申请日2015.04.24
公开(公告)日2017.02.15
IPC分类号C02F1/44; B01D61/12; B01D61/14; B01D61/58; B01D65/08; C02F1/50; C02F5/00; C02F5/08; C02F5/10; C02F5/14; F28G13/00
摘要
在以使用了分离膜的水回收系统来回收循环冷却水系统的排放水等冷却排出水时，可减少水处理成本，同时谋求水回收率的提高和稳定化。一种添加有冷却水处理药剂的冷却水循环系统，并且具备用分离膜处理来自循环冷却水系统的排出水并使处理水返回至该循环冷却水系统的水回收系统，其中，根据水回收系统的分离膜的性能变化调整循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度。
权利要求书
1.一种循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，所述冷却水循环系统添加有冷却水处理药剂，并且具备用分离膜处理来自所述循环冷却水系统的排出水并使处理水返回至该循环冷却水系统的水回收系统，其特征在于，根据所述分离膜的性能变化调整该循环冷却水系统中的该冷却水处理药剂的浓度。
2.如权利要求1所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，
根据所述分离膜的压力、处理水质以及处理水量中的至少一项的变化量，调整所述冷却水处理药剂的浓度。
3.如权利要求1或2所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，
预先掌握使所述分离膜的性能稳定的所述冷却水处理药剂的浓度，调整所述循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度以达到该浓度以上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，
所述冷却水处理药剂为黏泥控制剂和/或水垢分散剂。
5.如权利要求4所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，
所述黏泥控制剂包含化合氯剂。
6.如权利要求4或5所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，
所述冷却水处理药剂为黏泥控制剂和水垢分散剂，在调整该黏泥控制剂和水垢分散剂中的任意一种药剂的浓度后，调整另一种药剂的浓度。
7.如权利要求1至6中任一项所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，
所述分离膜为反渗透膜。
8.如权利要求7所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，
所述水回收系统具有微滤膜或超滤膜作为所述反渗透膜的前处理膜。
9.一种冷却排出水的回收方法，以使用了分离膜的水回收系统处理来自添加有冷却水处理药剂的循环冷却水系统的排出水，并使处理水返回至该循环冷却水系统，其特征在于，
在该循环冷却水系统中，根据权利要求1至8中任一项所述的冷却水处理药剂的浓度调整方法来调整该冷却水处理药剂的浓度。
10.一种冷却排出水的处理装置，以分离膜装置处理来自添加有冷却水处理药剂的循环冷却水系统的排出水，并使处理水返回至该循环冷却水系统，其特征在于，包括，
药剂浓度调整单元，用于根据所述分离膜的性能变化调整该循环冷却水系统中的该冷却水处理药剂的浓度。
11.如权利要求10所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，
所述药剂浓度调整单元根据所述分离膜的压力、处理水质以及处理水量中的至少一项的变化量来调整所述冷却水处理药剂浓度。
12.如权利要求10或11所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，
所述药剂浓度调整单元调整所述循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度，以达到预先掌握的使所述分离膜的性能稳定的所述冷却水处理药剂的浓度以上。
13.如权利要求10至12中任一项所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，
所述冷却水处理药剂为黏泥控制剂和/或水垢分散剂。
14.如权利要求13所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，
所述黏泥控制剂包含化合氯剂。
15.如权利要求13或14所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，
所述冷却水处理药剂为黏泥控制剂和水垢分散剂，所述药剂浓度调整单元在调整该黏泥控制剂和水垢分散剂中的任意一种药剂的浓度后，调整另一种药剂的浓度。
16.如权利要求10至15中任一项所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，
所述分离膜装置为反渗透膜装置。
17.如权利要求16所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，
在所述反渗透膜装置的前段，具有微滤膜装置或超滤膜装置作为前处理膜装置。
说明书
循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法、冷却排出水的回收方法以及冷却排出水的处理装置
技术领域
本发明涉及一种在建筑空调、化学工业、造纸工业、钢铁工业、电力工业等工业过程中使用的冷却设备的冷却水处理药剂的浓度调整方法。本发明还涉及冷却排出水的回收方法以及冷却排出水的处理装置。
背景技术
在冷却水系统、锅炉水系统等的与水接触的传热面、配管内，会产生水垢障碍。从节约资源、能源的立场出发，在减少冷却水向系统外排放(blow water)量而进行高浓缩运转时，溶解在水中的盐类被浓缩，容易腐蚀传热面，并且成为难溶性的盐而变成水垢。若水垢附着在装置的壁面等处，则导致热效率降低、配管阻塞等而在锅炉或热交换器的运转中发生重大故障。
为了节水和节省能量，尽可能有效地利用水。在更高的浓缩运转的情况下，无法抑制水垢的析出。
在循环冷却水系统中，不仅是水垢障碍，还需要考虑微生物导致的黏泥(slime)障碍。在循环冷却水系统的高浓缩运转中，冷却水的水质恶化，在细菌、霉菌、藻类等微生物群中混入砂土、尘埃等而容易形成黏泥，引起热交换器的热效率降低、通水阻碍。在黏泥附着部的下部，会诱发设备或配管的局部腐蚀。
为了防止因水垢、黏泥而导致障碍，一般向循环冷却水中添加氯系药剂、非氯系的微生物驱避剂作为水垢分散剂、黏泥控制剂，同时管理并控制以使这些药剂的浓度为最合适的浓度。作为该浓度管理和控制的方法，在日本特开2009-291693号公报中公开了利用示踪器(tracer)的方法。在日本特开2012-101194号公报中公开了利用微生物污染监测器的方法。
从水资源的有效利用方面出发，进行了用水回收系统回收冷却水排放水，并使该处理水回到冷却塔的努力。作为水回收系统，一般用反渗透膜(RO膜)除去冷却水排放水中的盐类，使处理水返回至冷却塔。即使在这些水回收系统中，也会在RO膜装置中产生黏泥障碍或水垢障碍，因此通常为了RO膜装置的稳定运转，而在RO膜的前段添加黏泥控制剂、水垢分散剂，使得各药剂的浓度管理成为必要。在日本特开2001-099595号公报中，根据RO膜处理的水中的二氧化硅浓度来添加二氧化硅分散剂。在日本特开2003-275761号公报中，对RO膜浓缩水进行电解处理，由浓缩在浓缩水中的氯化物离子产生具有黏泥控制作用的游离氯，在RO膜的前段添加电解处理水，将其当做黏泥控制剂来利用，同时在RO膜的前段添加水垢防止剂。
专利文献1：日本特开2009-291693号公报
专利文献2：日本特开2012-101194号公报
专利文献3：日本特开2001-099595号公报
专利文献4：日本特开2003-275761号公报
在以往的水回收系统中，为了RO膜装置的稳定运转，需要向RO膜的供水中添加黏泥控制剂、水垢分散剂，为此，上述成本和操作提高了处理成本。
发明内容
本发明提供一种以使用了分离膜的水回收系统来回收循环冷却水系统的排放水等冷却排出水时，降低水处理成本，同时实现水回收率的提高和稳定化的技术。
本发明人发现使用了RO膜的冷却排出水的水回收系统受到该循环冷却水系统的水处理的优良与否的影响。在循环冷却水系统中，若没有充分地进行黏泥控制处理，则系统内的微生物量以及微生物排出的代谢物的浓度上升，会引起处理从这类循环冷却水系统排出的冷却水排放水的水回收系统中的RO膜的膜阻塞。若循环冷却水系统中的水垢分散剂的浓度不充足，则在水回收系统的RO膜处产生水垢，会限制水回收率，不能够充分获得水回收的优点。
本发明人基于该见解，发现根据水回收系统的分离膜的性能变化，例如压力、处理水量、处理水质等的变化，进行反馈控制，调整循环冷却水系统中的冷却水处理所使用的药剂浓度，不仅在循环冷却水系统中能够进行稳定运转，而且在水回收系统中也能够进行稳定运转，能够充分获得水回收的优点。能够将水回收系统的分离膜装置作为监控循环冷却水系统的有效药剂浓度的装置而发挥作用。
本发明的要旨如下。
[1]一种循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，冷却水循环系统添加有冷却水处理药剂，并且具备用分离膜处理来自循环冷却水系统的排出水并使处理水返回至该循环冷却水系统的水回收系统，其特征在于，根据所述分离膜的性能变化调整该循环冷却水系统中的该冷却水处理药剂的浓度。
[2]如[1]所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，根据上述分离膜的压力、处理水质以及处理水量中的至少一项的变化量，调整上述冷却水处理药剂的浓度。
[3]如[1]或[2]所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，预先掌握使上述分离膜的性能稳定的上述冷却水处理药剂的浓度，调整上述循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度以达到该浓度以上。
[4]如[1]至[3]中任一项所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，上述冷却水处理药剂为黏泥控制剂和/或水垢分散剂。
[5]如[4]所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，上述黏泥控制剂包含化合氯剂。
[6]如[4]或[5]所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，上述冷却水处理药剂为黏泥控制剂和水垢分散剂，在调整该黏泥控制剂和水垢分散剂中的任意一种药剂的浓度后，调整另一种药剂的浓度。
[7]如[1]至[6]中任一项所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，上述分离膜为反渗透膜。
[8]如[7]所述的循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度调整方法，其特征在于，上述水回收系统具有微滤膜或超滤膜作为上述反渗透膜的前处理膜。
[9]一种冷却排出水的回收方法，以使用了分离膜的水回收系统处理来自添加有冷却水处理药剂的循环冷却水系统的排出水，并使处理水返回至该循环冷却水系统，其特征在于，在该循环冷却水系统中，根据[1]至[8]中任一项所述的冷却水处理药剂的浓度调整方法来调整该冷却水处理药剂的浓度。
[10]一种冷却排出水的处理装置，以分离膜装置处理来自添加有冷却水处理药剂的循环冷却水系统的排出水，并使处理水返回至该循环冷却水系统，其特征在于，包括药剂浓度调整单元，用于根据上述分离膜的性能变化调整该循环冷却水系统中的该冷却水处理药剂的浓度。
[11]如[10]所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，上述药剂浓度调整单元是根据上述分离膜的压力、处理水质以及处理水量中的至少一项的变化量来调整上述冷却水处理药剂浓度的单元。
[12]如[10]或[11]所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，上述药剂浓度调整单元调整上述循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度以达到预先掌握的使上述分离膜的性能稳定的上述冷却水处理药剂的浓度以上。
[13]如[10]至[12]中任一项所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，上述冷却水处理药剂为黏泥控制剂和/或水垢分散剂。
[14]如[13]所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，上述黏泥控制剂包含化合氯剂。
[15]如[13]或[14]所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，上述冷却水处理药剂为黏泥控制剂和水垢分散剂，上述药剂浓度调整单元在调整该黏泥控制剂和水垢分散剂中的任意一种药剂的浓度后，调整另一种药剂的浓度。
[16]如[10]至[15]中任一项所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，上述分离膜装置为反渗透膜装置。
[17]如[16]所述的冷却排出水的处理装置，其特征在于，在上述反渗透膜装置的前段，具有微滤膜装置或超滤膜装置作为前处理膜装置。
发明效果
根据本发明，基于处理冷却排出水的水回收系统中的分离膜的性能变化，通过反馈控制来调整循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的浓度，因而不仅使循环冷却水系统，还使水回收系统的运转稳定，同时还能够提高水回收率。具体可列举以下的方法。
(1)将能够维持循环冷却水系统稳定的冷却处理药剂的浓度调整到能够使分离膜稳定运转的浓度。
(2)预先对使分离膜的运行稳定的处理药剂浓度进行数值化，将循环冷却水系统的冷却水处理药剂的浓度调整到该数值以上。
在本发明中，能够使处理冷却排出水的水回收系统的分离膜装置作为用于控制循环冷却水系统中的冷却水处理药剂的药剂浓度的监控装置而发挥作用，在循环冷却水系统中，不需要设置另外的监控装置。
根据本发明，将以往的在循环冷却水系统和水回收系统中分别进行管理的水处理药剂的浓度管理，统一成基于水回收系统中的分离膜的性能变化的浓度管理，能够谋求循环冷却水系统和水回收系统两者的稳定运转。
根据本发明，能够将添加在循环冷却水系统中的冷却水处理药剂作为水回收系统中的水处理药剂来有效地利用，能够谋求水处理成本的减少。
