CN105585104B - 一种循环冷却水臭氧旁流处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种循环冷却水臭氧旁流处理系统及方法，循环冷却水臭氧旁流处理方法包括以下步骤：将蓄水池或过滤池内部分循环冷却水引入臭氧反应塔内，并向臭氧反应塔通入臭氧，使臭氧反应塔内形成较高浓度臭氧水，停留一定时间后，将处理后具有一定杀菌灭藻作用的臭氧水溶液汇入蓄水池，使冷却塔或蓄水池内循环冷却水臭氧余量保持在较低水平，起到杀菌灭藻的作用；本系统的测控技术是基于放置在两点不同位置ORP探头的测量，一点放置于蓄水池内，监控循环冷却水中臭氧余量，防止余量过高腐蚀设备，一点放置于臭氧反应塔内，监控臭氧水的浓度，保证水处理效果，有效解决循环冷却水腐蚀结垢等问题。
Description
技术领域
本发明涉及冷却塔循环冷却水处理技术，尤其涉及一种循环冷却水臭氧旁流处理系统及方法。
背景技术
冷却水的用量占不同行业类型企业用水总量的50-90％，由于水资源日益贫乏，工业冷却用水通常循环利用，冷却水长期循环使用必然会带来结垢、腐蚀和微生物滋生沉积问题。解决好这三个问题才能稳定生产、节约资源与能源，从而减少环境污染，提高经济效益。这三个主要问题均直接或间接地与冷却水体系中的微生物有关，一方面循环冷却水中的产粘泥菌、硫酸盐还原菌、硝化菌、铁细菌、藻类等引起污垢、粘泥、腐蚀问题；另一方面，循环冷却水系统，特别是随着中水回用做冷却水的施行普及，更为微生物生长提供了适宜条件。因此，在循环冷却水系统中，对微生物的控制是非常重要的。工业冷却循环冷却水水质的稳定，是保证企业正常生产的重要条件。
臭氧(O3)作为一种环境友好的强氧化剂，越来越广泛地被应用于工业用冷却塔或公共场所中央空调冷却塔的循环冷却水处理，起到杀菌、杀藻以及缓蚀、阻垢等作用，但投入太少杀菌去垢的效果不明显，而投入过多的臭氧又会引起设备腐蚀、资源浪费和增加成本。因此在臭氧处理循环冷却水工艺实施过程中，需要采取一定的措施，在保证处理效果的前提下防止设备腐蚀，有效利用臭氧。
在国内外已有的相关报道中，常见的臭氧投加方法是利用涡轮注入器、水喷射器、管道混合器等气液混合装置将臭氧与水混合，直接进入循环冷却水系统，这样就会将臭氧稀释，使杀菌效果大打折扣；但另一方面，虽然臭氧在进入系统后会被稀释，但还是会导致水中臭氧残留浓度较高，水体氧化性较强，会对设备产生腐蚀作用。为提高臭氧水处理效果，以及防止臭氧投加过量而引起腐蚀问题，除了控制臭氧的投加量和选择投加工艺位置外(US5879565；US6533942)，人们还发明了很多办法：间歇或周期性地加入臭氧(US4453953；US6596160B2)；加入一些化学物质以避免设备腐蚀，如调节PH(US5415783)、碳酸钙浓度(US005252300A)、溴酸盐浓度(US5603840)等等。虽然这些方法通过减少臭氧用量防止了腐蚀问题的发生，但会大大减弱臭氧杀菌阻垢的效果。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有冷却塔循环冷却水处理方法存在的问题，提出一种循环冷却水臭氧旁流处理方法，该方法不但提高了臭氧杀菌阻垢的作用，还有效解决了臭氧投加过量引起的腐蚀问题，提高了水处理效果，能大大降低臭氧设备的投资和运行费用，延缓设备腐蚀，增加系统设备运行寿命，提高换热效率，有效解决循环冷却水腐蚀结垢等问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种循环冷却水臭氧旁流处理方法，包括以下步骤：在冷却塔系统中设置臭氧反应塔，将蓄水池或过滤池内小部分循环冷却水引入臭氧反应塔内，并向臭氧反应塔通入臭氧，使臭氧反应塔内形成高浓度臭氧水溶液(ORP值位于650mV以上的臭氧水溶液)，停留一段时间后，将处理后具有一定杀菌灭藻作用的臭氧水溶液汇入蓄水池，高浓度臭氧水使循环冷却水中持续汇入具有氧化性的高浓度臭氧水溶液，并被大量循环冷却水稀释成低浓度臭氧水溶液(ORP值位于300mV以下的臭氧水溶液)，既可使冷却塔或蓄水池内循环冷却水臭氧余量保持在较低水平，又可起到辅助杀菌灭藻的作用；上述小部分循环冷却水占循环冷却水总量的0.1％～2.0％wt，优选为0.2％～0.5％wt；
位于蓄水池的第一ORP传感器探头用于监测冷却塔系统循环冷却水中臭氧余量，防止臭氧余量过高腐蚀设备，当第一ORP传感器探头检测值高于第一预定值时，通过减少臭氧反应塔内臭氧的通入量，或增加臭氧反应塔内臭氧水溶液的停留时间，从而使系统循环冷却水中臭氧余量小于等于第一预定值(即保持在较低水平)；
位于臭氧反应塔内的第二ORP传感器探头用于监测臭氧反应塔内臭氧水的浓度，当第二ORP传感器探头检测值低于第二预定值，而第一ORP传感器探头检测值低于第一预定值时，增加臭氧反应塔内臭氧的通入量；当第二ORP传感器探头检测值低于第二预定值，而蓄水池中第一ORP传感器探头检测值高于第一预定值时，增加臭氧反应塔内臭氧水溶液的停留时间，防止冷却塔和蓄水池内臭氧余量过高引起设备腐蚀。
进一步地，采用混气泵或鼓泡装置向臭氧反应塔通入臭氧。
进一步地，向臭氧反应塔通入臭氧，产生的臭氧尾气通入蓄水池内。
进一步地，所述第一预定值的设置范围为200mV～300mV。
进一步地，所述第二预定值的设置范围为650mV以上。
进一步地，通过控制装置调节臭氧反应塔出水口的电动调节阀来调节臭氧水出水流量，以控制臭氧水溶液在臭氧反应塔内的停留时间。例如当减小臭氧出水量，能增加臭氧水溶液在臭氧反应塔内的停留时间。
进一步地，所述停留时间为1～5min。
进一步地，通过控制装置减少臭氧发生装置投入运行的比例，以减少臭氧反应塔内臭氧的通入量，从而使冷却塔和蓄水池内的循环冷却水可以保持低浓度臭氧余量。
进一步地，通过控制器装置增加臭氧发生装置投入运行的比例，增加臭氧反应塔内臭氧的通入量，从而使臭氧反应塔内的臭氧水溶液保持较高浓度的臭氧余量。
本发明的另一个目的还公开了一种循环冷却水臭氧旁流处理系统，即在冷却塔系统中增设臭氧旁流水处理系统，所述臭氧旁流水处理系统包括臭氧反应塔、臭氧发生器、控制装置、第一ORP传感器探头、第二ORP传感器探头、循环泵、气液混合泵和电动调节阀，所述臭氧反应塔循环冷却水入口与蓄水池或过滤池连通，所述臭氧反应塔循环冷却水出口与蓄水池入口连通，所述臭氧反应塔上尾气出口与蓄水池入口连通，所述臭氧发生器出口与臭氧反应塔出水口分别与气液混合泵气液入口连通，所述气液混合泵出水口与臭氧反应塔入水口连通，所述电动调节阀和循环泵设置在臭氧反应塔与蓄水池之间的管路上，所述第一ORP传感器探头和第二ORP传感器探头分别设置在蓄水池和臭氧反应塔内，所述臭氧发生器、第一ORP传感器探头、第二ORP传感器探头和电动调节阀分别与控制装置电联。
本发明循环冷却水臭氧旁流处理系统及方法，与现有技术相比较具有以下优点：
1、本发明循环冷却水臭氧旁流处理系统设置有臭氧反应塔，臭氧反应塔内的较高浓度臭氧水溶液对部分循环冷却水进行处理，可以大幅度的提高臭氧的反应效率和利用率，增强臭氧的杀菌灭藻的作用；另一方面，臭氧反应塔内的臭氧水溶液进入循环冷却水系统中时被大量循环冷却水稀释后，水体中的残留臭氧量要远远低于传统直接臭氧处理的臭氧量，从而延缓设备腐蚀，增加了设备的使用寿命，降低臭氧水处理工艺的设备总投资和运行费用。
2、本发明循环冷却水臭氧旁流处理系统结构简单合理，能方便地生产制造或实现已有设备的技术改造，能广泛地应用到游泳池水处理、循环冷却水处理以及污水处理等多种场所。
3、本发明循环冷却水臭氧旁流处理系统的测控技术是基于放置在两点不同位置ORP探头的测量(包括第一ORP传感器探头和第二ORP传感器探头)，一点放置于蓄水池内，监控循环冷却水中臭氧余量，防止余量过高腐蚀设备，一点放置于臭氧反应塔内，监控臭氧水的浓度，保证水处理效果，有效解决循环冷却水腐蚀结垢等问题。
4、本发明在经济指标和工程维护以及工艺可控性方面具有明显优势，是技术先进、经济实用的水处理技术。
附图说明
图1为实施例1循环冷却水臭氧旁流处理系统的结构示意图；
图2为实施例2循环冷却水臭氧旁流处理系统的结构示意图。
其中：1—冷却塔；2—蓄水池；3—第一循环泵；4—换热器；5—过滤池；6—臭氧反应塔；7—第二循环泵；8—臭氧发生器；9—控制装置；10—第二ORP传感器探头；11—第一ORP传感器探头；12—臭氧尾气出口；13—气液混合泵；14—电动调节阀。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本实施例公开了一种循环冷却水臭氧旁流处理系统，该系统能提高臭氧水处理效果、降低臭氧水处理工艺的设备投资和运行费用，有效解决因系统臭氧残留过量引起的设备腐蚀问题。
具体地，循环冷却水臭氧旁流处理系统如图1所示，在原有的冷却塔系统中增设臭氧旁流水处理系统，所述冷却塔系统包括顺次连接的冷却塔1、蓄水池2、第一循环泵3、换热器4和过滤池5，所述过滤池5滤液出口与冷却塔1循环冷却水入口连通，所述换热器4出口也与冷却塔1循环冷却水入口连通。
所述臭氧旁流水处理系统包括臭氧反应塔6、臭氧发生器8、控制装置9、第一ORP传感器探头11、第二ORP传感器探头10、第二循环泵7、气液混合泵13和电动调节阀14，所述臭氧反应塔6循环冷却水入口与过滤池滤液出口连通，所述臭氧反应塔6循环冷却水出口与蓄水池入口连通，所述臭氧发生器8出口与臭氧反应塔6出水口分别与气液混合泵13的气液入口连通，所述气液混合泵13出口与臭氧反应塔6入水口连通，臭氧反应塔6的臭氧尾气出口12与蓄水池2入口连通，所述第一ORP传感器探头11和第二ORP传感器探头10分别设置在蓄水池2和臭氧反应塔6内，所述电动调节阀14和第二循环泵设于臭氧反应塔与蓄水池之间的管路上，所述臭氧发生器8、第一ORP传感器探头11、第二ORP传感器探头10和电动调节阀14分别与控制装置电联。
本实施例循环冷却水臭氧旁流处理系统的处理方法包括以下步骤：将过滤池内部分循环冷却水引入臭氧反应塔内，用气液混合泵混入臭氧，臭氧尾气通入蓄水池内，使臭氧反应塔内形成较高浓度臭氧水溶液，停留一段时间后，将处理后具有一定杀菌灭藻作用的臭氧水溶液汇入蓄水池，然后被大量循环冷却水稀释，既可使冷却塔或蓄水池内循环冷却水臭氧余量保持在较低水平，解决设备腐蚀问题，又可起到辅助杀菌灭藻的作用；
位于蓄水池的第一ORP传感器探头用于监测冷却塔系统循环冷却水中臭氧余量，防止臭氧残留浓度过高腐蚀系统设备，当蓄水池中的第一ORP传感器探头检测值高于第一预定值时，可通过减少臭氧反应塔内臭氧的通入量，或增加臭氧反应塔内臭氧水的停留时间，从而使系统循环冷却水中臭氧残留小于等于第一预定值(即保持在较低水平)。通过控制装置减少臭氧发生装置投入运行的比例，以减少臭氧反应塔内臭氧的通入量；通过控制装置调节电动调节阀控制臭氧反应塔出水口流量，以增加臭氧反应塔内臭氧水溶液停留时间。
位于臭氧反应塔内的第二ORP传感器探头，用于监测臭氧反应塔内臭氧水的浓度；当第二ORP传感器探头检测值低于第二预定值，而蓄水池中第一ORP传感器探头检测值低于第一预定值时，增加臭氧反应塔内臭氧的通入量。通过控制装置增加臭氧发生装置投入运行的比例，增加臭氧反应塔内臭氧的通入量，从而使臭氧反应塔内可以保持较高浓度的臭氧水处理状态。当第二ORP传感器探头检测值低于第二预定值，而蓄水池中第一ORP传感器探头检测值高于第一预定值时，增加臭氧反应塔内臭氧水溶液的停留时间，防止冷却塔和蓄水池内臭氧余量过高引起设备腐蚀。
其中，所述第一预定值的取值范围为220mV～260mV；所述第二预定值的取值范围为700mV以上。
本发明提供一种循环冷却水臭氧旁流处理系统及方法，循环冷却水臭氧旁流处理方法包括以下步骤：将蓄水池或过滤池内部分循环冷却水引入臭氧反应塔内，用气液混合泵或鼓泡装置混入臭氧，臭氧尾气通入蓄水池内，使臭氧反应塔内形成较高浓度臭氧水溶液，本实施例循环冷却水臭氧旁流处理技术及测控装置，其特征在于：该处理技术是在冷却塔系统中增加一个臭氧反应塔，将部分循环冷却水引入塔内，用气液混合泵或鼓泡装置混入臭氧，臭氧尾气通入蓄水池内，使反应塔内形成较高浓度臭氧水溶液，停留一定时间后，将处理后具有一定杀菌灭藻作用的臭氧水汇入蓄水池，被大量循环冷却水稀释，既可使冷却塔或蓄水池内循环冷却水臭氧余量保持在较低水平，又可起到辅助杀菌灭藻的作用，从而解决设备腐蚀问题。本系统的测控技术是基于放置在两点不同位置ORP探头的测量，一点放置于蓄水池内，监测循环冷却水中臭氧余量，防止余量过高腐蚀设备，一点放置于臭氧反应塔内，监测臭氧水的臭氧浓度，保证水处理效果，有效解决循环冷却水腐蚀结垢等问题。
本实施例循环冷却水臭氧旁流处理系统适用于各种循环冷却水处理场所，特别适用于工业用冷却塔或公共场所中央空调冷却塔循环冷却水臭氧处理。
实施例2
本实施例公开了一种循环冷却水臭氧旁流处理系统另一个实施方法，具体地，循环冷却水臭氧旁流处理系统如图2所示，在原有的冷却塔系统中增设臭氧旁流水处理系统，所述冷却塔系统包括冷却塔1、蓄水池2、第一循环泵3和换热器4，所述冷却塔1的循环冷却水出口与蓄水池2连通，所述蓄水池2与冷却塔1冷却水入口连通的管路上设置有第一循环泵3和换热器4；所述臭氧旁流水处理系统包括臭氧反应塔6、臭氧发生器8、控制装置9、第一ORP传感器探头11、第二ORP传感器探头10、第二循环泵7、气液混合泵13和电动调节阀14，所述臭氧反应塔6循环冷却水入口与第一循环泵3连通，所述臭氧反应塔6循环冷却水出口与蓄水池入水口连通，所述臭氧发生器8出口与臭氧反应塔6出水口分别与气液混合泵的气液入口连通，所述气液混合泵出水口与臭氧反应塔入水口连通，所述臭氧尾气出口与蓄水池入口连通，所述第一ORP传感器探头11和第二ORP传感器探头10分别设置在蓄水池2和臭氧反应塔6内，所述臭氧发生器、第一ORP传感器探头11、第二ORP传感器探头10和电动调节阀分别与控制装置9电联。
本实施例一种循环冷却水臭氧旁流处理系统的处理方法包括以下步骤：将蓄水池内部分循环冷却水引入臭氧反应塔内，用气液混合泵混入臭氧，使臭氧反应塔内形成臭氧水溶液，停留一段时间后，将处理后具有一定杀菌灭藻作用的臭氧水溶液汇入蓄水池，然后被大量循环冷却水稀释，既可使冷却塔或蓄水池内循环冷却水臭氧余量保持在较低水平，解决设备腐蚀问题，又可起到辅助杀菌灭藻的作用；
位于蓄水池的第一ORP传感器探头用于监测冷却塔系统循环冷却水中臭氧余量，防止臭氧残留浓度过高腐蚀系统设备，当蓄水池中的第一ORP传感器探头检测值高于第一预定值时，可通过减少臭氧反应塔内臭氧的通入量，或增加臭氧反应塔内臭氧水的停留时间，从而使系统循环冷却水中臭氧残留小于等于第一预定值(即保持在较低水平)。通过控制装置减少臭氧发生装置投入运行的比例，以减少臭氧反应塔内臭氧的通入量；通过控制装置调节电动调节阀减小臭氧反应塔出水口流量，以增加臭氧反应塔内臭氧水停留时间。
位于臭氧反应塔内的第二ORP传感器探头，用于监测臭氧反应塔内臭氧水的浓度；当第二ORP传感器探头检测值低于第二预定值，而蓄水池中第一ORP传感器探头检测值低于第一预定值时，增加臭氧反应塔内臭氧的通入量。通过控制装置增加臭氧发生装置投入运行的比例，增加臭氧反应塔内臭氧的通入量，从而使臭氧反应塔内可以保持高浓度臭氧处理状态。当第二ORP传感器探头检测值低于第二预定值，而蓄水池中第一ORP传感器探头检测值高于第一预定值时，增加臭氧反应塔内臭氧水的停留时间，从而保证冷却塔系统设备的安全和稳定。
其中，所述第一预定值的取值范围为240mV～280mV，所述第二预定值的取值范围为650mV以上。
本实施例循环冷却水臭氧旁流处理系统适用于各种循环冷却水处理场所，特别适用于工业用冷却塔或公共场所中央空调冷却塔循环冷却水臭氧处理。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种循环冷却水臭氧旁流处理方法，其特征在于，包括以下步骤：在冷却塔系统中设置臭氧反应塔，将蓄水池或过滤池内小部分循环冷却水引入臭氧反应塔内，并向臭氧反应塔通入臭氧，使臭氧反应塔内形成高浓度臭氧水溶液，停留一定时间后，将处理后具有一定杀菌灭藻作用的臭氧水溶液汇入蓄水池，高浓度臭氧水使循环冷却水中持续汇入具有氧化性的高浓度臭氧水溶液，并被大量循环冷却水稀释成低浓度臭氧水溶液；
位于蓄水池的第一ORP传感器探头用于监测冷却塔系统循环冷却水中臭氧余量，当第一ORP传感器探头检测值高于第一预定值时，通过减少臭氧反应塔内臭氧的通入量，或增加臭氧反应塔内臭氧水溶液的停留时间，从而使系统循环冷却水中臭氧余量小于等于第一预定值；
位于臭氧反应塔内的第二ORP传感器探头用于监测臭氧反应塔内臭氧水的浓度；当第二ORP传感器探头检测值低于第二预定值，而第一ORP传感器探头检测值低于第一预定值时，增加臭氧反应塔内臭氧的通入量；当第二ORP传感器探头检测值低于第二预定值，而蓄水池中第一ORP传感器探头检测值高于第一预定值时，增加臭氧反应塔内臭氧水溶液的停留时间。
2.根据权利要求1所述循环冷却水臭氧旁流处理方法，其特征在于，采用混气泵或鼓泡装置向臭氧反应塔通入臭氧。
3.根据权利要求1所述循环冷却水臭氧旁流处理方法，其特征在于，向臭氧反应塔通入臭氧，产生的臭氧尾气通入蓄水池内。
4.根据权利要求1所述循环冷却水臭氧旁流处理方法，其特征在于，所述第一预定值的取值范围为200mV～300mV。
5.根据权利要求1所述循环冷却水臭氧旁流处理方法，其特征在于，所述第二预定值的取值范围为650mV以上。
6.根据权利要求1所述循环冷却水臭氧旁流处理方法，其特征在于，通过控制装置调节臭氧反应塔出水口的电动调节阀来调节臭氧水出水流量，以控制臭氧水溶液在臭氧反应塔内的停留时间。
7.根据权利要求6所述循环冷却水臭氧旁流处理方法，其特征在于，所述停留时间为1～5min。
8.根据权利要求1所述循环冷却水臭氧旁流处理方法，其特征在于，通过控制装置减少臭氧发生装置投入运行的比例，以减少臭氧反应塔内臭氧的通入量。
9.根据权利要求1所述循环冷却水臭氧旁流处理方法，其特征在于，通过控制装置增加臭氧发生器投入运行的比例，增加臭氧反应塔内臭氧的通入量。
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