CN104058522A - 适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理方法及系统，该方法将原水经过多介质过滤、离子交换、反渗透、智能调配步骤处理得到既具有稳定的导电性、又可以避免结垢等问题的适用于大型机房电极式加湿装置的原料水，系统包括经管道依次连接的增压泵、全自动多介质过滤器、全自动离子交换器、反渗透组件、智能调配控制装置、储水箱。与现有技术相比，本发明将自来水等原水处理为既具有稳定的导电性、又可以避免结垢等问题的适用于大型机房电极式加湿装置的原料水。

Description

适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理方法及系统

技术领域

本发明涉及多用途水处理方法及水处理系统，尤其是涉及一种适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理方法及系统。

背景技术

通信设备对机房运行环境要求较高，在运行过程中对环境的温度和湿度有一定的要求，一般一类通信机房要求相对湿度为40％～70％，二类通信机房要求相对湿度为20％～80％，三类通信机房要求相对湿度为20％～80％。相对湿度不够则会造成静电增高，使产品的成品率下降、中央处理机磁介质剥落、通信数据丢失或混乱、元件损坏等，甚至在一些防爆场所会造成爆炸。我国地域辽阔，各地区所处气候带不同，温湿度差异较大，西部和北部大部分属于干旱和半干旱地区，空气相对湿度较低，通信核心机房环境加湿显得尤其重要。

现有通信机房专用空调配套加湿系统主要采用红外线加湿器或电极式加湿器。

红外线加湿为洁净加湿，属于强制蒸发加湿，使用2200℃加热的红外灯作热源加热水箱中的水，使表面的水迅速蒸发产生过热蒸汽对空气进行加湿。它属于无菌型加湿，其优点有加湿速度快、动作灵敏、易控制、红外灯管使用寿命较长、设备体积较小等。缺点是红外线加湿器关键部件红外灯管价格昂贵，能耗高，清洗水槽的工作量大，运行费用较高。加湿时，需要将电能转变为热能，使水沸腾变成100℃蒸汽随空调送风系统进入加湿环境，这样就会使环境温度增加2～3℃，增加了空调制冷的负担。

随着暖通空调行业的发展，电极式加湿器的应用范围越来越广泛。通常是通过在加湿罐电极的输出电缆上安装电流互感器，来探测加湿器加电时的电流；并在临近电极端口的位置安装水位探测电极，以探测加湿罐内的水位高度，当加湿控制器接收来自水位探测电极的感应电时输出闭路信号来控制流入加湿罐的水量。由于水作为电路的一部分，因此电极式加湿无水时则无电流，克服了电热式无水空烧不安全的缺点。电极式加湿器具有体积小、安装简单、安全可靠等优点。缺点是当要求较大加湿量时其能耗大，尤其在使用非净化水情况，由于自来水中含钙、镁、铁等离子，一段时间后加湿装置内部将大量结垢。水垢会造成两大危害。一是会造成污垢热阻，降低传热系数。二是会造成垢下腐蚀，损坏加湿器的电极。

对于加湿罐的结垢问题，由于现有技术广泛应用密闭一次性的加湿罐，其电极结垢和沉积到水垢无法通过加湿器自控系统的自动清洗功能排除，故加湿罐必须定期进行人工清洗；而对于加湿罐内大量颗粒结垢又无法通过物理方法进行清洗，只能进行化学处理，因此除垢方式均费工费时，而且更换加湿罐和化学处理费用都较大。一般电极式加热装置经过2～3个月的运行后会造成加热电极损坏，必须更换加湿筒及阀门，影响正常运行。

红外线加湿器对水的要求不高，但如果使用自来水，长时间运行后，水中的钙、镁离子也会在水槽中结垢，解决水结垢的问题后可以延长加湿器的使用周期。电极式加湿装置对于用水具有特殊性，需要用水具有一定的导电能力。常用的水处理方法很难做到既要满足装置的稳定的导电性，又可以避免结垢问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种处理得到既具有稳定的导电性，又可以避免结垢问题的工艺水的适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理方法，该方法将原水经过多介质过滤、离子交换、反渗透、智能调配步骤处理得到既具有稳定的导电性、又可以避免结垢等问题的适用于大型机房电极式加湿装置的原料水。

所述的原水为自来水。

多介质过滤步骤在全自动多介质过滤器内进行，过滤器中采用的滤料为石英砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿、拓榴石、多孔陶瓷、塑料球、活性炭。

离子交换步骤在全自动离子交换器内进行，对过滤后的原水进行离子交换处理，采用的全自动离子交换器为钠离子交换器、阴阳床或混合床等离子交换器。

反渗透步骤在反渗透组件中进行，对离子交换后的原水进行反渗透处理，采用的反渗透组件中的膜材料为醋酸纤维素或芳香聚酰胺类化合物。

智能调配步骤在智能调配控制装置内进行，通过向反渗透处理后的原水中加入电解质，保证处理后的水仍具有稳定的导电性，满足电极式加湿装置对装置内用水的导电性的要求。

所述的电解质为NaCl、Na₂SO₄、NaNO₃、KCl、K₂SO₄、KNO₃、K₂CO₃或Na₂CO₃中的一种或几种，还可以向反渗透处理后的水中加入适量的软化水。

适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理系统，包括经管道依次连接的增压泵、全自动多介质过滤器、全自动离子交换器、反渗透组件、智能调配控制装置、储水箱。

所述的全自动多介质过滤器的过滤床层自上而下的构成依次为石英砂、锰砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿、拓榴石、多孔陶瓷、塑料球和活性炭，过滤床层的顶层由最轻和最粗品级的滤料组成，底层为而最重和最细品级的滤料组成。按深度过滤--水中较大的颗粒在顶层被去除，较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除，从而除去水中的悬浮物。

所述离子交换步骤在全自动离子交换器内进行，其中所述离子交换器为钠离子交换器、阴阳床、混合床等离子交换器。通过离子交换使水中的钙、镁等离子被交换到树脂上，降低水的硬度，处理后的水称为软化水。

所述反渗透步骤在反渗透膜组件中进行，通过膜分离技术降低水中的微量电解质离子，钠离子、钙离子、镁离子等金属离子的浓度，其中所述反渗透系统中的膜材料为醋酸纤维素和芳香聚酰胺类，确保处理后的水在加热过程中不会产生水垢。

所述智能调配步骤在智能调配控制系统内进行，通过向反渗透处理后的水中加入合适的电解质，保证自来水等原水在经过一系列处理步骤后仍具有稳定的导电性，满足电极式加湿装置对装置内用水的导电性的要求。其中所述电解质为NaCl、Na₂SO₄、NaNO₃、KCl、K₂SO₄、KNO₃、K₂CO₃、Na₂CO₃，还可以向反渗透处理后的水中加入适量的软化水。

所述的全自动离子交换器与反渗透组件之间还设有高压泵。

与现有技术相比，本发明对原水依次经过过滤、离子交换、膜分离、调配等处理步骤后，成为既具有稳定的导电性，又可以避免结垢问题的工艺水，处理后的水送入大型机房电极式加湿装置，经电极加热沸腾后产生的水蒸气用于调节机房的湿度。

附图说明

图1为适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理系统的结构示意图。

图中，1为增压泵、2为全自动多介质过滤器、3为全自动离子交换器、4为高压泵、5为反渗透组件、6为智能调配控制装置、7为储水箱、8为药剂箱、9为纯水泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

图1为本发明的多用途水处理系统的结构示意图，包括经管道依次连接的增压泵1、全自动多介质过滤器2、全自动离子交换器3、高压泵4、反渗透组件5、智能调配控制装置6、储水箱7，全自动多介质过滤器2的过滤床层自上而下的构成依次为石英砂、锰砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿、拓榴石、多孔陶瓷、塑料球和活性炭，过滤床层的顶层由最轻和最粗品级的滤料组成，底层为而最重和最细品级的滤料组成。按深度过滤--水中较大的颗粒在顶层被去除，较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除，从而除去水中的悬浮物。离子交换步骤在全自动离子交换器3内进行，其中采用的全自动离子交换器3为钠离子交换器、阴阳床、混合床等离子交换器。通过离子交换使水中的钙、镁等离子被交换到树脂上，降低水的硬度，处理后的水称为软化水。反渗透步骤在反渗透组件5中进行，通过膜分离技术降低水中的微量电解质离子，钠离子、钙离子、镁离子等金属离子的浓度，膜材料为醋酸纤维素和芳香聚酰胺类，确保处理后的水在加热过程中不会产生水垢。智能调配步骤在智能调配控制系统内进行，通过药剂箱8向反渗透处理后的水中加入合适的电解质，保证自来水等原水在经过一系列处理步骤后仍具有稳定的导电性，满足电极式加湿装置对装置内用水的导电性的要求。其中所述电解质为NaCl、Na₂SO₄、NaNO₃、KCl、K₂SO₄、KNO₃、K₂CO₃、Na₂CO₃，还可以向反渗透处理后的水中加入适量的软化水。处理完成的纯水进入储水箱7，再经过纯水泵9通入到可供应电极加湿装置。

原水经原水泵进入到全自动多介质过滤器，此过滤器可以去除原水中的泥沙、悬浮物等颗粒杂质，称为预处理水。该装置具有自动反洗功能，可根据原水进口和出口的压力值确定反洗时间，也可以设置运行一段时间后自动反洗。

预处理水之后进入全自动离子交换器中，除去水中的Ca²⁺、Mg²⁺等离子，称为软化水。经过全自动离子交换器后的原水的硬度大大降低，但在使用过程中还是会有结垢现象。

软化水之后经由高压泵进入反渗透膜组件中，进行反渗透脱盐处理，经过反渗透脱盐处理后的水称为纯水，收集在纯水箱中。

纯水已经基本全部脱除了原水中的各种离子，在加热过程中不会产生水垢，但不适用于在电极式加湿装置中使用。通过全自动智能混合器，向纯水箱中加入适量的一定浓度的电解质溶液，使纯水具有适宜的导电能力。将调配后的纯水加入到电极式加湿装置中，可向机房喷雾加湿。

实施例1

用增压泵将自来水打入由活性炭组成的全自动多介质过滤器，其中活性炭颗粒粒径为8-30目，过滤器可滤去自来水中的悬浮物，过滤后水中的悬浮物＜5mg/L，称为预处理水。预处理水经过由D001×8型阳离子树脂组成的全自动离子交换器进行离子交换，树脂上的Na+与水中的Ca²⁺、Mg²⁺等离子进行离子交换，经过离子交换后的水的硬度从400ppm降至20ppm，称为软化水。之后使所述软水经过到全自动反渗透装置，反渗透装置内的膜材质为醋酸纤维素和芳香聚酰胺两种材料制成的复合膜，经过反渗透单元处理的水除盐率为98％，回收率为78％，称为调配原水。由智能调配系统向调配原水内按比例加入NaCl饱和水溶液，使调配处理后的水具有稳定的导电性能。

将该水加入到机房电极式加湿装置中使用，加湿装置连续使用3年，未发现加热电极有结垢现象。

实施例2

用增压泵将自来水打入由石英砂和多孔陶瓷组成的全自动多介质过滤器，其中过滤介质的粒径为5-35目，过滤器可滤去自来水中的悬浮物，过滤后水中的悬浮物＜3mg/L，称为预处理水。预处理水经过由D004×7型阳离子交换树脂组成的全自动混合离子交换柱进行离子交换，与水中的Ca²⁺、Mg²⁺等离子进行离子交换，经过离子交换后的水的硬度从380ppm降至25ppm，称为软化水。之后使所述软水经过到全自动中空纤维反渗透装置，反渗透装置内的膜材质为醋酸纤维素和芳香聚酰胺两种材料制成的复合膜，经过反渗透单元处理的水除盐率为99％，回收率为80％，称为调配原水。由智能调配系统向调配原水内按比例加入K₂SO₄水溶液，使调配处理后的水具有稳定的导电性能。

将该水加入到机房电极式加湿装置中使用，加湿装置连续使用3年，未发现加热电极有结垢现象。

尽管结合具体的实施方案描述了本系统，本领域内熟练的技术人员可认识到在本发明权利要求的范围和精神内有各种其它的实施例。

Claims (10)

1.适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理方法，其特征在于，该方法将原水经过多介质过滤、离子交换、反渗透、智能调配步骤处理得到既具有稳定的导电性、又可以避免结垢等问题的适用于大型机房电极式加湿装置的原料水。

2.根据权利要求1所述的适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理方法，其特征在于，所述的原水为自来水。

3.根据权利要求1所述的适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理方法，其特征在于，多介质过滤步骤在全自动多介质过滤器内进行，过滤器中采用的滤料为石英砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿、拓榴石、多孔陶瓷、塑料球、活性炭。

4.根据权利要求1所述的适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理方法，其特征在于，离子交换步骤在全自动离子交换器内进行，对过滤后的原水进行离子交换处理，采用的全自动离子交换器为钠离子交换器、阴阳床或混合床等离子交换器。

5.根据权利要求1所述的适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理方法，其特征在于，反渗透步骤在反渗透组件中进行，对离子交换后的原水进行反渗透处理，采用的反渗透组件中的膜材料为醋酸纤维素或芳香聚酰胺类化合物。

6.根据权利要求1所述的适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理方法，其特征在于，智能调配步骤在智能调配控制装置内进行，通过向反渗透处理后的原水中加入电解质，保证处理后的水仍具有稳定的导电性，满足电极式加湿装置对装置内用水的导电性的要求。

7.根据权利要求6所述的适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理方法，其特征在于，所述的电解质为NaCl、Na₂SO₄、NaNO₃、KCl、K₂SO₄、KNO₃、K₂CO₃或Na₂CO₃中的一种或几种，还可以向反渗透处理后的水中加入适量的软化水。

8.如权利要求1-7中任一项所述的适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理的系统，其特征在于，该系统包括经管道依次连接的增压泵、全自动多介质过滤器、全自动离子交换器、反渗透组件、智能调配控制装置、储水箱。

9.根据权利要求8所述的适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理系统，其特征在于，所述的全自动多介质过滤器的过滤床层自上而下的构成依次为石英砂、锰砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿、拓榴石、多孔陶瓷、塑料球和活性炭，过滤床层的顶层由最轻和最粗品级的滤料组成，底层为而最重和最细品级的滤料组成。

10.根据权利要求8所述的适用于机房电极式加湿装置的多用途水处理系统，其特征在于，所述的全自动离子交换器与反渗透组件之间还设有高压泵。