CN105984961A - 循环冷却水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种循环冷却水处理系统，包括臭氧发生器、压力溶气罐、第一出水阀、第二出水阀、气水混合元件和微泡发生元件。臭氧发生器产生臭氧气体。压力溶气罐具有第一出水口和第二出水口，该第一出水口通过管路连接循环冷却水系统的臭氧水注入口，该第二出水口通过管路连接该循环冷却水系统的冷却塔上的积水盘，其中该第一出水口的位置低于该第二出水口，该臭氧水注入口位于该循环冷却水系统的冷却塔和循环泵之间。气水混合元件的进水口通过管路连接该循环冷却水系统的溶气取水口，进气口通过管路连接该臭氧发生器。微泡发生元件设于该压力溶气罐内部，该微泡发生元件连接该气水混合元件的出口，且向该压力溶气罐释放包含微泡的气水混合物。

Description

循环冷却水处理系统

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其是涉及一种循环冷却水处理系统。

背景技术

循环冷却水系统(recirculating cooling water system)是一种冷却水换热并经降温，再循环使用的给水系统，主要由冷却设备、水泵和管道组成。为了保持循环水的水质，需要一个水处理系统一起运行，以防止腐蚀或者结垢。

循环冷却水系统的类型包括间冷开式循环水冷却系统、间冷闭式循环水冷却系统、全闭式循环水冷却系统和半闭式循环水冷却系统等。间冷开式循环水冷却系统是循环冷却水与被冷却介质间接传热且循环冷却水与大气直接接触散热的循环冷却水系统。

间冷开式循环冷却水系统容易在与外界开放的部位——冷却塔处吸收大气中的灰尘和细菌，导致水质恶化，细菌滋生。而且冷却塔蒸发降温的同时，会导致水中盐分浓缩，钙镁离子增加，在微生物和有机物的共同作用下，导致热交换设备结垢。再者，大型冷却水管道和设备多为金属材质，与水和空气接触时，易发生腐蚀。

目前对于间冷开式循环冷却水系统的处理，多采用传统的化学药剂的方法，即向水系统中投加缓蚀阻垢剂、杀菌剂等。缓蚀阻垢剂多由磷系、锌系无机物或有机物组成，杀菌剂分氯系、溴系或者有机杀菌剂等种类。这些药剂加入水系统之后，随系统的排水进入周围水环境，造成环境污染。同时，投加化学药剂的剂量需要根据系统的腐蚀结垢情况进行调整，属于事后纠偏的做法，无法及时进行调整。

臭氧法处理循环冷却水是近十几年来开始趋于成熟的新技术。通过对循环水中注入溶解的臭氧，在水中产生氧化性很强的OH等游离基，它们与水中的微生物，化学分子发生反应达到净化、消毒目的。通过适当的设计，在控制一定工艺条件下，臭氧法可以替代药剂法处理，同时实现阻垢，防腐蚀，杀菌等效果。不过臭氧法处理循环冷却水的效果还需进一步完善，因此臭氧法处理循环冷却水的技术还需进一步研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种循环冷却水处理系统，提高臭氧法处理循环冷却水的效果。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种循环冷却水处理系统，包括臭氧发生器、压力溶气罐、第一出水阀、第二出水阀、气水混合元件和微泡发生元件。臭氧发生器产生臭氧气体。压力溶气罐具有第一出水口和第二出水口，该第一出水口通过管路连接循环冷却水系统的臭氧水注入口，该第二出水口通过管路连接该循环冷却水系统的冷却塔上的积水盘，其中该第一出水口的位置低于该第二出水口，该臭氧水注入口位于该循环冷却水系统的冷却塔和循环泵之间。第一出水阀设于该第一出水口和该臭氧水注入口之间。第二出水阀设于该第二出水口和该臭氧气水布水管之间。气水混合元件的进水口通过管路连接该循环冷却水系统的溶气取水口，进气口通过管路连接该臭氧发生器。微泡发生元件设于该压力溶气罐内部，该微泡发生元件连接该气水混合元件的出口，且向该压力溶气罐释放包含微泡的气水混合物。

在本发明的一实施例中，上述循环冷却水处理系统还包括增压泵，设于该气水混合元件之前。

在本发明的一实施例中，在该压力溶气罐内设有一隔板，该隔板将该压力溶气罐的底部分为第一区域和第二区域，该微泡发生元件位于该第一区域，该第一出水口位于该第二区域。

在本发明的一实施例中，该第二出水口位于该压力溶气罐顶部。

在本发明的一实施例中，该第二出水口连接的是该积水盘内布置的臭氧气水布水管。

在本发明的一实施例中，该压力溶气罐的压力保持在0.1MPa以上。

在本发明的一实施例中，在一第一模式下，该第一出水阀被配置为保持开启，该第二出水阀被配置为定时开启。

在本发明的一实施例中，在一第二模式下，该第一出水阀被配置为关闭，该第二出水阀被配置为开启。

本发明的上述采用臭氧超微细泡技术进行循环冷却水的处理，同时兼顾循环冷却水阻垢缓蚀杀菌的处理效果。经过试验，采用上述系统，可以实现臭氧发生器产生臭氧的基本上有效利用，水质清澈，热交换设备上无水垢和锈蚀物，呈现金属光泽，细菌总数小于1000cfu/ml，无军团菌，生物黏泥小于2ml/m³。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1示出本发明一实施例的循环冷却水处理系统的结构图。

具体实施方式

图1示出本发明一实施例的循环冷却水处理系统的结构图。参考图1所示，一个典型的循环冷却水系统10包括冷却塔11、热交换设备12和循环水泵13，三者组成一个闭合的循环。

本实施例使用臭氧法的循环冷却水处理系统20来处理循环冷却水，起到阻垢缓蚀杀菌的效果。循环冷却水处理系统20包括臭氧发生器21、压力溶气罐22、气水混合元件23、微泡发生元件24、第一出水阀25以及第二出水阀26。气水混合元件23的进水口通过管路连接循环冷却水系统10上的溶气取水口14，气水混合元件23的进气口通过管路连接臭氧发生器21。微泡发生元件24设于压力溶气罐22内部，其连接气水混合元件23的出水口。压力溶气罐22具有第一出水口22a和第二出水口22b。第一出水口22a通过管路连接循环冷却水系统10上的臭氧水注入口15。在此，臭氧水注入口15位于循环冷却水系统10的冷却塔11和循环水泵13之间。第一出水阀25设于第一出水口22a和臭氧水注入口15之间。第二出水口22b通过管路连接循环冷却水系统上的冷却塔11的积水盘11a内。第二出水阀26设于第二出水口22b和臭氧气水布水管17之间。第一出水口22a的位置低于第二出水口22b。例如第一出水口22a位于的压力溶气罐22的侧壁，第二出水口22b位于压力溶气罐22的顶部。

工作时，循环冷却水系统的水经溶气取水口14进入气水混合元件23的进水口，同时由臭氧发生器21产生的臭氧气体，进入气水混合元件23的进气口，臭氧气体和水进入微泡发生元件24，在高速旋切力的作用下，大气泡被剪切成微泡，并与水充分混合，形成高浓度的气水混合物，在压力溶气罐22内释放。

在释放的含微泡的气水混合物中，无气泡的溶解臭氧水会由处于低位的第一出水口22a，经过第一出水阀25，注入到臭氧水注入口15，与循环水泵13前管路内的水混合后，经循环水泵13输入热交换设备12，对热交换设备12进行缓蚀除垢阻垢处理。第一出水口22a的低位可以尽可能地使流出的液体为已脱除气泡的溶解臭氧水，因此避免了气蚀对循环水泵13的危害。此外，未溶解的臭氧气体和分解后的氧气等尾气会在压力溶气罐22的顶部聚集，经第二出水口22b由第二出水阀16控制排放，排放时尾气混合部分溶解臭氧水于设置在冷却塔11的积水盘11a内无压释放，充分利用尾气对冷却塔11进行杀菌灭藻。

在冷却塔11的积水盘11a内可以布置臭氧气水布水管11b，使第二出水口22b连接到臭氧气水布水管11b，完成尾气释放。

较佳地，控制从溶气取水口14取出水量为循环水泵3后管路流量的5％。在此，可以在溶气取水口14和气水混合元件23的进水口之间布置进水阀27，从而控制流量。

可以在气水混合元件23之前布置增压泵28，用来对臭氧气体增压。

压力溶气罐22可以采用不锈钢材质，防止高浓度臭氧的腐蚀。压力溶气罐22高径比可以设置在1.5-3的范围。压力溶气罐22内保持0.1MPa以上的压力，水的停留时间15-30秒。

为了进一步确保流出第一出水口22a的液体为已脱除气泡的溶解臭氧水，压力溶气罐22中间设置一隔板22c，以将压力溶气罐22的底部空间分割为第一区域、第二区域两个区域。微泡发生元件24设置在溶气罐底部的第一区域，第一出水口22a设置在在溶气罐底部的第二区域。可以设置隔板22c的高度约为压力溶气罐22的直径的一半，以足够阻挡气泡。

依靠对第一出水阀25、第二出水阀26的控制，本实施例的循环冷却水处理系统可工作在不同模式下。举例来说，在第一模式中，循环冷却水系统10是24小时常开的，那么循环冷却水处理系统20的第一出水阀25也保持常开，只注入到臭氧水注入口15的位置。当压力溶气罐22未溶解的气体达到一定程度，需要释放时，就定时地打开第二出水阀26，将臭氧气和少量的臭氧水，注入到臭氧气水布水管11b，进行尾气利用。也就是说，在第一模式下，第一出水阀25被配置为保持开启，第二出水阀26被配置为定时开启。举例来说，第二出水阀26的开启频率设置为每4小时一次，每次15分钟。第二出水阀26的开启频率和每次开启时间都可配置。

工程中根据不同的工况，可以让循环冷却水处理系统20在其它模式下运行。例如在有些地方，如地铁车站，夜间热交换设备12是不运行或低负荷运行的，无结垢的风险，这样可以在夜间关闭第一出水阀25，全部臭氧水通过第二出水阀26，进入冷却塔11，进行杀菌除藻。还有些极端的情况下，热交换设备12一直运行，但冷却塔11内藻类快速增长时，也可以短时间关闭第一出水阀25，使得臭氧水全部进入第二出水阀26，集中灭藻。也就是说，在一第二模式下，第一出水阀25被配置为关闭，第二出水阀26被配置为开启。第二模式的运行时间可以根据需要确定。

本发明的上述采用臭氧超微细泡技术进行循环冷却水的处理，同时兼顾循环冷却水阻垢缓蚀杀菌的处理效果。经过试验，采用上述系统，可以实现臭氧发生器产生臭氧的基本上有效利用，水质清澈，热交换设备上无水垢和锈蚀物，呈现金属光泽，细菌总数小于1000cfu/ml，无军团菌，生物黏泥小于2ml/m³。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种循环冷却水处理系统，包括：

臭氧发生器，产生臭氧气体；

压力溶气罐，具有第一出水口和第二出水口，该第一出水口通过管路连接循环冷却水系统的臭氧水注入口，该第二出水口通过管路连接该循环冷却水系统的冷却塔上的积水盘，其中该第一出水口的位置低于该第二出水口，该臭氧水注入口位于该循环冷却水系统的冷却塔和循环泵之间；

第一出水阀，设于该第一出水口和该臭氧水注入口之间；

第二出水阀，设于该第二出水口和该臭氧气水布水管之间；

气水混合元件，其进水口通过管路连接该循环冷却水系统的溶气取水口，其进气口通过管路连接该臭氧发生器；

微泡发生元件，设于该压力溶气罐内部，该微泡发生元件连接该气水混合元件的出口，且向该压力溶气罐释放包含微泡的气水混合物。

2.如权利要求1所述的循环冷却水处理系统，其特征在于，还包括增压泵，设于该气水混合元件之前。

3.如权利要求1所述的循环冷却水处理系统，其特征在于，在该压力溶气罐内设有一隔板，该隔板将该压力溶气罐的底部分为第一区域和第二区域，该微泡发生元件位于该第一区域，该第一出水口位于该第二区域。

4.如权利要求1所述的循环冷却水处理系统，其特征在于，该第二出水口位于该压力溶气罐顶部。

5.如权利要求1所述的循环冷却水处理系统，其特征在于，该第二出水口连接的是该积水盘内布置的臭氧气水布水管。

6.如权利要求1所述的循环冷却水处理系统，其特征在于，该压力溶气罐的压力保持在0.1MPa以上。

7.如权利要求1所述的循环冷却水处理系统，其特征在于，在一第一模式下，该第一出水阀被配置为保持开启，该第二出水阀被配置为定时开启。

8.如权利要求1所述的循环冷却水处理系统，其特征在于，在一第二模式下，该第一出水阀被配置为关闭，该第二出水阀被配置为开启。