用于循環(huán)冷卻水自動(dòng)處理和排污水回用的集成設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于循環(huán)冷卻水自動(dòng)處理和排污水回用的集成設(shè)備，該集成設(shè)備包括冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)控裝置、冷卻水處理效果監(jiān)測裝置、藥劑投加裝置、用水量及用藥量統(tǒng)計(jì)裝置、冷卻水深度處理回用裝置和現(xiàn)場控制裝置。本實(shí)用新型可以有效地在線監(jiān)測循環(huán)冷卻水水質(zhì)，針對水質(zhì)的實(shí)際情況自動(dòng)加藥和調(diào)整，防止冷卻水發(fā)生結(jié)垢，腐蝕，微生物和沉積等問題，保證冷卻水水質(zhì)滿足深度處理回用水水質(zhì)要求，并減少約30％冷卻水處理化學(xué)品用量；在冷卻水水質(zhì)濃縮倍數(shù)達(dá)到國標(biāo)允許最大值時(shí)，啟動(dòng)深度處理回用裝置，使用反滲透系統(tǒng)配合專用阻垢劑對冷卻水排污水進(jìn)行深度處理，以回用50-60％排污水。實(shí)際提高冷卻水排放鈣離子+碳酸氫根達(dá)到2300ppm(以碳酸鈣計(jì))。
【專利說明】用于循環(huán)冷卻水自動(dòng)處理和排污水回用的集成設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于全自動(dòng)控制循環(huán)冷卻水水質(zhì)和深化處理循環(huán)冷卻水以 達(dá)到回用目的的一體化集成設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)指總礦物質(zhì)在冷卻水中的含量與在補(bǔ)水中含量的比值，也可 表示為冷卻水補(bǔ)水總量與排污總量（包括排污，泄漏，飛濺等）的比值。
[0003] 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行中，通過蒸發(fā)部分冷卻水以達(dá)到降溫的目的。由于蒸發(fā)的 是純水，被蒸發(fā)的冷卻水中含有的礦物質(zhì)繼續(xù)留在冷卻水中，這導(dǎo)致冷卻水中礦物質(zhì)濃度 不斷升高，即濃縮倍數(shù)不斷提高。當(dāng)冷卻水中礦物質(zhì)的濃度達(dá)到一定比例，必須排放部分冷 卻水以避免結(jié)垢，腐蝕、沉積和微生物的孳生等一系列問題。排放冷卻水的量決定濃縮倍 數(shù)，排放的量大則濃縮倍數(shù)低，反之，排放冷卻水的量小則濃縮倍數(shù)高。
[0004] 我國工業(yè)用水中的70?80%為循環(huán)冷卻水補(bǔ)水，國標(biāo)《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì) 規(guī)范》GB50050-2007中已將循環(huán)水濃縮倍數(shù)從平均3倍（1995年標(biāo)準(zhǔn)）提高到5倍，能夠節(jié) 約冷卻水總用量16. 7 %，以2004年用水量計(jì)，全國可節(jié)約176億噸水。另外，還有的間接效 益是減少水源規(guī)模和輸配水管網(wǎng)，減少水處理藥劑量，減少動(dòng)能消耗等。因此，準(zhǔn)確、快速、 在線地將循環(huán)水濃縮倍數(shù)控制在合理的范圍內(nèi)是實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排，保護(hù)環(huán)境中的重要環(huán)節(jié)之 〇
[0005] 通過投加水處理化學(xué)品如阻垢劑和分散劑可以提高較大幅度冷卻水中礦物質(zhì)的 溶解度，以防止這些礦物質(zhì)如碳酸鈣，硅酸鎂等結(jié)垢。但是當(dāng)水中會導(dǎo)致結(jié)垢的礦物質(zhì)達(dá)到 一定總量，如鈣離子+碳酸氫根達(dá)到IlOOppm(以碳酸鈣計(jì)），即使投加阻垢劑也不能防止 如碳酸鈣結(jié)垢產(chǎn)物的形成，就進(jìn)行必須排污。所以在GB50050-2007《工業(yè)冷卻水設(shè)計(jì)規(guī)范》 中，要求冷卻水水質(zhì)鈣離子+碳酸氫根〈1 IOOppm (以碳酸鈣計(jì)）。如北京市西城區(qū)市政自來 水鈣離子+碳酸氫根約為450ppm(以碳酸鈣計(jì)），用作冷卻水補(bǔ)水時(shí)，當(dāng)冷卻水濃縮倍數(shù)約 為2. 4-2. 5倍時(shí)就達(dá)到鈣離子+碳酸氫根MlOOppm(以碳酸鈣計(jì)），這是就必須排污，無法 達(dá)到國標(biāo)要求的濃縮倍時(shí)不應(yīng)低于3倍，不易低于5倍的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致用水量極大的增加。
[0006] 為此，傳統(tǒng)的方式是通過對水質(zhì)進(jìn)行軟化處理以降低硬度，或者加酸以降低堿度 的方式，保證鈣離子+碳酸氫根〈llOOppm(以碳酸鈣計(jì)），以提高濃縮倍數(shù)和減少排污水量。 但這些處理方式都面臨處理費(fèi)用過大，提高濃縮倍數(shù)有限等問題。除此之外，加酸還有腐蝕 冷卻水系統(tǒng)金屬和操作危險(xiǎn)的問題。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)冷卻水排污的回用，傳統(tǒng)采取技術(shù)包括冷卻水進(jìn)行過濾的處理做為中水用 于綠化或沖洗；冷卻水經(jīng)過弱酸陽離子處理回用冷卻水和經(jīng)過膜過濾處理回用等方式。在 本專利中使用反滲透膜處理回用。
[0008] 但冷卻水運(yùn)行條件較差，水質(zhì)中污染物如微生物，不溶解固形物和礦物質(zhì)較多，會 很快污染深度處理的反滲透系統(tǒng)，使系統(tǒng)失效。所以需要對冷卻水進(jìn)行良好處理，以使其水 質(zhì)達(dá)到深度處理系統(tǒng)的進(jìn)水要求。
[0009] 在循環(huán)冷卻水運(yùn)行的過程中，由于運(yùn)行的環(huán)境、溫度和冷卻水中的離子不斷濃縮， 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)會發(fā)生以下問題，諸如：結(jié)垢和腐蝕；微生物、細(xì)菌和污垢；由此會影響循 環(huán)冷卻水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使工廠生產(chǎn)工藝運(yùn)行的用水量，能源和維護(hù)成本上升，嚴(yán)重的 話，會導(dǎo)致生產(chǎn)工藝的停機(jī)。所以，在循環(huán)冷卻水運(yùn)行中，需進(jìn)行水處理，投加緩蝕阻垢劑和 殺菌劑。
[0010] 目前，我國水處理藥劑的質(zhì)量和功能與國外同類產(chǎn)品相比基本相同，但在水處理 藥劑自動(dòng)投加和控制及循環(huán)冷卻水自控管理水平上還有差距。在循環(huán)冷卻水運(yùn)行中，水處 理化學(xué)品的自動(dòng)投加和監(jiān)控是系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。若水處理化學(xué)品投加不足會導(dǎo)致循環(huán) 冷卻水系統(tǒng)發(fā)生結(jié)垢，腐蝕，微生物的問題；而若過量投加又會導(dǎo)致藥劑浪費(fèi)，運(yùn)行成本增 力口，及磷酸垢沉積的問題。水處理藥劑應(yīng)在循環(huán)冷卻水中保持穩(wěn)定的劑量，以保護(hù)系統(tǒng)免于 結(jié)垢，腐蝕，微生物及沉積的問題。現(xiàn)在的加藥控制方式均為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值定量投加，投加后 取樣回實(shí)驗(yàn)室分析水樣中藥劑有效含量，再根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整加藥量。上述水處理化學(xué)投 加方式的不足是：藥劑投加和調(diào)整方式均不能穩(wěn)定控制藥劑在冷卻水中的含量，隨著生產(chǎn) 負(fù)荷的變化，環(huán)境溫度的變化和其他因素影響，及冷卻水系統(tǒng)蒸發(fā)和排污量變化，受上述因 素影響，按照現(xiàn)有定量投加水處理化學(xué)品會經(jīng)常超過或低于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)正常所需藥劑 劑量，從而造成各種問題。
[0011] 為此，我國在2007年發(fā)布，2008年5月1日正式執(zhí)行的GB50050-2007《工業(yè)循環(huán) 冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》中提出以下設(shè)備要求，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)宜采用以下各項(xiàng)監(jiān)測與控制： PH值在線監(jiān)測與加酸連鎖控制；電導(dǎo)率在線監(jiān)測和排污水里聯(lián)鎖控制；ORP (氧化還原電 位）在線監(jiān)測與氧化性殺生劑投加量連鎖控制；阻垢緩蝕劑濃度在線監(jiān)測與阻垢緩蝕劑投 加量連鎖控制。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0012] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供一種循環(huán)冷卻水處理全自動(dòng)控制和冷卻水深 度處理回用的集成設(shè)備，可以有效地在線監(jiān)測循環(huán)冷卻水水質(zhì)，針對水質(zhì)的實(shí)際情況自動(dòng) 加藥和調(diào)整，防止冷卻水發(fā)生結(jié)垢，腐蝕，微生物和沉積等問題，保證冷卻水水質(zhì)滿足深度 處理回用水水質(zhì)要求，并減少約30%冷卻水處理化學(xué)品用量；在冷卻水水質(zhì)濃縮倍數(shù)達(dá)到 國標(biāo)允許最大值時(shí)，啟動(dòng)深度處理回用裝置，使用反滲透系統(tǒng)配合專用阻垢劑對冷卻水排 污水進(jìn)行深度處理，以回用50-60%排污水。實(shí)際提高冷卻水排放鈣離子+碳酸氫根達(dá)到 2300ppm(以碳酸鈣計(jì)），在不加酸和軟化處理的情況下大幅度提高冷卻水濃縮倍數(shù)，減少 排污量。
[0013] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種用于循環(huán)冷卻水自動(dòng)處理和排污水回用 的集成設(shè)備，其中，冷卻塔設(shè)有循環(huán)水進(jìn)口、循環(huán)水出口、冷卻水出口、加藥口和補(bǔ)水進(jìn)口； 自循環(huán)水出口連接至循環(huán)水進(jìn)口的冷卻水循環(huán)管路上依次設(shè)有第一水泵和熱交換器；自循 環(huán)水出口連接至循環(huán)水進(jìn)口的冷卻水循環(huán)管路上依次設(shè)有第一水泵和熱交換器；該集成設(shè) 備包括冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)控裝置、冷卻水處理效果監(jiān)測裝置、藥劑投加裝置、用水量及用藥 量統(tǒng)計(jì)裝置、冷卻水深度處理回用裝置和現(xiàn)場控制裝置；所述冷卻水循環(huán)管路上、且位于第 一水泵的兩端并聯(lián)有一取樣管路，所述冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)控裝置和冷卻水處理效果監(jiān)測裝 置設(shè)置在該取樣管路上；所述冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)控裝置包括在線PH計(jì)、在線電導(dǎo)率儀、ORP 在線分析儀和在線緩蝕阻垢劑監(jiān)測儀；所述冷卻水處理效果監(jiān)測裝置包括兩臺在線腐蝕 率儀和在線污垢沉積監(jiān)測儀；所述藥劑投加裝置包括酸計(jì)量泵，第一緩蝕阻垢劑計(jì)量泵和 第二緩蝕阻垢劑計(jì)量泵，第一殺菌劑計(jì)量泵和第二菌劑計(jì)量泵，剝離劑計(jì)量泵，分散劑計(jì)量 泵，絮凝劑計(jì)量泵和還原劑計(jì)量泵及與這些泵連接的藥桶，所述酸計(jì)量泵、第一緩蝕阻垢劑 計(jì)量泵、第一殺菌劑計(jì)量泵、剝離劑計(jì)量泵和分散劑計(jì)量泵均與冷卻塔相連，用于控制冷卻 水循環(huán)管路的水質(zhì)；所述用水量及用藥量統(tǒng)計(jì)裝置包括遠(yuǎn)傳水表和各藥桶液位計(jì)；所述冷 卻水出口通過冷卻水回用管路連接至所述補(bǔ)水進(jìn)口，所述冷卻水深度處理回用裝置設(shè)置在 所述冷卻水回用管路上；所述冷卻水深度處理回用裝置包括依次連接的水箱、第二水泵、疊 片過濾器或多介質(zhì)過濾器、超濾器、保安過濾器和反滲透膜系統(tǒng)，所述水箱的上游設(shè)有電動(dòng) 閥，所述絮凝劑計(jì)量泵連接至所述水箱，所述第二緩蝕阻垢劑計(jì)量泵、所述還原劑計(jì)量泵和 第二殺菌劑計(jì)量泵連接至保安過濾器的上游管路，所述第二緩蝕阻垢劑計(jì)量泵、第二殺菌 劑計(jì)量泵、絮凝劑計(jì)量泵和還原劑計(jì)量泵用于控制冷卻水回用管路的水質(zhì)；所述反滲透系 統(tǒng)的產(chǎn)水出口連接至補(bǔ)水進(jìn)口，所述反滲透系統(tǒng)的濃水水出連接至濃水池進(jìn)行排污；所述 現(xiàn)場控制裝置包括PLC、無線傳輸裝置和遠(yuǎn)程服務(wù)器；連接管路上還設(shè)有壓力計(jì)和流量計(jì)； 所述冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)控裝置、冷卻水處理效果監(jiān)測裝置、藥劑投加裝置、用水量及用藥量 統(tǒng)計(jì)裝置、冷卻水深度處理回用裝置及連接管路上的壓力計(jì)和流量計(jì)均與所述現(xiàn)場控制裝 置連接。
[0014] 進(jìn)一步講：所述反滲透膜系統(tǒng)包括一段產(chǎn)水RO膜和二段產(chǎn)水RO膜，所述一段產(chǎn)水 RO膜由兩組并聯(lián)的產(chǎn)水RO膜構(gòu)成，該兩組產(chǎn)水RO膜的產(chǎn)水出口通過冷卻水回用管路連接 至補(bǔ)水進(jìn)口，該兩組產(chǎn)水RO膜的濃水出口連接至所述二段產(chǎn)水RO膜的原水進(jìn)口，所述二段 產(chǎn)水RO膜的產(chǎn)水出口連接至補(bǔ)水進(jìn)口，所述二段產(chǎn)水RO膜的濃水出口連接至濃水池進(jìn)行 排放，即：一段產(chǎn)水RO膜產(chǎn)水直接回用，一段產(chǎn)水RO膜濃水進(jìn)入二段產(chǎn)水RO膜，二段產(chǎn)水 RO膜產(chǎn)水與一段產(chǎn)水RO膜產(chǎn)水一起回用，二段產(chǎn)水RO膜濃水排放。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：通過循環(huán)冷卻水處理全自動(dòng)控制和 冷卻水深度處理回用的集成設(shè)備實(shí)現(xiàn)了冷卻水處理的全自動(dòng)在線監(jiān)制和遠(yuǎn)程監(jiān)控，能夠有 效的管理冷卻水水質(zhì)和降低冷卻水處理費(fèi)用；良好的管理冷卻水水質(zhì)使其能夠達(dá)到深度處 理回用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，通過一體化的回用裝置和專用化學(xué)品配合，直接實(shí)現(xiàn)冷卻水回用，和高 濃縮倍數(shù)的排污，避免傳統(tǒng)加酸和軟化處理等方式，達(dá)到超過現(xiàn)實(shí)行國標(biāo)排污標(biāo)準(zhǔn)1倍以 上，大量減少冷卻水用量的目的；和降低傳統(tǒng)冷卻水回用所需大量設(shè)備和場地建設(shè)投資。使 用人員通過網(wǎng)頁瀏覽的方式即可不受地點(diǎn)和終端的限制直接監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是本實(shí)用新型循環(huán)冷卻水處理全自動(dòng)控制和冷卻水深度處理回用的集成設(shè) 備不意圖；
[0017] 圖2是實(shí)施例中的冷卻水電導(dǎo)率曲線圖；
[0018] 圖3是實(shí)施例中的冷卻水緩蝕阻垢劑濃度曲線圖；
[0019] 圖4是實(shí)施例中的冷卻水鈣硬和堿度之和的曲線圖；
[0020] 圖5是實(shí)施例中的冷卻水鐵離子曲線圖；
[0021] 圖6是實(shí)施例中的冷卻水在線腐蝕率監(jiān)測結(jié)果圖；
[0022] 圖7是實(shí)施例中的冷卻水ORP控制曲線圖；
[0023] 圖8是實(shí)施例中的冷卻水細(xì)菌監(jiān)測結(jié)果曲線圖；
[0024] 圖9是實(shí)施例中的冷卻水濁度監(jiān)測結(jié)果曲線圖；
[0025] 圖10是實(shí)施例中的冷卻水在線污垢沉積速度監(jiān)測結(jié)果曲線圖；
[0026] 圖11是實(shí)施例中的反滲透進(jìn)水、濃水電導(dǎo)率曲線圖；
[0027] 圖12是實(shí)施例中的反滲透進(jìn)水鈣硬和堿度之和的曲線圖；
[0028] 圖13是實(shí)施例中的反滲透濃水鈣硬和堿度之和的曲線圖；
[0029] 圖14是實(shí)施例中的反滲透運(yùn)行各段壓力結(jié)果圖；
[0030] 圖15是實(shí)施例中的反滲透產(chǎn)水和濃水流量歷史統(tǒng)計(jì)圖；
[0031] 圖16是實(shí)施例中的反滲透濃水細(xì)菌監(jiān)測結(jié)果曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0033] 如圖1所示，本實(shí)用新型一種用于循環(huán)冷卻水自動(dòng)處理和排污水回用的集成設(shè) 備，冷卻塔1上設(shè)有循環(huán)水進(jìn)口 2、循環(huán)水出口 3、冷卻水出口 8、加藥口 4和補(bǔ)水進(jìn)口 5 ;自 所述循環(huán)水出口 3連接至所述循環(huán)水進(jìn)口 2的冷卻水循環(huán)管路10上依次設(shè)有第一水泵6和 熱交換器7 ;該集成設(shè)備還包括冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)控裝置20、冷卻水處理效果監(jiān)測裝置30、 藥劑投加裝置40、用水量及用藥量統(tǒng)計(jì)裝置、冷卻水深度處理回用裝置50和現(xiàn)場控制裝置 60 〇
[0034] 在所述冷卻水循環(huán)管路10上、且位于第一水泵6的兩端并聯(lián)有一取樣管路70,所 述冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)控裝置20和冷卻水處理效果監(jiān)測裝置30設(shè)置在該取樣管路70上；所 述冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)控裝置20包括在線pH計(jì)21、在線電導(dǎo)率儀22、0RP在線分析儀23和 在線緩蝕阻垢劑監(jiān)測儀24 ;所述冷卻水處理效果監(jiān)測裝置30包括兩臺在線腐蝕率儀31和 32及在線污垢沉積監(jiān)測儀33。
[0035] 所述藥劑投加裝置40包括酸計(jì)量泵41，第一緩蝕阻垢劑計(jì)量泵42和第二緩蝕阻 垢劑計(jì)量泵43,第一殺菌劑計(jì)量泵44和第二殺菌劑計(jì)量泵45、剝離劑計(jì)量泵、分散劑計(jì)量 泵、絮凝劑計(jì)量泵46和還原劑計(jì)量泵47及與這些泵連接的藥桶；所述酸計(jì)量泵41、第一 緩蝕阻垢劑計(jì)量泵42、第一殺菌劑計(jì)量泵44、剝離劑計(jì)量泵和分散劑計(jì)量泵均與冷卻塔相 連，用于控制冷卻水循環(huán)管路10的水質(zhì)。
[0036] 所述用水量及用藥量統(tǒng)計(jì)裝置包括遠(yuǎn)傳水表和各藥桶中的液位計(jì)。
[0037] 所述冷卻水出口 8通過冷卻水回用管路80連接至所述補(bǔ)水進(jìn)口 5,所述冷卻水深 度處理回用裝置50設(shè)置在所述冷卻水回用管路80上；所述冷卻水深度處理回用裝置50包 括依次連接的水箱51、第二水泵52、疊片過濾器或多介質(zhì)過濾器53、超濾器54、保安過濾器 55和反滲透膜系統(tǒng)56,所述水箱51的上游設(shè)有電動(dòng)閥57,所述絮凝劑計(jì)量泵46連接至所 述水箱51，所述第二緩蝕阻垢劑計(jì)量泵43、所述還原劑計(jì)量泵47和第二殺菌劑計(jì)量泵45 連接至保安過濾器55的上游管路，所述第二緩蝕阻垢劑計(jì)量泵43、第二殺菌劑計(jì)量泵45、 絮凝劑計(jì)量泵46和還原劑計(jì)量泵47用于控制冷卻水回用管路80的水質(zhì)。所述反滲透系 統(tǒng)56的產(chǎn)水出口通過冷卻水回用管路80連接至補(bǔ)水進(jìn)口 5,所述反滲透系統(tǒng)56的濃水水 出連接至濃水池進(jìn)行排污，即，所述反滲透膜系統(tǒng)57包括一段產(chǎn)水RO膜561和二段產(chǎn)水RO 膜562,所述一段產(chǎn)水RO膜561由兩組并聯(lián)的產(chǎn)水RO膜構(gòu)成，該兩組產(chǎn)水RO膜的產(chǎn)水出口 通過冷卻水回用管路80連接至補(bǔ)水進(jìn)口 5,該兩組產(chǎn)水RO膜的濃水出口連接至所述二段產(chǎn) 水RO膜562的原水進(jìn)口，所述二段產(chǎn)水RO膜562的濃水出口連接至濃水池進(jìn)行排污，所述 二段產(chǎn)水出口通過冷卻水回用管路80連接至補(bǔ)水進(jìn)口 5。即：一段產(chǎn)水RO膜產(chǎn)水直接回 用，一段產(chǎn)水RO膜濃水進(jìn)入二段產(chǎn)水RO膜，二段產(chǎn)水RO膜產(chǎn)水與一段產(chǎn)水RO膜產(chǎn)水一起 回用，二段產(chǎn)水RO膜濃水排放。
[0038] 所述現(xiàn)場控制裝置60包括PLC、無線傳輸裝置、遠(yuǎn)程服務(wù)器61和網(wǎng)頁遠(yuǎn)程監(jiān)控 62〇
[0039] 在連接管路上設(shè)有壓力計(jì)和流量計(jì)，所述冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)控裝置20、冷卻水處 理效果監(jiān)測裝置30、藥劑投加裝置40、用水量及用藥量統(tǒng)計(jì)裝置、冷卻水深度處理回用裝 置50及連接管路上的壓力計(jì)和流量計(jì)均與所述現(xiàn)場控制裝置60連接。
[0040] 利用本實(shí)用新型設(shè)備循環(huán)冷卻水處理全自動(dòng)控制和冷卻水深度處理回用，包括以 下步驟：
[0041] 冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)控步驟：通過在線pH計(jì)21在線實(shí)時(shí)監(jiān)測冷卻水的pH值，并控 制酸的加入；通過在線電導(dǎo)率儀22在線監(jiān)測冷卻水的電導(dǎo)率，在冷卻水達(dá)到最大濃縮倍數(shù) 的情況下，開啟冷卻水深度處理回用裝置50 ;通過ORP在線分析儀23在線實(shí)時(shí)監(jiān)測冷卻水 0RP，并控制殺菌劑的加入；通過在線緩蝕阻垢劑監(jiān)測儀42在線實(shí)時(shí)監(jiān)測冷卻水緩蝕阻垢 劑的濃度，并控制緩蝕阻垢劑的加入；所有運(yùn)行數(shù)據(jù)通過PLC無線傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器61的 數(shù)據(jù)庫，用于遠(yuǎn)程監(jiān)測和歷史數(shù)據(jù)查詢。取樣水流經(jīng)冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)測裝置的過程中，緩 蝕阻垢劑監(jiān)測儀24監(jiān)測緩蝕阻垢劑濃度，當(dāng)緩蝕阻垢劑濃度低于設(shè)定值時(shí)，通過現(xiàn)場控制 裝置60控制第一緩蝕阻垢劑泵42動(dòng)作加入緩蝕阻垢劑。在線pH計(jì)21監(jiān)測冷卻水的pH 值，當(dāng)pH值高于設(shè)定值時(shí)，通過現(xiàn)場控制裝置60控制酸計(jì)量泵41動(dòng)作加入酸。ORP在線分 析儀23監(jiān)測冷卻水的0RP，當(dāng)ORP值低于設(shè)定值時(shí)，通過現(xiàn)場控制裝置控制第一殺菌劑泵 44動(dòng)作加入氧化殺菌劑。
[0042] 冷卻水處理效果監(jiān)測步驟：通過兩臺在線腐蝕率儀31和32在線實(shí)時(shí)監(jiān)測金屬實(shí) 際腐蝕速率，在腐蝕速率超過限定值時(shí)自動(dòng)增加緩蝕劑濃度設(shè)定值，自動(dòng)增加緩蝕劑投加 量；通過在線污垢沉積監(jiān)測儀33在線實(shí)時(shí)監(jiān)測污垢和沉積物的附著速率，該附著速度超過 限定值時(shí)自動(dòng)增加分散劑的投加濃度和增加殺菌劑、剝離劑的投加量；與此同時(shí)，發(fā)出報(bào)警 信息，通過短信息、郵件方式將報(bào)警信息送達(dá)管理人；所有運(yùn)行數(shù)據(jù)通過PLC無線傳輸至遠(yuǎn) 程服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，用于遠(yuǎn)程監(jiān)測和歷史數(shù)據(jù)查詢。取樣水流經(jīng)處理效果監(jiān)測裝置的過程中， 在線污垢沉積監(jiān)測儀33監(jiān)測冷卻水實(shí)時(shí)結(jié)垢和沉積傾向，當(dāng)大于設(shè)定值時(shí)會自動(dòng)提高現(xiàn) 場控制裝置60中阻垢劑濃度設(shè)定值，并且該現(xiàn)場控制裝置60自動(dòng)控制第一緩蝕阻垢劑泵 42動(dòng)作加入阻垢劑，兩臺腐蝕率儀31和32監(jiān)測冷卻水實(shí)時(shí)腐蝕傾向，當(dāng)大于設(shè)定值會自動(dòng) 提高現(xiàn)場控制裝置60中緩蝕劑濃度的設(shè)定值，現(xiàn)場控制裝置60自動(dòng)控制第一緩蝕阻垢劑 泵動(dòng)作加入緩蝕劑。
[0043] 藥劑投加步驟：根據(jù)在線pH計(jì)21、在線電導(dǎo)率儀22、0RP在線分析儀23、在線緩蝕 阻垢劑監(jiān)測儀、在線腐蝕率儀31和32及在線污垢沉積監(jiān)測儀33的數(shù)據(jù)控制酸計(jì)量泵41， 第一緩蝕阻垢劑計(jì)量泵42和第二緩蝕阻垢劑計(jì)量泵43,第一殺菌劑計(jì)量泵44和第二殺菌 劑計(jì)量泵45、剝離劑計(jì)量泵、分散劑計(jì)量泵、絮凝劑計(jì)量泵46和還原劑計(jì)量泵47的運(yùn)行時(shí) 間和狀態(tài)，從而控制冷卻水和回用水的水質(zhì)。上述各加藥泵的運(yùn)行由PLC根據(jù)各在線儀表 數(shù)據(jù)控制，每個(gè)加藥泵的運(yùn)行的時(shí)間和狀態(tài)通過PLC無線傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，用于 遠(yuǎn)程監(jiān)測和歷史數(shù)據(jù)查詢。
[0044] 用水量及用藥量統(tǒng)計(jì)步驟：通過遠(yuǎn)傳水表和各藥桶中的液位計(jì)統(tǒng)計(jì)整個(gè)設(shè)備的總 用水量和水處理化學(xué)藥品的使用量；統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)通過PLC傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中，用于 遠(yuǎn)程監(jiān)測和歷史數(shù)據(jù)查詢。
[0045] 冷卻水深度處理回用步驟：在線電導(dǎo)率儀22監(jiān)測冷卻水電導(dǎo)率，當(dāng)電導(dǎo)率達(dá)到設(shè) 定值，通過現(xiàn)場控制裝置60控制電動(dòng)閥57開啟，將冷卻水排入水箱51中，絮凝劑計(jì)量泵 46同時(shí)動(dòng)作，加入絮凝劑，通過絮凝劑計(jì)量泵46投加絮凝劑，當(dāng)水箱51液位達(dá)到上限時(shí)， 冷卻水深度處理回用裝置啟動(dòng)，冷卻水經(jīng)過疊片過濾器或多介質(zhì)過濾器53,經(jīng)過超濾器過 濾后，通過第二緩蝕阻垢劑計(jì)量泵43加入阻垢劑，通過還原劑計(jì)量泵47加入還原劑和通 過第二殺菌劑計(jì)量泵45投加殺菌劑，在經(jīng)過保安過濾器55后進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)，經(jīng)過反滲 透膜系統(tǒng)處理，冷卻水的50-60 %作為反滲透產(chǎn)水回用至冷卻水系統(tǒng)或其他用途,冷卻水的 40-50 %反滲透濃水作為冷卻水排污水排放；冷卻水深度處理回用裝置水流量，壓力等檢測 數(shù)值通過PLC無線傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，用于遠(yuǎn)程監(jiān)測和歷史數(shù)據(jù)查詢。
[0046] 控制步驟：用于收集、統(tǒng)計(jì)及控制上述各步驟中所有在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程 傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器61，從而對遠(yuǎn)程服務(wù)器61進(jìn)行控制，與此同時(shí)，遠(yuǎn)程人員以登錄網(wǎng)頁的 方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁遠(yuǎn)程監(jiān)控62。本實(shí)用新型設(shè)備中的現(xiàn)場控制裝置通過PLC控制設(shè)備中所有裝 置的啟停，并將讀取的運(yùn)行參數(shù)和包括壓力、設(shè)備狀態(tài)、流量、冷卻系統(tǒng)用水量和水處理化 學(xué)品使用量，通過互聯(lián)網(wǎng)無線傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器數(shù)據(jù)庫。遠(yuǎn)程人員可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)， 人工遠(yuǎn)程控制設(shè)備啟停和更改設(shè)定參數(shù)。
[0047] 本實(shí)用新型研究材料：
[0048]目前，在通過使用反滲透系統(tǒng)對冷卻水進(jìn)行深度處理并實(shí)現(xiàn)回用時(shí)，由于冷卻水 水質(zhì)惡劣，會對反滲透膜造成污染，導(dǎo)致系統(tǒng)失效。為避免以上問題，傳統(tǒng)工藝需對冷卻水 進(jìn)行完善前置處理，導(dǎo)致前期投資高，運(yùn)行費(fèi)用高和占用場地大，中小冷卻水系統(tǒng)用戶無法 安裝使用。
[0049] 冷卻水水質(zhì)污染反滲透膜污染主要包括以下原因：
[0050] (1)冷卻水結(jié)垢，結(jié)垢產(chǎn)物污染反滲透膜；
[0051] (2)冷卻水腐蝕冷卻水系統(tǒng)管路，導(dǎo)致冷卻水含鐵離子高，鐵離子沉積污染反滲透 膜；
[0052] (3)冷卻水含微生物過高，導(dǎo)致微生物沉積污染反滲透膜；
[0053] (4)冷卻水濁度高，導(dǎo)致沉積產(chǎn)物污染反滲透膜。
[0054] 本實(shí)用新型研究實(shí)驗(yàn)例如下：
[0055] -中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)從2013年1月5號開始全面運(yùn)行，該冷卻水系統(tǒng)不僅包 括前端冷卻水的在線監(jiān)控和控制系統(tǒng)，同時(shí)當(dāng)冷卻水濃縮運(yùn)行到最高濃縮倍數(shù)時(shí)，濃水不 是直接排放而是儲存到水箱中開啟排污水的深度處理，經(jīng)過一系列的絮凝，殺菌，過濾和超 濾處理，冷卻水實(shí)現(xiàn)了最大程度的利用，反滲透系統(tǒng)產(chǎn)生的純水進(jìn)一步回到冷卻水系統(tǒng)中 做補(bǔ)水用，全年運(yùn)行期間，通過智能加藥管理和控制系統(tǒng)的有效控制，冷卻水系統(tǒng)各項(xiàng)水質(zhì) 指標(biāo)測試合格，系統(tǒng)無結(jié)垢、腐蝕、微生物和黏泥趨勢，水質(zhì)控制穩(wěn)定，同時(shí)大大節(jié)約了化學(xué) 品、人力和能耗，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)有效的管理，同時(shí)反滲透系統(tǒng)全年產(chǎn)水量和產(chǎn)水壓力安全穩(wěn) 定，大大降低了冷卻水系統(tǒng)的全年補(bǔ)水量。
[0056] 經(jīng)過使用本實(shí)用新型設(shè)備進(jìn)行冷卻水的處理和回用，其結(jié)果如下：
[0057] (1)控制冷卻水結(jié)垢：控制冷卻水結(jié)結(jié)垢離子垢關(guān)鍵在于控制冷卻水內(nèi)硬度、堿 度離子的濃度和冷卻水中阻垢劑的濃度。通過在線電導(dǎo)率控制冷卻水硬度、堿度離子濃度 不超過上限值。通過在線緩蝕阻垢劑監(jiān)測儀監(jiān)測并控制緩蝕阻垢劑濃度，控制緩蝕阻垢劑 泵的動(dòng)作。本實(shí)用新型設(shè)備運(yùn)行中，補(bǔ)水電導(dǎo)率為505,濃縮3. 76倍計(jì)，通過在線電導(dǎo)率儀 控制電導(dǎo)率值在1900us/cm左右波動(dòng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測冷卻水電導(dǎo)率，電導(dǎo)率控制穩(wěn)定，當(dāng)實(shí) 際值高于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會自動(dòng)開啟排污，使冷卻水的濃縮倍數(shù)一直控制在一個(gè)恒定的水 平，排污是根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際情況決定，完全不用依靠人力實(shí)現(xiàn)，并且控制穩(wěn)定，如圖2所示。
[0058] (2)在線緩蝕阻垢劑監(jiān)測儀監(jiān)測并控制緩蝕阻垢劑濃度，緩蝕阻垢劑和殺菌劑也 實(shí)現(xiàn)了精確的控制投加，確保維持正常濃度。水中藥劑能夠始終保持在IOOppm左右，如圖 3所示。
[0059] (3)鈣硬加堿度控制比較穩(wěn)定，冷卻水硬度、堿度離子濃度沒有超過上限值，鈣硬 加堿度之和始終小于llOOppm，滿足國標(biāo)中對冷卻水鈣硬和堿度之和的要求，未發(fā)生結(jié)垢， 如圖4所示。
[0060] (4)控制冷卻水腐蝕：控制冷卻水腐蝕的關(guān)鍵在于保持冷卻水中緩蝕劑濃度的穩(wěn) 定。通過在線緩蝕阻垢劑監(jiān)測儀監(jiān)測并控制緩蝕阻垢劑濃度，控制緩蝕阻垢劑泵的動(dòng)作。采 用化學(xué)方法投加緩蝕劑控制，主要通過碳鋼或黃銅等金屬表面形成一層保護(hù)膜，將其與水 中的空氣隔絕，同時(shí)在緩蝕劑中加入熒光標(biāo)記物，自動(dòng)監(jiān)測緩蝕劑濃度，自動(dòng)控制緩蝕劑的 投加。在線腐蝕率儀監(jiān)測腐蝕速率，當(dāng)腐蝕速率超標(biāo)時(shí)自動(dòng)增加緩蝕劑濃度。冷卻水中緩 蝕阻垢劑的濃度控制穩(wěn)定，系統(tǒng)的腐蝕情況得到了非常有利的控制，水中鐵離子濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn) 低于國標(biāo)對鐵離子濃度的要求（GB50050-2007,鐵離子濃度< lppm)，同時(shí)在線腐蝕率監(jiān)測 到的腐蝕速率基本都在〇. 〇6mm/a左右波動(dòng)，滿足國標(biāo)對腐蝕率的要求，如圖5和圖6所示。
[0061] 國標(biāo)3. 1. 6中規(guī)定碳鋼設(shè)備傳熱面水側(cè)腐蝕速率應(yīng)小于0. 075mm/a，銅合金和不 銹鋼設(shè)備傳熱面水側(cè)腐蝕速率應(yīng)小于〇. 〇〇5mm/a。碳鋼和黃銅的掛片腐蝕率分析見表1，從 表1中的數(shù)據(jù)可以得出掛片腐蝕結(jié)果分析：碳鋼掛片腐蝕率均符合國家控制標(biāo)準(zhǔn)〇. 〇75_/ a以下，銅掛片腐蝕率均符合國家控制標(biāo)準(zhǔn)0. 005mm/a以下，說明碳鋼材質(zhì)、銅材質(zhì)腐蝕情 況均在控制范圍內(nèi)。
[0062] 表1掛片腐蝕率分析：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于循環(huán)冷卻水自動(dòng)處理和排污水回用的集成設(shè)備，在冷卻塔上設(shè)有循環(huán)水進(jìn) 口、循環(huán)水出口、冷卻水出口、加藥口和補(bǔ)水進(jìn)口；自循環(huán)水出口連接至循環(huán)水進(jìn)口的冷卻 水循環(huán)管路上依次設(shè)有第一水泵和熱交換器；其特征在于： 該集成設(shè)備包括冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)控裝置、冷卻水處理效果監(jiān)測裝置、藥劑投加裝置、 用水量及用藥量統(tǒng)計(jì)裝置、冷卻水深度處理回用裝置和現(xiàn)場控制裝置； 所述冷卻水循環(huán)管路上、且位于第一水泵的兩端并聯(lián)有一取樣管路，所述冷卻水水質(zhì) 在線監(jiān)控裝置和冷卻水處理效果監(jiān)測裝置設(shè)置在該取樣管路上；所述冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)控 裝置包括在線pH計(jì)、在線電導(dǎo)率儀、ORP在線分析儀和在線緩蝕阻垢劑監(jiān)測儀；所述冷卻水 處理效果監(jiān)測裝置包括兩臺在線腐蝕率儀和在線污垢沉積監(jiān)測儀； 所述藥劑投加裝置包括酸計(jì)量泵，第一緩蝕阻垢劑計(jì)量泵和第二緩蝕阻垢劑計(jì)量泵， 第一殺菌劑計(jì)量泵和第二菌劑計(jì)量泵，剝離劑計(jì)量泵，分散劑計(jì)量泵，絮凝劑計(jì)量泵和還原 劑計(jì)量泵及與這些泵連接的藥桶；所述酸計(jì)量泵、第一緩蝕阻垢劑計(jì)量泵、第一殺菌劑計(jì)量 泵、剝離劑計(jì)量泵和分散劑計(jì)量泵均與冷卻塔相連，用于控制冷卻水循環(huán)管路的水質(zhì)； 所述用水量及用藥量統(tǒng)計(jì)裝置包括遠(yuǎn)傳水表和各藥桶液位計(jì)； 所述冷卻水出口通過冷卻水回用管路連接至補(bǔ)水進(jìn)口，所述冷卻水深度處理回用裝置 設(shè)置在所述冷卻水回用管路上；所述冷卻水深度處理回用裝置包括依次連接的水箱、第二 水泵、疊片過濾器或多介質(zhì)過濾器、超濾器、保安過濾器和反滲透膜系統(tǒng)，所述水箱的上游 設(shè)有電動(dòng)閥，所述絮凝劑計(jì)量泵連接至所述水箱，所述緩蝕阻垢劑計(jì)量泵、所述還原劑計(jì)量 泵和殺菌劑計(jì)量泵連接至保安過濾器的上游管路，所述第二緩蝕阻垢劑計(jì)量泵、第二殺菌 劑計(jì)量泵、絮凝劑計(jì)量泵和還原劑計(jì)量泵用于控制冷卻水回用管路的水質(zhì)；所述反滲透系 統(tǒng)的產(chǎn)水出口連接至補(bǔ)水進(jìn)口，所述反滲透系統(tǒng)的濃水水出連接至濃水池進(jìn)行排污； 所述現(xiàn)場控制裝置包括PLC、無線傳輸裝置和遠(yuǎn)程服務(wù)器； 連接管路上還設(shè)有壓力計(jì)和流量計(jì)； 所述冷卻水水質(zhì)在線監(jiān)控裝置、冷卻水處理效果監(jiān)測裝置、藥劑投加裝置、用水量及用 藥量統(tǒng)計(jì)裝置、冷卻水深度處理回用裝置及連接管路上的壓力計(jì)和流量計(jì)均與所述現(xiàn)場控 制裝置連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于循環(huán)冷卻水自動(dòng)處理和排污水回用的集成設(shè)備，其特征在 于，所述反滲透膜系統(tǒng)包括一段產(chǎn)水R0膜和二段產(chǎn)水R0膜，所述一段產(chǎn)水R0膜由兩組并 聯(lián)的產(chǎn)水R0膜構(gòu)成，該兩組產(chǎn)水R0膜的產(chǎn)水出口通過冷卻水回用管路連接至補(bǔ)水進(jìn)口，該 兩組產(chǎn)水R0膜的濃水出口連接至所述二段產(chǎn)水R0膜的原水進(jìn)口，所述二段產(chǎn)水R0膜的產(chǎn) 水出口連接至補(bǔ)水進(jìn)口，所述二段產(chǎn)水R0膜的濃水出口連接至濃水池進(jìn)行排放。
【文檔編號】C02F9/04GK204138472SQ201420546902
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】許錦璐 申請人:許錦璐