CN101318742B - 循环水系统的综合处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了循环水系统的综合处理方法，它对循环水系统补水进行处理；对循环水系统中的循环水进行监测并且通过物理、化学或物理和化学的方法进行处理；对循环水系统中的各类换热器、散热器和/或各类阀门和仪表进行防垢、防腐及沉积污垢的处理，上述的三部分处理组成了循环水系统的综合处理方法，本发明的综合处理方法与现有技术相比，它是针对系统的实际需求，结合补充水的水质，采用对补充水、循环水、末端设备同时处理的综合处理方法，并且根据循环水系统的工作温度和设备结构、材质有的放矢地调控水中的杂质、硬度、菌类、PH值和氯离子浓度，使循环水系统在防垢、除垢、缓蚀、除锈、沉积污垢、杀菌和灭藻等方面达到了最好的效果。

Description

循环水系统的综合处理方法

技术领域

本发明涉及一种应用于采暖循环系统、中央空调循环系统、冷却循环系统、工业循环水系统等系统的循环水综合处理方法。

背景技术

循环水系统是指采暖循环水系统、中央空调循环水系统、冷却循环水系统、工业循环水系统等密闭式或敞开式系统，该类系统在运行过程中，由于运行工况、环境的不同，存在不同的水质问题以及由于水质问题所引起的结垢、腐蚀、菌藻、水质控制等系列问题，而这些问题又与补水水质、系统工况、环境、材质等密切相关。现有技术往往采用单一的水处理方法、单一的技术对系统进行处理，忽略了与之相关的各种条件，因此往往处理效果与设计相差甚远，原因就在于未对被处理系统进行综合处理。具体实例如下：

1、软化水加过滤器水处理方式

通常采用对补充水进行软化处理，补充至系统中来解决结垢问题，在系统中安装除污器或过滤精度为毫米级过滤器来完成过滤任务。而被处理系统往往同时存在结垢、腐蚀、菌藻问题，需要过滤精度为μm级，因此，系统运行一段时间后，水质所引发的问题会逐渐加重——处理方式不当。

2、电子水处理器方式

通常在系统中或加热器前安装电子水处理仪、磁水器、离子棒等，在泵前安装Y式除污器的组合方式，而被处理系统的补水水质、系统材质、运行工况、水质控制等要求，均是电子水处理器(物理场)水处理设备无法全部满足的，势必造成电子水处理仪效果不佳的处理结果——水处理设备使用不当。

3、化学水处理加旁滤的水处理方式

通常采用向系统中投加根据补水水质及水质控制要求配制的缓蚀、阻垢剂。安装旁滤(1—5％)过滤器的组合方式，而实际工况存在较大的问题是药剂投加难以实现在线控制，造成药剂量的波动，同时，化学水处理药剂的不稳定性(无标准、难辩认、难判断)。旁滤过滤器处理流量小，当补水水质、环境发生变化时，适应能力差。因此，系统处理效果往往受制于多种因素——运行管理复杂。

上述通用的处理方式存在两大误区：其一仅选择水处理方式，对水质进行处理，如：软化水、化学水处理、电子水处理器、过滤器等，而对系统问题不加考虑；其二仅对系统存在系列问题中某一方面问题进行处理，如仅对防垢问题处理，而对腐蚀问题不加考虑。因此，急需一种对系统全过程综合处理的技术，全面解决循环水系统的系列问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼顾防垢、除垢、防腐、除锈、沉积污垢、杀菌和灭藻等方面、统筹考虑的处理循环水系统的综合处理方法，它能满足各种循环水系统的水质处理要求的综合处理方法，使循环水系统达到最佳的工作状态。

为了更加清楚地对本发明的循环水系统的综合处理方法进行详细地说明，现在对以下名词进行定义：

补水：来源于外界水源的经过处理后进入循环水系统的水；

循环水：在循环水系统中循环使用的水。

本发明的循环水系统的综合处理方法，其中：对循环水系统的补水进行处理；对循环水系统中的循环水进行监测并且通过物理、化学或物理和化学的方法进行处理；对循环水系统中各换热器、散热器和/或各类阀门和仪表进行防垢、防腐及沉积污垢的处理，上述的三部分处理是在循环水系统的综合处理中同时进行的；

本发明的循环水系统的综合处理方法，其中：所述的对补水进行处理是根据水源的水质、水在循环水系统的工作温度和循环水系统中的设备、管道和阀门的材质及结构对水质的要求，对水源水中的杂质、硬度、菌类、PH值和氯离子分别进行过滤、软化、杀菌、调整PH和氯离子的处理，使补水达到系统的要求并补充至循环水系统中；

本发明的循环水系统的综合处理方法，其中：所述的对循环水进行监测和处理是对通过监测循环水系统总管道中的循环水的杂质、硬度、氯离子、菌类和PH值后，根据循环水系统对循环水中的杂质、硬度、氯离子、菌类和PH值的要求，对循环水进行物理、化学或物理和化学处理；

本发明的循环水系统的综合处理方法，其中：所述对循环水处理是对进入各换热器、散热器和/或各类阀门和仪表之前的循环水进行处理，它是通过物化法全程水处理器或浮动床过滤器辅助化学加药的综合方式，对循环水水质进行综合处理；

本发明的循环水系统的综合处理方法，其中：对循环水系统中各换热器、散热器和/或各类阀门和仪表进行防垢、防腐及沉积污垢的处理是通过在各个各换热器、散热器和/或各类阀门和仪表的出水端装有恒流量调节阀的方式来进行的；

本发明的循环水系统的综合处理方法，其中：对循环水系统中各换热器、散热器和/或各类阀门和仪表进行防垢、防腐及沉积污垢的处理是通过在各个换热器、散热器和/或各类阀门的进水端装有物理场水处理器或物化法全程水处理器的方式来进行的；或者在换热器、散热器和/或各类阀门的进水端装有三通阀的方式来进行的；或者在换热器、散热器和/或各类阀门的进水端装有三通阀和射频式水处理器或三通阀和物化法全程水处理器串联的方式来进行的；

本发明的循环水系统的综合处理方法，其中：当所循环水的工作温度在是60—90℃时，水质的硬度控制在小于100ppm、杂质小于20ppm内；当所循环水的工作温度在是40—60℃时，水质的硬度控制在小于200ppm、杂质小于20ppm内；当所循环水的工作温度在是20—40℃时，水质的硬度控制在小于300ppm、杂质小于20ppm内；当所循环水的工作温度在是20℃以下时，水质的硬度控制在小于450ppm、杂质小于20ppm内；

本发明的循环水系统的综合处理方法，其中：当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为铜制时，将水质的PH值调节控制在9-10之间；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为钢制时，将水质的PH值调控在10-12之间；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为铝制时，将水质的PH值调控在8.5-9之间；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为不锈钢时，将水质的PH值调控在10-12之间；当循环水系统中同时存在钢、铜、铝、不锈钢时，将水质PH值调控在8.5-9之间；

本发明的循环水系统的综合处理方法，其中：当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为钢制时，将补水、循环水氯离子浓度均控制在小于等于300ppm；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为铜制，将补水、循环水氯离子浓度均控制在小于等于100ppm；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为铝制时，将补水、循环水氯离子浓度均控制在小于等于50ppm；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为AISI304型不锈钢时，将补水、循环水氯离子浓度均控制在小于等于10ppm；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为AISI316型不锈钢时，将补水、循环水氯离子浓度均控制在小于等于100ppm；

本发明的循环水系统的综合处理方法，其中：根据各类循环水系统对菌藻的要求，依据补水水质、大气环境、循环水水质和物料漏渗情况，采用以物理杀菌为主，化学氧化类或非氧化类药剂交替投加为辅的处理方法，使水中的菌类控制在所需的范围内。

本发明的循环水系统的综合处理方法与现有技术相比，由于是采用对补水、循环水和末端循环水进行三级监控检测和调控，并且根据循环水系统的工作温度和换热器、散热器和/或各类阀门的材质及结构有的放矢地调控水中的悬浮物、硬度、菌类、总铁、总铜、PH值和氯离子浓度，使循环水系统在防垢、除垢、防腐、除锈、杀菌和灭藻等方面达到了最好的效果，不会因为只侧重上述的一个方面，而忽略了其它方面。首先，在系统需要补水时，通过对源水的水质进行检测、分析，再结合系统对补水的要求，制定补充的处理方法，通过物理场水处理设备、化学水处理设备，加药或过滤，将处理后的补水加入到循环系统中，同时对循环水系统中的循环水的水质进行在线监测，根据监测到的水质数据以及系统对水质的要求，通过物理场水处理设备/物化法水处理设备/或过滤辅助化学加药使系统中的循环水的水质稳定在标准的范围内；并且对进入换热器、散热器和/或各类阀门的末端循环水中的污垢进行过滤或/和排放，使换热器、散热器和/或各类阀门处于良好的工作状态下；故本发明的循环水系统的综合处理方法具有防垢、除垢、缓蚀、除锈、沉积污垢、杀菌和灭藻效果好，运行管理简单，能满足各种循环水系统的水质处理的要求。因此，本发明的循环水系统的综合处理方法具有突出的实质性特点和显著的技术进步。

下面结合附图及实施例详述本发明。

附图说明

图1为用本发明循环水综合处理方法的处理的工业冷却水系统的实施方式的结构示意图；

图2为用本发明循环水综合处理方法的处理的供冷和供暖系统的实施方式的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

图1所示的是一个工业冷却循环水系统的结构示意图，它包括冷却塔集水槽1、第一循环设备4、末端设备5、冷却水池6和第二循环设备7，冷却塔集水槽1中的水通过第一循环设备4进入末端设备5的换热器18，从换热器18带走热量后，升温后的循环水进入冷却水池6的进口后，再通过第二循环设备7从冷却水池6的出口抽出，进入冷却塔1进行进一步的冷却，其中第一循环设备4和7包括：循环泵14。

本发明的工业冷却循环水系统的循环水综合处理方法，是在冷却塔集水槽1处加入补充水2，并且根据工业冷却水系统的设备为钢材，工作温度在20—40℃之间，通过树脂软化的方式将补水水质的硬度控制在小于300ppm，通过加入化学药剂的方法将水质的PH值调控在10-12之间，，当循环水系统中同时存在不同的金属离子，应以PH值控制要求最低的指标为系统控制指标，氯离子的浓度调控到小于300ppm，，当循环水系统中同时存在不同的金属离子时，应以氯离子控制要求最低的指标为系统控制指标，并且根据来源水的杂质，该杂质包括悬浮物和沉淀物，采用物理过滤的方法将其滤掉，使杂质小于20ppm；同时在循环水的总管道的的任一一处通过分流阀门抽出一部分循环水，最好在循环水进入最终的末端设备5之前的总管道上抽取循环水，抽出循环水量的多少视循环水系统的具体情况而定，通常抽出循环水总量的1％—5％进行分流过滤，抽出来的水进入中间循环水处理器3，中间循环水处理器3包括浮动床过滤器11和在线监测、加药装置12，首先中间循环水通过在线监测测出抽出的循环水的杂质、硬度、菌类和PH值后，根据循环水系统对循环水中的杂质、硬度、菌类和PH值的要求，对中间循环水通过加药和/或过滤/和或排污使系统中的水质稳定在标准的范围内，具体的浮动床过滤器11的工作原理可以参见专利号为ZL200620133879.8号专利，然后将过滤后的循环水送入冷却塔集水槽1中，当循环水系统的循环水的处理量较小时，也可以在循环水的总管道的的任一一处(最好在循环水进入最终的末端设备5之前的总管道上)装有物化法全程水处理器的中间循环水处理器3，物化法全程水处理器参见专利号ZL200520023289号专利，所有的循环水均通过物化法全程水处理器进行全部过滤；同时在循环水的末端设备5的进水端装有串联在一起的过滤型射频水处理器16和三通阀17，在循环水的末端设备5的出水端装有恒流量调节阀19，在该实施例中末端设备5包括换热器18，物理场水处理器、过滤型射频水处理器16和恒流量调节阀19是由位于北京市高新技术产业开发区——中关村高科技园区的北京科净源环宇科技发展有限公司研制、开发、生产的，并已经在市场上公开销售，过滤型射频水处理器16具有过滤水质和微量调节水质的PH的作用，恒流量调节阀19具有调节循环水流量的作用，在图中虽然只画出了三个换热器18，但是它们实际上代表了若干个并联的换热器18，当换热器18工作了一段时间后(时间的长短视具体设备的状况而定)，可以将并联的换热器18中的一个三通阀17中的过滤型射频水处理器16与换热器18的连通方向关闭，并将该三通阀的排污方向打开，而其余的换热器18处于工作状态，然后用循环水或自来水对上述非工作状态的换热器18进行反冲，以将非工作状态下的换热器18中的杂质从三通阀17的排污口(图中箭头指示的方向)排出。

实施例2

图2是用本发明循环水综合处理方法的处理的供冷和供暖系统的结构示意图。与实施例1相同性质的零件采用了相同的编号，它包括分水器1、循环设备4、末端设备5、集水器6、制冷装置9和制热装置8，制冷装置9和制热装置8分别通过管道和各自的阀门与循环设备4和分水器1相连，分水器1通过管道与末端设备5的进水口相连，末端设备5的出水口与集水器6的进水口相连，集水器6的出水口通过管道和阀门分别与制冷装置9和制热装置8相连，在夏天制冷装置9开启，制热装置8关闭，制冷装置9通过循环设备4和分水器1将冷送入末端设备5中，升温后的循环水进入集水器6的进水口后，再进入制冷装置9中；在冬天制热装置8开启，制冷装置9关闭，制热装置8将热量通过循环设备4和分水器1送入末端设备5中，降温后的循环水进入集水器6的进水口后，再进入制热装置8，完成冬天供热，夏天供暖的需求，其中循环设备4包括二个循环泵14。

用本发明的循环水综合处理方法处理供冷和供暖系统，是在循环水进入循环设备4之前加入补充水2，供冷和供暖系统的材质通常为钢材和铜材，工作温度在0—60℃之间，通过树脂软化的方式将补水水质的硬度控制在小于100ppm，通过加入化学药剂的方法将水质的PH值调控在10左右，当循环水系统中同时存在不同的金属离子，应以PH值控制要求最低的指标为系统控制指标，氯离子的浓度调控到100ppm左右，当循环水系统中同时存在不同的金属离子时，应以氯离子控制要求最低的指标为系统控制指标，并且根据来源水的杂质，该杂质包括悬浮物和沉淀物，采用物理过滤的方法将其滤掉，使杂质小于20ppm；同时在循环水的总管道的任一一处通过分流阀门抽出一部分循环水，最好在循环水进入最终的末端设备之前的总管道上抽取循环水，在本实施例中，循环水是在进入分水器1之前抽出的，抽出循环水量的多少视循环水系统的具体情况而定，通常抽出循环水总量的1％—5％进行分流过滤，抽出来的水进入中间循环水处理器3，中间循环水处理器3包括浮动床过滤器11和在线监测、加药装置12，首先中间循环水通过在线监测测出抽出的循环水的杂质、硬度、菌类和PH值后，根据循环水系统对循环水中的杂质、硬度、菌类和PH值的要求，对中间循环水通过加药和/或过滤使系统中的水质稳定在标准的范围内，具体的浮动床过滤器11的工作原理可以参见专利号为ZL200620133879.8号专利，然后将过滤后的循环水送入泵14的入口中，通当循环水系统的循环水的处理量较小时，也可以在循环水的总管道的的任一一处(最好在循环水进入最终的末端设备之前的总管道上抽取循环水)装有物化法全程水处理器的中间循环水处理器3，物化法全程水处理器(专利号：ZL200520023289.5)，所有的循环水均通过物化法全程水处理器进行全部过滤，进行处理后的循环水进入泵14的入口；同时在循环水的末端设备5的进水端装有串联在一起的过滤器21和热表22，在该实施例中末端设备5包括散热器18，过滤器21和热表22是市场上通用的(涡流多向过滤器专利号：ZL01229346.6)，在图中虽然只画出了三个散热器18，但是它们实际上代表了若干个并联的散热器18。

在该系统中，制冷装置9和制热装置8包括：制冷器23和制热器24，制冷器23和制热器24本身就是换热装置，它们也存在结垢和腐蚀问题，所以也要对上述两种装置进行处理，在制冷器23和制热器24进水端装有串联的过滤型射频水处理器16和三通阀17，在制冷器23和制热器24出水端装有恒流量调节阀19，过滤型射频水处理器16和恒流量调节阀19是由位于北京市高新技术产业开发区——中关村高科技园区的北京科净源环宇科技发展有限公司研制、开发、生产的，并已经在市场上公开销售，过滤型射频水处理器16具有过滤水质和微量调节水质的PH的作用，恒流量调节阀19具有调节循环水流量的作用，在图中虽然只画出了三个制冷器23和制热器24，但是它们实际上代表了若干个分别并联的制冷器23和制热器24，当制冷器23或制热器24工作了一段时间后(时间的长短视具体设备的状况而定)，可以将制冷器23或制热器24中的一个三通阀17中的过滤型射频水处理器16与将制冷器23或制热器24的连通方向关闭，换将制冷器24或制热器25与排污方向打开，而其余的制冷器23或制热器24处于工作状态，然后用循环水或自来水对上述进行非工作状态的制冷器23或制热器24进行反冲，将非工作状态下的制冷器23或制热器24中的杂质从三通阀17的排污口(图中箭头指示的方向)排出，图中的制热器24可以为锅炉、直燃机或换热器。

对于系统中的重要阀门和仪表，如果需要的话，也可以进行与上述换热器和散热器一样的防结垢和防腐处理。

对于不同的循环水系统，它们的设备不同，使用的设备的材质也不相同，如实施例2虽然在同一个系统中，但是所使用的设备的材质也不尽相同，这时应当根据对水质要求较高的材质来选择水质控制范围。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中的工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围内，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (3)

1.一种循环水系统的综合处理方法，其特征在于：对循环水系统的补水进行处理；对循环水系统中的循环水进行监测并且通过物理、化学或物理和化学的方法进行处理：对循环水系统中各换热器、散热器和/或各类阀门和仪表进行防垢、防腐及沉积污垢的处理，上述的三部分处理是在循环水系统的综合处理中同时进行的；其中，

所述的对补水进行处理是根据水源的水质、水在循环水系统的工作温度和循环水系统中的设备、管道和阀门的材质及结构对水质的要求，对水源水中的杂质、硬度、菌类、PH值和氯离子分别进行过滤、软化、杀菌、调整PH和氯离子的处理，使补水达到系统的要求并补充至循环水系统中；

所述的对循环水进行监测和处理是对通过监测循环水系统总管道中的循环水的杂质、硬度、氯离子、菌类和PH值后，根据循环水系统对循环水中的杂质、硬度、氯离子、菌类和PH值的要求，对循环水进行物理、化学或物理和化学处理；

对循环水系统中各换热器、散热器和/或各类阀门和仪表进行防垢、防腐及沉积污垢的处理是通过在各个各换热器、散热器和/或各类阀门和仪表的出水端装有恒流量调节阀；同时在各个换热器、散热器和/或各类阀门的进水端装有物理场水处理器或物化法全程水处理器的方式来进行的：或者同时在换热器、散热器和/或各类阀门的进水端装有三通阀的方式来进行的；或者同时在换热器、散热器和/或各类阀门的进水端装有三通阀和射频式水处理器或三通阀和物化法全程水处理器串联的方式来进行的；

当所循环水的工作温度在是60-90℃时，水质的硬度控制在小于100ppm、杂质小于20ppm内；当所循环水的工作温度在是40-60℃时，水质的硬度控制在小于200ppm、杂质小于20ppm内；当所循环水的工作温度在是20-40℃时，水质的硬度控制在小于300ppm、杂质小于20ppm内；当所循环水的工作温度在是20℃以下时，水质的硬度控制在小于450ppm、杂质小于20ppm内；

当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为铜制时，将水质的PH值调节控制在9-10之间；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为钢制时，将水质的PH值调控在10-12之间；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为铝制时，将水质的PH值调控在8.5-9之间；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为不锈钢时，将水质的PH值调控在10-12之间；当循环水系统中同时存在钢、铜、铝、不锈钢时，将水质PH值调控在8.5-9之间； 

当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为钢制时，将补水、循环水氯离子浓度均控制在小于等于300ppm；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为铜制，将补水、循环水氯离子浓度均控制在小于等于100ppm；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为铝制时，将补水、循环水氯离子浓度均控制在小于等于50ppm；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为AISI304型不锈钢时，将补水、循环水氯离子浓度均控制在小于等于10ppm；当循环水系统中换热器、散热器、各类阀门和仪表的材质为AISI316型不锈钢时，将补水、循环水氯离子浓度均控制在小于等于100ppm。

2.如权利要求1所述的循环水系统的综合处理方法，其特征在于：所述对循环水处理是对进入各换热器、散热器和/或各类阀门和仪表之前的循环水进行处理，它是通过物化法全程水处理器或浮动床过滤器辅助化学加药的综合方式，对循环水水质进行综合处理。

3.如权利要求1或2所述的循环水系统的综合处理方法，其特征在于：根据各类循环水系统对菌类的要求，依据补水水质、大气环境、循环水水质和物料漏渗情况，采用以物理杀菌为主，化学氧化类或非氧化类药剂交替投加为辅的处理方法，使水中的菌类控制在所需的范围内。 

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