[發明專利]臭氧處理冷卻循環水水質的微生物指標控制系統

有效

• 申請號: 200710044120.1
• 申請日: 2007-07-23
• 公開（公告）號: CN101134613A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 沙尚之;林忠貴;唐中琪
• 申請（專利權）人: 上海輕工業研究所有限公司
• 主分類號: C02F1/50
• 分類號: C02F1/50;C02F1/78
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陳亮

技術領域

本發明涉及一種循環冷卻水處理技術，尤其涉及一種臭氧處理冷卻循環水水質的微生物指標控制系統。

背景技術

結垢、腐蝕現象是使用循環冷卻水的熱交換設備系統中最常見的問題，將危害設備的運行。開放式冷卻塔在工作過程中不斷蒸發水帶走熱量，不但使水中存在的許多物質濃縮，而且將大氣中污染成份、塵土、微生物等不斷帶入水中，如果不能控制好循環冷卻水的水質，就很快會使熱交換設備(各類冷凍機，空壓機等)的工作效能降低，管道阻塞，能耗大幅度增加，也可引起設備腐蝕，縮短使用壽命，造成很大經濟損失。同時由于適宜的水溫，滋長大量細菌，特別是產生致病菌(如嗜肺軍團菌)對公共衛生造成很大威脅。

目前通常采用化學藥劑法與物理法緩解循環冷卻水的以上問題。藥劑法在主要采用許多不同試劑與水中離子絡合以緩解結垢，調節酸堿度以防止腐蝕，以殺菌劑消毒滅菌，但由于這些藥劑相互有影響，水的結垢傾向與腐蝕傾向又是相互矛盾的，即傾向于結垢的水通常不傾向于腐蝕，反之亦然，因此分別調節結垢傾向和腐蝕傾向很難兼具平衡效果。實踐上還通過排放來改善循環冷卻水的化學成分，當電導提高到一定程度實行排放與補充。當補充水電導高、或硬度大的時候，用加藥法處理是困難的。藥劑法不能很有效殺菌，并因為會產生抗藥性而失效，必需經常更換藥劑。由于藥劑法長期使用大量含磷、鋅、氯，氮的一類物質，即使排放時水中濃度達標，但從污染的總量控制要求來看，成年累月成噸地藥劑排出顯然是對環境水體構成不可忽視的危害。特別需要指出的是研究已證實：循環水中的結垢與腐蝕現象的發生，主要是由于大量微生物的存在引起的。生物淤泥可以將水中所有的無機物：碳酸鈣，灰塵，銹蝕產物等牢牢“粘結”在一起成為硬性的污垢，包覆于換熱設備金屬表面與管道，這種既有生物污垢，又有無機物的污垢傳熱性能非常低，達到1毫米厚度即可使能耗增加30％左右。在污垢下面還可滋長大量的引起嚴重腐蝕的微生物，如噬鐵菌，硫還原菌，硝化菌等，設備發生深度點蝕就是微生物腐蝕引起的。由于生物膜的存在，微生物可以獲得營養和保護，這又使藥劑的效果被大大降低。但加大藥物濃度就是加大了排放污染程度。

由于存在上述種種問題，采用化學試劑法來處理循環水的缺陷是顯而易見的。

藥劑法的監控主要是依據水的化學成分，如：鈣、鎂、總堿、氯等含量及酸堿度(PH)和電導值來控制水的排放與補充。但是，如前所述，這些指標未必能準確全面反映水的水質。

物理方法主要用于阻垢，它是使用磁場穿透水中，或用電解法，使形成垢的離子處于受水分子包圍的狀態，分散為小的結晶或改變晶型，不易在設備表面形成硬結垢。但是實際應用中發現對水質有較高要求，去垢效果有局限性，對腐蝕與微生物的殺滅有效性不明顯。

臭氧法處理循環冷卻水是近十年來開始趨于成熟的新技術。通過對循環水中注入溶解的臭氧，在水中產生氧化性很強的OH等游離基，它們與水中的微生物，化學分子發生反應達到凈化、消毒目的。通過適當的設計，臭氧法作為無化學藥劑法的水處理，同時實現阻垢，防腐蝕，殺菌等效果。

九十年代以來國外在應用臭氧處理冷卻水方面已積累了一些基本經驗與研究結果。在這一領域中應用臭氧法已被證明為安全、有效、無污染的清潔技術。實踐上采用ORP(氧化還原電位)控制臭氧的發生量，依據水的電導、鈉、氯、鈣、鎂和總堿度(POSI指數，實用臭氧結垢指數)與細菌等指標，以手動操作進行排放與補充循環水。POSI是在臭氧處理條件下，冷卻循環水中不發生結垢可以被濃縮的最大程度，也可稱為水的循環次數，數值上為濃縮后的循環水電導值與補充水電導值之比。它是在穩定的工作與環境的條件下，對循環終點的一種可操作的經驗估計，但是POSI并不能反映循環水在多變的運行過程中水質是否需要及時調整(例如，當補充水的水質在運行中發生變動時)，因此采用POSI指數作為自動監控存在一定缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種臭氧處理冷卻循環水水質的微生物指標控制系統，它可以始終保持對循環水水質結垢、腐蝕與無污染排放的控制，對運行中變動的水質經常性有效監控。