CN110272087A - 蒸发冷却设施中的过程用水的消毒 - Google Patents
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Abstract
在用于对蒸发冷却设施、冷却塔和湿式分离器中的过程用水和/或对与过程用水接触的构件进行消毒的方法中，在设置用于积聚过程用水的构件中、尤其是在过程用水槽中设置了具有至少一个UV辐射器的至少一个UV辐射装置。UV辐射器在此具有电气或电子点火装置。在该方法中，过程用水借助UV辐射装置被UV辐射，其中给过程用水添加至少一种优选通过UV辐射可分解的氧化剂和/或消毒剂，和/或给过程用水添加至少一种影响钙‑碳酸平衡的化学试剂。
Description
技术领域
本发明涉及用于对蒸发冷却设施、冷却塔和湿式分离器中的过程用水和/或与过程用水接触的构件进行消毒的方法。
背景技术
蒸发冷却设施和冷却塔用于导出过程热量。在此通常涉及冷却系统，在冷却系统中，冷却作用通过水的蒸发实现。
然而在这种冷却系统中存在问题，如在湿式分离器中那样也存在问题，在那里病原体增多，并且可以从那里开始蔓延。因此存在一系列的情况，在这些情况中，军团病的疾病爆发与冷却塔相关联。
用于排除或遏制冷却塔的细菌滋生的常见方案是使用灭菌剂，其为此设置用于阻止设施被相应的生物材料占据或者溶解已经形成的生物薄膜。然而，通过使用灭菌剂会降低在设施中使用的物质的抗腐蚀性。此外，使用灭菌剂通常与针对相应的化学试剂的显著成本相关联。
在运行所述设施时的另外的问题是出现钙沉积物。钙沉积物通过二氧化碳从空气进入冷却循环回路的循环水而形成。根据由此形成的碳酸的量，循环水可以相对于在设施中使用的物质（通常是金属）表现出腐蚀性，或者导致难以溶解的钙的析出。
最后要考虑到的是，所述设施、尤其是冷却塔通常具有大的或非常大的结构尺寸。这导致的是，必须在大的体积中提供所述保护措施，例如防止细菌滋生或钙沉积。此外在该关系中得出，例如所需的电气装置基于这种冷却设施中的水和空气流不能安置在设施（冷却塔）本身中，而是必须安放在外部。
发明内容
相应地，本发明的任务是提供一种开头所述类型的方法，该方法至少部分避免描绘的问题。在此，一方面力求达到的是，可靠地阻止或者至少可以受控地维持所述设施的细菌滋生。另一方面，同样应该可能的是避免在设施的构件上的钙沉积。最后应该实现的是，尽管所述设施的结构尺寸很大，但仍然可以可靠地执行根据本发明提出的措施。
这些任务通过具有权利要求1的特征的方法解决。该方法的优选的实施方式在权利要求1的从属权利要求中描述。因此所有权利要求的表述请详细参考说明书的内容。
如开头提到的那样，本发明提供用于对蒸发冷却设施、冷却塔和湿式分离器中的过程用水进行消毒的方法和/或用于对与过程用水接触的构件进行消毒的方法。在该方法中，至少在设置用于积聚过程用水的构件中设置了具有至少一个UV辐射器的至少一个UV辐射装置，其中这种构件尤其是至少一个过程用水槽。
此外，所述UV辐射器具有电气或电子点火装置。
附加地，在根据本发明的方法中，过程用水借助UV辐射装置被UV辐射，其中给过程用水添加至少一种优选可通过UV辐射而分解的氧化剂和/或消毒剂。备选地或附加地，给过程用水添加至少一种影响（过程用水中的）钙-碳酸平衡的化学试剂。
根据本发明的方法的特征组合可以针对设置的消毒具有不同的可能性。因此，过程用水借助UV辐射装置的UV辐射用于减少细菌。借助通过UV辐射激活的和/或分解的氧化剂/消毒剂附加地加强消毒。影响钙-碳酸平衡的化学试剂优选将过程用水的pH值保持在酸中，这导致的是，不会发生钙析出。在此，钙析出不仅在设施本身中被阻止，而且也在UV辐射装置或相应的UV辐射器的表面上被阻止。
因为UV辐射器本身具有电气或电子点火装置，所以具有如下优点，点火装置不必安放在设施本身的外部，例如在开关柜（Schaltschrank）中。相应地可以避免具有点火装置的电气装置与UV辐射器之间的长的线缆路径，因为这经常是水银放电灯（Quecksilberentladungslampen）的点火特性差的原因。
在根据本发明的方法的优选的实施方式中，所述点火装置布置在UV辐射器的保持装置上，或者集成到保持装置中。以该方式，不必设置附加的具有点火装置的构件（并且其必要时与UV辐射器连接）。
在改进方案中，在根据本发明的方法中，UV辐射装置设有保护结构，其中该保护结构尤其是笼式的保护结构。该保护结构用于保护UV辐射装置以防损坏，尤其是机械损坏，其中该保护尤其是对于比较敏感的UV辐射器（其具有由玻璃构成的外罩）来说是有利的。
优选地，所述保护结构包括至少两个弓形件，其沿横向方向跨过在UV辐射装置中设置的UV辐射器，并且沿UV辐射器的纵向方向间隔开地布置。
在另外的优选的实施方式中，根据本发明的方法的特征在于，UV辐射装置不仅设置在至少一个过程用水槽中，而且优选附加地设置在蒸发冷却设施、冷却塔和湿式分离器的另外的构件上。由此，不仅过程用水槽中的过程用水通过UV辐射消毒，而且附加地，设施的另外的表面和在表面上流过的过程用水被消毒。作为所述构件尤其是考虑到相应设施的所谓的（冷却）通风装置（Register）。
在根据本发明的方法中此外有利的是，至少一个UV辐射装置至少在UV辐射期间至少部分地、优选完全地沉入到过程用水中。由此实现的是，可以利用UV辐射处理尽可能大体积的过程用水（例如在过程用水槽中）。为此，相应的UV辐射装置例如可以布置并且优选紧固在过程用水槽的底部上。在这种实施方案中也提供的是，这种UV辐射装置装备有已经描述的保护结构，尤其是以防机械损坏。
此外，根据本发明的方法的如下实施方式是优选的，在实施方式中，至少一个UV辐射装置至少在UV辐射期间设置在过程用水的表面上。这允许一方面对过程用水表面进行UV辐射，并且尤其是也对直接在过程用水表面上方的空气空间进行UV辐射。
在根据本发明的方法中可以添加不同的氧化剂或消毒剂，它们尤其是可通过UV辐射装置的UV辐射激活和优选也分解。在此特别优选的是使用过氧化氢（H2O2），其作用结合UV辐射对于本领域技术人员来说是显而易见的。结合本发明有利的是，UV辐射和使用在化学上完全可分解的过氧化氢的组合是用于对所述设施进行除菌而言有效的和对环境友好的方法，并且通过组合作用也对有机内含物起到氧化作用，并且因此减小针对微生物的碳源的浓度。由此减少针对细菌的营养成分供应，这同样抵抗细菌再次滋生。
此外根据本发明可以添加以期望的方式影响钙-碳酸平衡的各种化学试剂。在本发明中，在此优选地使用至少一种复合剂，其中尤其是添加柠檬酸或磷酸盐。
所有提到的化学试剂，例如H2O2、柠檬酸、磷酸盐等通常以水溶液的形式优选以常规浓度进行添加。
如已经阐述的那样，根据本发明的方法可以以不同的方式实现，其中尤其地，添加氧化剂/消毒剂或添加影响钙-碳酸平衡的化学试剂可以发生改变。优选地，所述物质至少一天一次、尤其是在一天一次和一天十次之间添加至过程用水。在最后提到的范围内进一步优选的是，在一天一次和一天五次之间添加氧化剂/消毒剂或添加影响钙-碳酸平衡的化学试剂。
在此尤其地，添加氧化剂/消毒剂可以比添加用于影响钙-碳酸平衡的化学试剂更频繁地进行。
在改进方案中，在根据本发明的方法中，还可以给过程用水或所添加的物质添加至少一个种防腐剂。
本发明此外也包括蒸发冷却设施、冷却塔或湿式分离器，湿式分离器包括在至少一个设置用于积聚过程用水的构件中的至少一个UV辐射装置。该构件可以尤其是过程用水槽。
根据本发明，在UV辐射装置中设置的UV辐射器具有至少一个电气或电子点火装置。
在所述根据本发明的设备中优选的是，所述点火装置设置在UV辐射器的保持装置上，尤其是集成到UV辐射器的保持装置中。
本发明与一系列优点相关联。
因此，一方面可以放弃添加有毒的化学试剂（灭菌剂）。以该方式，一方面避免化学试剂对在设施中使用的物质的不利的作用，并且另一方面，通过放弃比较贵的化学试剂来节约成本。最后也放弃添加通常在使用灭菌化学试剂时必须强制使用的其他物质，以便最小化其负面作用（对物质的腐蚀、循环水的盐化等）。
另一方面，在本发明中完全考虑到UV辐射与氧化剂（例如过氧化氢）的组合的优点。过氧化氢尤其是在以较少的量使用时是完全可分解的。同时，过氧化氢在UV辐射的影响下分解出羟基自由基，其作用为强氧化剂，然而是短暂的。以该方式，相应的设施（例如冷却塔）中的细菌滋生可以通过根据本发明的措施非常好地控制。
最后，通过本发明可靠地阻止设施中的钙沉积。这不仅适用于设施（例如冷却塔）本身的常见构件，而且也适用于根据本发明使用的UV辐射装置。在此例如避免在UV辐射器的石英外罩上的钙沉积。
总体上，根据本发明的措施为蒸发冷却设施中的过程用水的消毒提供了在许多情况下有利的解决方案。从成本方面来看，本发明也提供尤其是相对于使用灭菌化学试剂来控制在这种设施中的生物负载的真正的备选方案。
最后还要提到的是，本发明尤其是对于具有大的结构尺寸的所述设施来说是有利的。根据本发明，针对所使用的UV辐射器的电气或电子点火装置直接配属于UV辐射器，并且优选地集成在UV辐射器的保持装置中。这导致的是，可以避免点火装置与UV辐射器之间的长的线缆路径。这能够实现UV辐射器的可靠的点火。在安置在实际的设施（例如冷却塔）的外部（例如开关柜中）的点火装置中，针对UV辐射器的电压脉冲基于大的线缆长度非常强地降低，这可能导致的是，UV辐射器不再点火。
附图说明
本发明的另外的特征和优点由随后对示例的描述和附图得到。在此，本发明的各个特征可以分别单独或相互组合地实现。随后描述的示例仅用于对本发明的进一步的阐述，而不会将本发明局限于示例的公开内容。在附图中：
图1示出按照根据本发明的方法运行的冷却塔的示意图。
具体实施方式
图1以示意性的截面图示出冷却塔1。冷却塔已知是如下设施，其功能是将废热输出至环境中。通常，废热在发电或工业过程中产生。在此，冷却效果通过水的蒸发实现。
如图1所示的那样，空气和水在冷却塔1中相反地流动。一部分水蒸发。在此从总系统提取的焓导致在系统中保留的（过程用）水的冷却。
冷却塔1的重要的构件在图1中形象地示出，或者至少形象地说明。在此，一方面涉及池或槽2，过程用水积聚在其中。此外形象地说明冷却塔1的通风装置3（在通风装置中进行热传递）和用于提供水的装置4，其中装置4通常是用于精细地分配水的喷射系统。
最后，在图1中还形象地说明了分滴器5，其减少水利用空气从冷却塔1排出。
装置14示例性地示出一种风机，借助风机将环境空气引入冷却塔1中。泵15用于将水引入冷却塔中，泵16用于在设施中运输循环水/过程用水。通过附图标记17形象地示出针对总过程的热传递器。
此外，图1还示出切断阀18，借助切断阀，冷却系统中的沉积物（通常是无机盐）可以从冷却塔1清除（所谓的脱盐），沉积物沉淀在（过程用水）槽2中。
在运行时，通过热传递器17加热的过程用水通过装置4（例如喷射系统）从冷却塔1的上侧通过通风装置3（热传递介质）分配。同时，装置14将环境空气向上吹过冷却塔1。在热的过程用水与冷空气相遇时加热空气，如已经提到的那样，过程用水的一部分蒸发。由此冷却的过程用水积聚在（过程用水）槽2中，并且因此又返回到过程的热源，即返回到热传递器17。加热的空气在其上侧离开冷却塔1，其中分滴器5为此用于将水滴从废气清除。
如图1同样示出的那样，在冷却塔1中根据本发明设置了UV辐射装置6和7。针对UV辐射器的电气或电子点火装置被集成到设置在UV辐射装置中的UV辐射器的保持装置中。
UV辐射装置6是具有细长的UV辐射器8的所谓的UV浸没式辐射器，该辐射器设有形式为弓形件9的保护结构，保护结构沿横向方向跨过UV辐射器8。此外，UV辐射装置6具有安装元件，其在图1中未详细示出。借助安装元件，UV辐射装置6可以紧固在冷却塔1中的适当的部位上。
图1在此示例性示出如下实施方案，其中UV辐射装置6设置和紧固在（过程用水）槽2的底部上和冷却塔1的内壁上。总体上，图1示出五个UV辐射装置6。
UV辐射装置7是可浮动的装置。除了浮动器11以外，UV辐射装置7还具有四个UV辐射器10，其中三个UV辐射器10水平地布置，并且以120º的角度彼此间隔开。第四UV辐射器10竖直地沉入待辐射的液体中。由此实现的是，一方面，过程用水本身被UV辐射，并且另一方面，在水表面上方存在的空气空间和冷却塔的周围的壁也被UV辐射。
图1形象地示出三个UV辐射装置7，其中，也可以没有问题地在过程用水的表面上分配地布置更多这种UV辐射装置7。
此外，图1示出装置12和13，借助该装置，氧化剂/消毒剂、例如过氧化氢溶液或影响钙-碳酸平衡的至少一种化学试剂可以配量到过程用水流中。
图1所示的冷却塔1和其构件和部件可以按照根据本发明的方法如下地运行。
通过装置14实现的至冷却塔1的空气输入必定导致细菌和必要时另外的生物组成部分进入。相同的情况适用于通过泵15的水输入。相应的细菌可以集聚在冷却塔内并且增多，并且随后尤其是通过从冷却塔1逸出的空气排出到环境中。
通过本发明阻止或明显减小了，所谓的生物薄膜在冷却塔1中的形成和细菌从冷却塔1中的排出。
为此，一方面，槽2中的过程用水和在过程用水槽2的区域中的容器壁通过槽2中的UV辐射装置6和7被UV辐射，并且相应被消毒。
此外，另一方面，容器壁的另外的区域和冷却塔1的重要的构件通过附加地布置在冷却塔1中的UV辐射装置6被UV辐射，并且因此被消毒。在冷却塔1的相应的区域中流过的过程用水也通过附加的UV辐射装置6被UV辐射。
附加地，在本发明中，氧化剂/消毒剂通过装置12配量到过程用水流中。因此，氧化剂（例如过氧化氢）除了UV辐射以外还发挥其氧化作用。在过氧化氢的情况下，通过UV辐射器的UV辐射释放羟基自由基，其作用为强氧化剂并且相应地用于减少细菌。
最后，根据图1，通过装置13给过程用水流添加化学试剂，化学试剂由此影响钙-碳酸平衡，从而避免或至少减少钙析出。
最后，如已经在说明书中阐述的那样，电气或电子点火装置已经安装到UV辐射装置6和7的保持装置/浮动器中，从而可以放弃布置在冷却塔1外部的电气装置（例如开关柜）与UV辐射器之间的线缆引导。
示例1
冷却塔（该冷却塔在其结构方面相应于根据图1的冷却塔1）具有800kW的功率和6m3的（过程用-）水体积。冷却塔以18º的德国硬度的供应水质量和150m3/h的循环速率运行。
在该冷却塔中，UV辐射装置6和7根据图1这样放置，使得冷却塔的内部空间基本上完全用UV辐射来照明。附加地，一天三次将15ml/m3的H2O2（氧化剂过氧化氢）（作为35%的水溶液）配量到过程用水流中。一周一次添加具有30 ml/m3的浓度的柠檬酸（用于影响钙-碳酸平衡的化学试剂）（作为20%的水溶液）。
利用冷却塔的运行可以可靠地在更长的时间段内阻止设施滋生细菌，并且阻止细菌从设施排出。
示例2
冷却塔（该冷却塔在其结构方面相应于根据图1的冷却塔1）具有2300kW的功率和7.6m3的（过程用-）水体积。冷却塔以19º的德国硬度的供应水质量和220m3/h的循环速率运行。
在该冷却塔中，UV辐射装置6和7根据图1这样放置，使得冷却塔的内部空间基本上完全用UV辐射来照明。附加地，一天四次将15ml/m3的H2O2（氧化剂过氧化氢）（作为35%的水溶液）配量到过程用水流中。一天一次添加具有4 ml/m3的浓度的有机磷酸盐（用于影响钙-碳酸平衡的化学试剂）（作为30%的水溶液）的浓缩物。附加地，以均匀的间隔添加防腐剂。
利用冷却塔的运行可以可靠地在更长的时间段内阻止设施滋生细菌，并且阻止细菌从设施排出。
Claims (11)
1.一种用于对蒸发冷却设施、冷却塔和湿式分离器中的过程用水和/或对与过程用水接触的构件进行消毒的方法，其中
至少在设置用于积聚过程用水的构件中，尤其是在至少一个过程用水槽（2）中设置了具有至少一个UV辐射器（8、10）的至少一个UV辐射装置（6、7），其中所述UV辐射器具有电气或电子点火装置，
并且其中过程用水借助UV辐射装置（6、7）被UV辐射，其中给过程用水添加至少一种优选通过UV辐射能分解的氧化剂（12）和/或消毒剂，和/或给过程用水添加至少一种影响钙-碳酸平衡的化学试剂（13）。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述点火装置布置在UV辐射器的保持装置上或集成到所述保持装置中。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，UV辐射装置具有保护结构、优选是笼式的保护结构，其中所述保护结构尤其是包括至少两个弓形件（9），所述弓形件沿横向方向跨过在UV辐射装置（6）中设置的UV辐射器（8），并且沿所述UV辐射器（8）的纵向方向间隔开地布置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，UV辐射装置设置在至少一个过程用水槽（2）中，并且优选附加地设置在蒸发冷却设施、冷却塔和湿式分离器的另外的构件、尤其是通风装置上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个UV辐射装置（6）至少在UV辐射期间至少部分地、优选完全地沉入过程用水中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个UV辐射装置（7）至少在UV辐射期间设置在过程用水的表面上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，添加过氧化氢作为氧化剂。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，添加至少一种复合剂、优选柠檬酸或磷酸盐作为影响钙-碳酸平衡的化学试剂。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一天一次、优选在一天一次和一天十次之间、尤其是在一天一次和一天五次之间添加氧化剂和/或消毒剂和/或影响钙-碳酸平衡的化学试剂。
10.蒸发冷却设施、冷却塔或湿式分离器，其包括在至少一个设置用于积聚过程用水的构件中、尤其是过程用水槽中的至少一个UV辐射装置，其中设置在UV辐射装置中的UV辐射器具有至少一个电气或电子点火装置。
11.根据权利要求10所述的蒸发冷却设施、冷却塔或湿式分离器，其特征在于，所述点火装置设置在UV辐射器的保持装置上，尤其是集成到UV辐射器的保持装置中。
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