工業(yè)循環(huán)冷卻水處理技術(shù)優(yōu)化探討

趙南南

摘? ? 要：為了進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)節(jié)水減排的戰(zhàn)略目標(biāo)，提高對(duì)于水資源的有效利用率，本文在對(duì)目前我國(guó)工業(yè)循環(huán)冷卻水的處理現(xiàn)狀進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了提高濃縮倍數(shù)、加強(qiáng)廢水回用、使用低磷或無磷化學(xué)劑、應(yīng)用先進(jìn)水處理成套技術(shù)等措施，希望能為優(yōu)化改進(jìn)循環(huán)冷卻水的處理技術(shù)提供一點(diǎn)參考建議。

關(guān)鍵詞：工業(yè)循環(huán)冷卻水;處理技術(shù);優(yōu)化改進(jìn)

1? 前言

隨著現(xiàn)在科技技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)一些不合理的問題顯現(xiàn)出來，亟待進(jìn)一步的優(yōu)化改進(jìn)。因此，本文就針對(duì)工業(yè)循環(huán)冷卻水的廢水回用，提高工業(yè)循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)，在處理過程中使用低磷的化學(xué)藥劑以及應(yīng)用先進(jìn)水處理成套技術(shù)等方面進(jìn)行探討，希望能為進(jìn)一步優(yōu)化企業(yè)的循環(huán)冷卻水處理，提供一定的參考建議，幫助我國(guó)的工業(yè)得到進(jìn)一步的發(fā)展。

2? 我國(guó)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前我國(guó)絕大部分工業(yè)企業(yè)，主要使用兩種循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，分別是敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)以及密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。首先，敞開式冷卻水系統(tǒng)簡(jiǎn)單的來講，就是將循環(huán)系統(tǒng)中的循環(huán)冷卻水與空氣進(jìn)行直接的接觸，進(jìn)而幫助系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的一種方式。循環(huán)冷卻水會(huì)在開放式的冷卻塔當(dāng)中，通過與空氣之間的接觸來釋放自身的熱量，從而幫助降低自身的溫度。但是這一種冷卻方式會(huì)導(dǎo)致冷卻水大量的蒸發(fā)，極大的提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)對(duì)水的消耗量。除此之外，這種循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，由于與空氣有了直接的接觸，會(huì)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的水質(zhì)造成一定的影響，提高系統(tǒng)的排污量，但是該系統(tǒng)具有能源消耗低，以及占地面積小的優(yōu)點(diǎn)。

密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的循環(huán)冷卻水與空氣不會(huì)進(jìn)行直接的接觸，而是通過冷卻塔中的換熱管束，以及與噴淋水進(jìn)行間接的接觸，來有效地降低循環(huán)水的溫度。從根本上來講，這種系統(tǒng)的冷卻方式是利用水的導(dǎo)溫性，因此，對(duì)水資源的消耗量較小。除此之外，由于該系統(tǒng)的循環(huán)水主要使用了軟水以及純水，并且沒有與空氣進(jìn)行直接的接觸，因此，該系統(tǒng)中的循環(huán)水水質(zhì)較為良好，不用排放污水以及補(bǔ)充水資源。但是由于該系統(tǒng)對(duì)于噴淋系統(tǒng)以及風(fēng)量有著較高的要求，因此需要較大的能源消耗。除此之外，由于水的導(dǎo)熱性能的影響，密閉水冷卻系統(tǒng)的處理效率較低，因此，如果有著較強(qiáng)的循環(huán)冷卻水處理需求，要建設(shè)多臺(tái)密閉式冷卻塔進(jìn)行補(bǔ)充，需要較大的占地面積。

3? 提高適當(dāng)?shù)臐饪s倍數(shù)

提高工業(yè)循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)，不僅可以有效地減少水源的補(bǔ)充，還能夠有效地節(jié)約大量的水質(zhì)穩(wěn)定劑的消耗。然而，目前我國(guó)許多企業(yè)的循環(huán)冷卻水還保持在2～3的濃縮倍數(shù)，這就導(dǎo)致企業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)需要大量的水源補(bǔ)充。在國(guó)際上，通常情況下，冷卻水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)都在5以上，并且濃縮倍數(shù)正在逐年增加，甚至部分企業(yè)的濃縮倍數(shù)已經(jīng)達(dá)到了20以上。經(jīng)過研究表明，如果我國(guó)石油化工企業(yè)將敞開式循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)，從之前的五提高到十以后，每年能節(jié)約2380萬立方米的水資源，并減少2380萬立方米的排污水量，減少714t的廢氣排放。

4? 強(qiáng)化污水回用，增加企業(yè)水源

目前絕大部分礦工企業(yè)總水量的70%左右都用于企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，然而，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水源補(bǔ)充往往較為單一，例如，僅僅是依靠地下水，湖泊水，海水淡化水以及水庫(kù)水等。這種較為單一的水源補(bǔ)充模式，造成企業(yè)具有較強(qiáng)的水源依賴性，當(dāng)企業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水源出現(xiàn)問題時(shí)，就會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來嚴(yán)重的影響，進(jìn)而導(dǎo)致企業(yè)受到較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)冷卻水系統(tǒng)水源的供給途徑，通過有效的增加企業(yè)水源，保障循環(huán)冷卻水系統(tǒng)能夠高效穩(wěn)定的運(yùn)行。

近年來，許多企業(yè)開始重視起水資源的保護(hù)措施，通過采取相應(yīng)的節(jié)水減排方法，提高對(duì)水資源的保護(hù)以及利用效率。中水回用系統(tǒng)作為一種有效的水資源保護(hù)以及節(jié)約方式，我國(guó)許多企業(yè)開始推進(jìn)中水回用系統(tǒng)的建設(shè)，并更多的將其與循環(huán)冷卻水系統(tǒng)相結(jié)合。我國(guó)目前有部分企業(yè)已經(jīng)將自身的工業(yè)排放廢水，通過相應(yīng)的污水處理措施之后，作為水源對(duì)企業(yè)自身的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充。大量的研究也證明了，在企業(yè)自身生產(chǎn)活動(dòng)過程中產(chǎn)生的廢水，以及日常生活產(chǎn)生的污水，通過預(yù)處理之后，能夠有效地作為冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)充水，企業(yè)可根據(jù)污水處理情況，適當(dāng)配合使用高效阻垢劑，能夠有效的保證循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定。除此之外，企業(yè)還可以通過城市中水回用處理技術(shù)，通過相應(yīng)的工藝流程，將處理達(dá)標(biāo)的中水作為循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)充水。通過以上幾種方法，不僅能夠有效的節(jié)約水資源，還能夠極大的減少污水的排放。

5? 使用低磷或無磷化學(xué)劑

目前我國(guó)絕大部分循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，在處理過程中，普遍使用了含磷的化學(xué)添加劑。盡管磷自身并沒有毒性，但是其能作為微生物以及藻類的營(yíng)養(yǎng)源，促使微生物以及藻類大量的繁殖，導(dǎo)致湖水富營(yíng)養(yǎng)化，海水發(fā)生赤潮等現(xiàn)象，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。我國(guó)于1996年，就對(duì)廢水排放中磷的含量做出了限制，規(guī)定其濃度應(yīng)小于1.0mg/L。除此之外，由于無機(jī)磷以及有機(jī)磷在受熱條件下會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定的現(xiàn)象，因此，在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，磷容易在熱交換器中受熱發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生磷酸鈣水垢，會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)的換熱效率降低。因此，無論是為了保護(hù)環(huán)境，落實(shí)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，還是進(jìn)一步提高循環(huán)冷卻水的處理效率，使用低磷甚至無磷化學(xué)劑，是循環(huán)水系統(tǒng)處理劑未來的發(fā)展趨勢(shì)。

6? 應(yīng)用先進(jìn)水處理成套技術(shù)

為了提高水處理藥劑的投入效果，保障循環(huán)水處理能夠高效穩(wěn)定的開展，絕大部分企業(yè)都使用了循環(huán)水系統(tǒng)的自動(dòng)加藥設(shè)備。然而，目前我國(guó)絕大部分企業(yè)所使用的自動(dòng)加藥設(shè)備，其功能只是簡(jiǎn)單的向循環(huán)水系統(tǒng)中投加藥劑，并沒有對(duì)整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。在國(guó)外，主要通過流量比例、熒光示蹤劑以及水量平衡這三種方式，對(duì)自動(dòng)加藥設(shè)備的控制方式進(jìn)行監(jiān)控。因此，我國(guó)可以吸收并入國(guó)外一些先進(jìn)的自動(dòng)加藥設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，或者是通過研究創(chuàng)新，設(shè)計(jì)適合我國(guó)企業(yè)實(shí)際的循環(huán)水系統(tǒng)加藥監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)藥劑投入、水源補(bǔ)充以及污水的排放進(jìn)行監(jiān)控，通過有效的監(jiān)測(cè)循環(huán)水中各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值，實(shí)時(shí)地對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。企業(yè)通過配備相應(yīng)的水處理成套技術(shù)，能夠進(jìn)一步的提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行效果，通過信息化的管理手段，提高我國(guó)循環(huán)冷卻水的管理水平。

7? 結(jié)合電化學(xué)水處理技術(shù)

通過將電化學(xué)水處理系統(tǒng)安裝在工業(yè)循環(huán)冷卻水回水管道旁路上，或者是直接從冷水塔集水池取水，按照循環(huán)用水以及補(bǔ)充水源的水質(zhì)指標(biāo)，和循環(huán)冷卻的濃縮倍數(shù)要求設(shè)定處理規(guī)模，能夠基本達(dá)到零排放的最終目的。電化學(xué)處理系統(tǒng)通過在直流電流的作用下，在反應(yīng)室附近形成一個(gè)堿性環(huán)境，使得結(jié)垢物質(zhì)更容易結(jié)晶析出，而在陽(yáng)極附近，促使氯離子轉(zhuǎn)變成游離氯，強(qiáng)化了反應(yīng)室內(nèi)殺菌滅藻的效果，使得菌類以及微生物難以存活。除此之外，電化學(xué)循環(huán)水系統(tǒng)還能夠根據(jù)控制循環(huán)水中碳酸鈣的濃度，在管道及處理單元形成一層很薄的碳酸鈣保護(hù)層，保護(hù)管道以及單元不結(jié)垢，不腐蝕。電化學(xué)循環(huán)水處理技術(shù)能夠有效提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，在不添加化學(xué)藥劑的情況下實(shí)現(xiàn)循環(huán)水處理，達(dá)到零污水排放的目的;能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)測(cè)冷卻水系統(tǒng)中常見的問題，并且自動(dòng)化程度較高，方便管理人員進(jìn)行維護(hù)。

8? 結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)不斷推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展理念的背景下，對(duì)工業(yè)循環(huán)冷卻水處理技術(shù)的要求也越來越高。因此，企業(yè)在應(yīng)用工業(yè)冷卻水處理技術(shù)時(shí)，要結(jié)合企業(yè)自身的情況，對(duì)技術(shù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化改進(jìn)，并通過引入應(yīng)用新設(shè)備以及新材料，有效的提高工業(yè)循環(huán)冷卻水處理效果。

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