一种循环冷却水处理方法技术

本发明专利技术属于循环冷却水处理技术领域，它通过商业树脂选择性去除水中腐蚀、结垢、营养离子以实现防腐、阻垢和抑菌效果，既可用于循环冷却水系统的补充水生产，也可用于循环冷却水系统水质的旁路控制，无须添加防腐剂、缓蚀剂、杀菌剂即可实现循环冷却水系统的长期、稳定运行，节水效果显著高于常规技术(浓缩倍数达到100或更高，外排水量是常规技术的1/10以下，补充水量为常规技术的1/3以下)。充水量为常规技术的1/3以下)。

【技术实现步骤摘要】
一种循环冷却水处理方法


[0001]本专利技术涉及一种循环冷却水处理方法，更具体的说，是一种通过选择性去除腐蚀、结垢、营养离子以实现防腐、阻垢和抑菌效果的循环冷却水水质控制方法，它既可用于循环冷却水系统的补充水生产，也可用于循环冷却水系统水质的旁路控制。

技术介绍

[0002]工业用水通常包括工艺用水、锅炉用水、洗涤用水以及冷却用水等，其中冷却用水在工业用水中占有相当大的比例，可达工业总用水的80％
‑
90％，因此，对冷却水循环使用可提高水的利用率，达到节省水资源的目的。循环冷却水系统是以水作为冷却介质，由换热设备、冷却设备、水泵、管道及其它有关设备组成。循环冷却水中无机离子因水分不断蒸发而不断浓缩容易造成结垢(与Ca
2+
、Mg
2+
相关)、腐蚀(与Cl
‑
、SO
42
‑
相关)和微生物滋生(与N、P相关，P为主要限制因子，大部分为PO
43
‑
、)现象，严重影响循环冷却水系统的长期稳定运行。因此，循环冷却水系统在日常运行过程中需要通过及时补水和排水将上述无机离子浓度控制在安全水平(浓缩倍数通常为5，少量案例达到10)，除此之外，还需要频繁投加缓蚀、阻垢、杀菌剂以保障系统的稳定运行。相关药剂是循环冷却水系统专利技术专利申请的主要内容之一，如申请号为202111375148.X，公告号为CN 114180730 A，名称为一种循环冷却水系统用高浓缩倍数缓蚀阻垢剂及水处理方法的专利技术专利；又如申请号为201610546025.0，公告号为CN 107601684 A，名称为无磷复合阻垢缓蚀剂及其应用以及循环冷却水的处理方法的专利技术专利，等等。这些药剂的使用不仅增加了循环冷却水系统的运行成本，同时会造成二次污染，增加系统外排水的处理难度。
[0003]既然循环冷却水系统的腐蚀、结垢和微生物滋长等现象与Ca
2+
、Mg
2+
、Cl
‑
、SO
42
‑
、PO
43
‑
有关(以下称为有害离子)，从源头控制这些有害离子的浓度就可以实现防腐、阻垢和抑制微生物生长(以下简称抑菌)，相比之下，其它离子如Na
+
、K
+
、CO
32
‑
、HCO3‑
、SiO
32
‑
等对循环冷却水系统稳定运行并无危害(以下称为无害离子)，某些离子甚至还有益处(最新研究表明NO3‑
、CO
32
‑
、HCO3‑
、HSiO3‑
、SiO
32
‑
等含氧阴离子普遍具有防腐效果)。因此，选择性去除原水中有害离子同时保留无害离子(以实现防腐效果)是源头控制腐蚀和结垢问题、抑制微生物繁殖的关键，并可实现无防腐剂、缓蚀剂、杀菌剂添加时循环冷却水系统的稳定运行，具有非常重要的经济及环境意义。作为经典的离子去除技术，传统商业树脂可以有效去除这些有害离子，但它最大的不足在于缺乏离子选择性，通常为确保所有有害离子的彻底去除需要将全部无机离子均交换为反离子，这极大地增加了再生液中反离子的消耗，也没有保留有益于系统的其它离子，运行成本较高。如申请号为200810196877.7，公告号为CN 101353190 A，名称为一种循环冷却水离子交换软化微碱化处理的方法的专利技术专利，它采用Na型阳离子树脂将水中Ca
2+
、Mg
2+
等离子全部交换为Na
+
离子，然后采用OH型、CO
32
‑
型或HCO3‑
型阴离子树脂将水中Cl
‑
、SO
42
‑
等阴离子全部交换为OH
‑
、CO
32
‑
或HCO3‑
，最终制得的循环冷却水事实上为单一的NaOH、Na2CO3或NaHCO3溶液。目前在循环冷却水系统工业实践上广泛采用反渗透系统作为最终处理单元生产极低盐度的去离子水作为补充水(无差别地去除了所有
离子)，该工艺运行成本高、易产生大量难处理浓盐水，如申请号为201811637093.3，公告号为CN 109502853 A，名称为用于电厂循环冷却水的中水处理系统的专利技术专利等。部分专利技术专利采用电化学工艺生产循环冷却水系统补充水，其中阴极附近形成高浓度的OH
‑
促进了结垢离子结晶析出，阳极附近水电解产生的氧气和氧自由基并进而形成双氧水和臭氧，形成了杀菌效果。如申请号为201610388112.8，公告号为CN 105800842 A，名称为一种循环冷却水旁流水处理系统及旁流水处理方法的专利技术专利；又如申请号为202111639580.5，公告号为CN 114249387 A，名称为沉积电极自耦倒极脱垢处理循环冷却水的方法的专利技术专利。然而，电化学工艺主要实现阻垢和杀菌目标，并没有防腐功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种选择性去除水中有害离子的循环冷却水水质控制方法，它的防腐、阻垢、抑菌效果显著，无须添加防腐剂、缓蚀剂、杀菌剂即可实现循环冷却水系统的长期、稳定运行，节水效果显著高于常规技术(浓缩倍数达到100或更高，外排水量是常规技术的1/10以下，补充水量为常规技术的1/3以下)。
[0005]本专利技术的特征在于：它采用特殊方式活化传统商业树脂，使其离子交换反应范围仅限于有害离子Ca
2+
、Mg
2+
、Cl
‑
、SO
42
‑
、PO
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‑
(因而避免了腐蚀、结垢、微生物滋长问题)，而水中Na
+
、K
+
、CO
32
‑
、HCO3‑
、SiO
32
‑
等无害离子因不参与离子交换反应而保留在循环冷却水中(并有助于防腐)。该方法既可用于生产合格的系统补充水，也可以用于旁路处理保障系统水质。
[0006]与现有技术相比，该技术具有以下优点：
[0007](1)通过源头水质控制同时实现循环冷却水系统防腐、组垢、抑菌效果。
[0008](2)循环冷却水系统长期运行期间无防腐、阻垢和杀菌剂添加，节水潜力显著高于常规技术。
具体实施方式
[0009]以下详细说明本专利技术的工作原理及实施方式：
[0010]一、本专利技术所述的一种循环冷却水处理方法，其原理如下所述：
[0011]所述的循环冷却水处理方法，它采用包含无害离子的再生液活化传统商业树脂，将这些无害离子预先负载到树脂上，最终在离子交换过程中抑制了它们的离子交换反应(即这些无害离子并不参与离子交换反应，保留在水中)。同时，有害离子Ca
2+
、Mg
2+
、Cl
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种循环冷却水处理方法，其特征在于：它采用阴、阳离子交换树脂选择性去除水中Ca
2+
、Mg
2+
、Cl
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、SO
42
‑
、PO
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑少奎，王芷铉，李士达，蒋金凤，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：