f时，启动强制排水直至测得的电导率值小于e。

3.  根据权利要求1所述的一种循环水处理方法，其特征在于还包括对 过滤装置的进出口压差进行检测，并当压差过大时进行的过滤装置冲洗排 污步骤。

4.  根据权利要求1所述的一种循环水处理方法，其特征在于所述的取 样是对未经过过滤的循环水进行取样。

5.  一种应用权利要求1-4所述方法的循环水处理系统，其特征在于包 括循环水管以及设置在循环水管上的物理处理装置、取样装置和化学处理 装置，所述的取样装置还连接有水质和工况监测与控制装置，所述的水质 和工况监测与控制装置控制所述物理处理装置和化学处理装置的运行。

6.  根据权利要求5所述的一种循环水处理系统，其特征在于所述的循 环水管包括与物理处理装置的入水口连接的供水管，以及与物理处理装置 的出水口连接的回水管，所述取样装置设置在所述供水管上，所述化学处 理装置设置在所述回水管上。

7.  根据权利要求5所述的一种循环水处理系统，其特征在于所述物理 处理装置采用精密过滤器，具有单滤元或多滤元结构，其过流部件采用金 属或塑料耐腐蚀材质制作。

8.  根据权利要求5所述的一种循环水处理系统，其特征在于所述取样 装置设有强制排水阀，所述的水质和工况监测与控制装置控制所述强制排 水阀的动作。

9.  根据权利要求5所述的一种循环水处理系统，其特征在于所述化学 处理装置为阻垢剂加药装置、缓蚀剂加药装置、杀菌剂加药装置中的一种 或多种组合，各加药装置均包括储药桶、与储药桶连接的加药泵以及连接 加药泵和循环水管的加药管。

10.  根据权利要求5所述的一种循环水处理系统，其特征在于所述的 水质和工况监测与控制装置包括pH值检测仪表、电导率检测仪表、ORP检 测仪表、温度检测仪表、稳定指数运算判断模块以及控制模块。

说明书一种循环水处理方法及系统
技术领域
本发明涉及水质处理技术领域，特别是涉及一种循环水处理方法及系 统。
背景技术
循环水系统是指以水作为热量交换载体以达到对介质进行传热目的的 水循环系统，广泛应用于工业生产的冷却冷冻以及供暖空调系统。循环水 在运行过程中，随着系统温度、流速以及金属材质的电极电位差和周围大 气环境发生相互作用，水中的盐类物质、固形物杂质、细菌和溶解性气体 等物质会引起循环水系统中各类换热器、散热器以及各类管道阀门的结垢、 腐蚀、菌藻等问题，从而降低热交换率，腐蚀设备，危及生产和生活安全。
循环水处理技术的核心是通过有效控制循环水中的悬浮物、胶体及溶 解物等水质指标来控制系统的污垢热阻值、腐蚀速率，细菌及悬浮物的繁 殖，提高系统运行浓缩倍数，降低系统补水量及排污量，进而降低系统的 处理运行成本，缩短投资回收周期，达到节能减排和保障公共卫生安全的 目标。我国在《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)、《采暖通风 与空气调节设计规范》(GB50019-2003)、《公共建筑节能设计标准》 (GB50189-2005)、《采暖空调系统水质》(GB/T29044-2012)和《工业 循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)等对于循环水处理均提出了 相关要求。
我国循环水水处理技术从国外引进到发展至今已经持续有几十年的历 史了，目前主要处理工艺为物理法、化学法和物化法。这三种处理工艺均 是先假定系统的运行水质和运行工况，再设定水处理设备运行性能参数， 如物理场的频率功率参数或者定时定量投放化学水质处理药剂，属于静态 被动式处理。但循环水在运行过程中，水质处于动态变化之中，当运行水 质超出水处理设备适应的水质条件，则水处理设备功效降低甚至失效，从 而引发循环水系统运行工况大大超出设计的运行工况，能耗及水耗快速增 加，严重的需定期停机对换热设备进行物理或化学清洗。
由此可见，上述现有的循环水处理方法及系统在方法与使用上，动态 的水质工况与静态的水质处理上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以 进一步改进。如何能创设一种新的循环水处理方法及方法,实属当前重要研 发课题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种循环水处理方法，使其通过物理 处理方式、化学处理方式、水质实时监测、运行工况实时监测和全自动控 制的有机结合，实现循环水运行水质、运行工况与循环水水质处理的动态 结合，从而克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明一种循环水处理方法，包括以下步骤：A、 对循环水进行过滤处理，同时对循环水取样，对取样的循环水进行水质检 测及运行工况检测，得出循环水的电导率值和ORP指标值，并计算稳定指 数；B、根据得到的ORP指标值及稳定指数向循环水系统中投放化学药剂， 并当测得的电导率值过高时启动强制排水。
作为本发明的一种改进，所述的步骤B，具体为根据水质要求设定稳定 指数阀值a和b，ORP指标阀值c和d，电导率阀值e和f，其中a<b，c<d， e＜f：当得到的稳定指数小于a时，向循环水系统中投放阻垢剂直至稳定 指数大于或等于a；当得到的稳定指数大于b时，向循环水系统中投放缓蚀 剂直至稳定指数小于或等于b；当得到的ORP指标值小于等于c时，向循环 水系统中投放杀菌剂直至测得的ORP指标大于等于d；当得到的电导率值大 于f时，启动强制排水直至测得的电导率值小于e。
还包括对过滤装置的进出口压差进行检测，并当压差过大时进行的过 滤装置冲洗排污步骤。
所述的取样是对未经过过滤的循环水进行取样。
此外，本发明还提供了一种应用上述方法的循环水处理系统，使其使 其通过物理处理方式、化学处理方式、水质实时监测、运行工况实时监测 和全自动控制的有机结合，实现循环水运行水质和运行工况的实时检测， 从而克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明一种应用上述方法的循环水处理系统包 括包括循环水管以及设置在循环水管上的物理处理装置、取样装置和化学 处理装置，所述的取样装置还连接有水质和工况监测与控制装置，所述的 水质和工况监测与控制装置控制所述物理处理装置和化学处理装置的运 行。
作为进一步改进，所述的循环水管包括与物理处理装置的入水口连接 的供水管，以及与物理处理装置的出水口连接的回水管，所述取样装置设 置在所述供水管上，所述化学处理装置设置在所述回水管上。
所述物理处理装置采用精密过滤器，具有单滤元或多滤元结构，其过 流部件采用金属或塑料耐腐蚀材质制作。
所述取样装置设有强制排水阀，所述的水质和工况监测与控制装置控 制所述强制排水阀的动作。
所述化学处理装置为阻垢剂加药装置、缓蚀剂加药装置、杀菌剂加药 装置中的一种或多种组合，各加药装置均包括储药桶、与储药桶连接的加 药泵以及连接加药泵和循环水管的加药管。
所述的水质和工况监测与控制装置包括pH值检测仪表、电导率检测仪 表、ORP检测仪表、温度检测仪表、稳定指数运算判断模块以及控制模块。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
1、本发明能够实现水处理设备运行条件和循环水运行水质、运行工况 的动态匹配；
2、本发明可以依据稳定指数指导缓蚀剂和阻垢剂、pH调节药剂的投放， 依据循环水运行ORP水质指标项指导杀菌剂的投放，能够减少药剂投放量 的50％以上，降低运行成本；
3、本发明的动态主动式循环水化学水质处理过程，能够提高循环水处 理功效，实现循环水系统节能节水高效运行；
4、本发明的精密过滤器采用容积式流道控制截留过滤原理，且过流部 件采用金属或塑料等耐腐蚀材质制作，解决了传统滤网过滤精度低反洗排 水量大的问题，也解决了传统石英砂或纤维材质滤料过滤滤速低、占地面 积大，且需配置反洗设备等复杂操作问题；
5、本发明的物理法精密过滤设备可实现在反洗排污时同时对循环水进 行过滤，解决传统处理方法不能连续过滤的难题，且多滤元结构方式大大 降低排污水量，实现节水运行。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术 手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明一种循环水处理系统的组成示意图。
具体实施方式
本发明一种循环水处理方法，包括：对循环水进行过滤处理，同时对 循环水取样，对取样的循环水进行水质检测及运行工况检测，得出循环水 的电导率值和ORP指标值，并计算稳定指数；之后根据得到的ORP指标值 及稳定指数向循环水系统中投放化学药剂，并当测得的电导率值过高时启 动强制排水。
进一步具体来说，根据应用系统设定稳定指数阀值a和b，ORP指标阀 值c和d，以及电导率阀值e和f，其中a<b，c<d，e＜f：当得到的稳定指 数小于a时，向循环水系统中投放阻垢剂直至稳定指数大于或等于a；当得 到的稳定指数大于b时，向循环水系统中投放缓蚀剂直至稳定指数小于或 等于b；当得到的ORP指标值小于等于c时，向循环水系统中投放杀菌灭藻 专用杀菌剂直至测得的ORP指标大于等于d；当得到的电导率值大于f时， 启动强制排水直至测得的电导率值小于e。
本发明通过依据电导率启动的强制排水控制循环冷却水运行的浓缩倍 数，由水质和工况控制装置控制自动向循环水中投放阻垢剂、缓蚀剂、杀 菌剂等专用化学药剂，从而对循环水实现硬度垢防垢、抑制腐蚀和杀灭微 生物等功能，可以实时动态主动式对循环水进行水质处理，解决目前物理 法、化学法或物化法处理方法静态被动式处理，因循环水运行水质和工况 变化导致循环水处理设备效能降低或失效等问题。
此外，由于循环水在运行过程中，循环水水质处于动态变化之中，采 用本处理方法能够实现循环水运行水质与药剂投放的动态匹配，大大减少 药剂投放量，降低运行成本。对循环水进行过滤、防垢、防腐、杀菌、控 制浓缩倍数，同时为循环水水质处理提供可靠地稳定性，实现循环水系统 的节水节能运行。
请参阅图1所示，本发明还提供了应用上述方法的循环水处理系统， 包括循环水管，物理处理装置、取样装置、化学处理装置以及水质和工况 监测与控制装置。本发明的循环水处理系统通过循环水管以旁流方式连接 于循环水系统，物理处理装置、取样装置和化学处理装置均设置在循环水 管上，水质和工况监测与控制装置与取样装置连接，并控制物理处理装置 和化学处理装置的运行。
进一步具体来说，本发明的物理处理装置由精密过滤器构成，精密过 滤器可采用单滤元结构，更优选多滤元结构，它的过流部件采用金属或塑 料等耐腐蚀材质制作，采用了容积式流道控制截留过滤原理，用旁流的方 式连接于循环水管网上，可去除循环水中的固形物杂质和悬浮物，避免污 垢的形成。
循环水管包括与物理处理装置的入水口连接的供水管，以及与物理处 理装置的出水口连接的回水管。取样装置即设置在供水管上，化学处理装 置则设置在回水管上。
跟进一步的，本发明的取样装置还设有强制排水阀，水质和工况监测 与控制装置根据取样到的循环水的电导率控制所述强制排水阀的动作，以 自动调整循环水的浓缩倍数。
本发明的化学处理装置通常包括如图所示的阻垢剂加药装置、缓蚀剂 加药装置和杀菌剂加药装置的组合，也可根据应用系统和水质的特点选用 或配合其它装置适用，各加药装置均包括储药桶、加药泵、加药管，所述 加药管一端通过加药泵与储药桶连接，另一端连接于回水管。
水质和工况监测与控制装置使用水质检测仪表、运行工况检测仪表实 时检测取样循环水的水质和工况，并自动计算循环水的稳定指数及控制物 理处理装置和化学处理装置的运行。其中，水质检测仪表有pH值、电导率 以及ORP(氧化还原电位)检测仪表，运行工况检测仪表使用的是温度检测 仪表，并内置稳定指数元算判断模块以及控制控制模块。
本发明的系统可以对循环水水质、运行工况实现实时显示及远程传输， 实现智能化全自动运行。
下面将以集中空调敞开式循环冷却水系统的应用为例对本专利作进一 步详细说明。
某集中空调敞开式循环冷却水系统，水容积为50m3,供回水温度为32 ℃～37℃，补水电导率350uS/cm，补水硬度为80mg/l，运行控制浓缩倍数 为5。
循环水在运行期间，采用物理法精密过滤器对循环水进行旁流式过滤， 当过滤器进出口压差达到假定的3mH2O,过滤器按顺序启动过滤单元进行冲 洗排污，其它过滤单元正常过滤。当压差达到假定的2mH2O,则冲洗排污单 元自动转入过滤运行状态。
循环水在运行期间，取样管将循环水引入水质和运行工况检测装置， 水质和运行工况检测装置将pH值、电导率、温度、ORP指标的检测值传输 到水质和运行工况控制装置。
水质和运行工况控制装置的内置软件根据监测的水质和温度，自动计 算循环水的稳定指数。当稳定指数在6.0-7.0之间，自动停止加药装置阻 垢剂和缓蚀剂的药剂投放。当稳定指数小于6.0时，此时，循环水处于结 垢倾向，自动开启加药装置阻垢剂的药剂投放，当稳定指数大于等于6.0 时，自动停止加药装置阻垢剂的药剂投放。当稳定指数大于7.0时，此时， 循环水处于腐蚀倾向，自动开启加药装置缓蚀剂的药剂投放，当稳定指数 小于等于7.0时，自动停止加药装置缓蚀剂的药剂投放。
当ORP指标大于等于550mV时，自动停止加药装置杀菌剂的药剂投放， 当ORP指标小于等于450mV时，自动开启加药装置杀菌剂的药剂投放。
当检测的电导率大于1750uS/cm，强制开启取样管上的强制排水阀， 当检测的电导率小于1400uS/cm时，关闭取样管上的强制排水阀。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 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，均落在本发明的保护范围内。