申请日2015.01.09
公开(公告)日2016.08.03
IPC分类号C02F9/12
摘要
本发明公开了一种循环冷却水处理方法，该方法包括：从集水池中引出循环冷却水进行电解，经沉降池沉降后，上清液回到集水池，在集水池中调节pH值至7.5-8.5，从集水池中引出循环冷却水进行电磁处理后进入换热设备。本发明公开的处理方法可以解决循环冷却水系统中腐蚀、结垢和微生物危害三大问题，并且处理效果可以达到中国石油化工总公司规定的标准。
权利要求书
1.一种循环冷却水处理方法，该方法包括：从集水池中引出循环冷却水进行电解，经沉降池沉降后，上清液回到集水池，在集水池中调节pH值至7.5-8.5，从集水池中引出循环冷却水进行电磁处理后进入换热设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电解过程在电解装置中进行，该电解装置的阴、阳极电极均为Ti/RuO2。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述电解装置的阴、阳电极的极间距为3-30mm，优选为8-25mm。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述电解的条件包括：采用的电流密度为5-40mA/cm2，优选为10-25mA/cm2;停留时间为5-60min，优选为10-20min。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述电解装置每2-15天改变一次阴、阳极电极极性，优选为每5-10天改变一次阴、阳极电极极性。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述电解的处理量为循环冷却水水量的1-20%，优选为5-10%。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，采用碱调节pH值。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述碱为碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电磁处理在电磁水处理器中进行，该电磁水处理器的磁芯材质为钕铁硼，外壳材质为不锈钢。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述电磁处理的条件包括：所述电磁水处理器的表面磁场强度为2000-7000特斯拉，优选为3000-5000特斯拉;停留时间为1-30min，优选为10-20min。
说明书
一种循环冷却水处理方法
技术领域
本发明涉及一种循环冷却水处理方法。
背景技术
循环冷却水处理主要解决循环水系统的腐蚀、结垢和微生物危害三大问题。现有的循环冷却水处理技术按其原理可分为化学法和物理法。化学法是指向水中加入阻垢剂、缓蚀剂和杀生剂，以解决循环冷却水存在的问题。物理法主要是运用声、光、电、磁等技术及其相应设备，有目的地改变水中各种离子和分子的运动和存在形式及微生物的生存环境，从而达到循环冷却水处理的目的。目前，化学法是最常用的循环冷却水处理方法，而物理法则主要起辅助作用。随着人们环保意识的增强和环境法规的日趋严格，不使用化学药剂和减少化学药剂的使用已经成为循环冷却水处理领域的重要课题。
电化学水处理技术是一种绿色、环保的水处理技术，具有杀菌除藻、防结垢、防腐蚀等作用。电化学水处理技术不仅能起到水处理药剂的作用，并且可以减少药剂的使用和排放，延长设备的使用寿命，降低动力消耗，节水减排。电化学水处理技术原理如下：
阳极发生的化学反应主要有：
氯气：2Cl-(aq)→Cl2+2e-
氧气：4OH-→O2(g)+2H2O+4e-
臭氧：O2+2OH-–2e-→O3(g)+H2O
羟基自由基：OH-–e-→·OH
过氧化氢：2H2O–2e-→H2O2+2H+
氧自由基：H2O–2e-→·O+2H+
阴极附近发生的化学反应主要有：
2H2O(l)+2e-→H2(g)+2OH-(aq)
碱性溶液中发生的反应(阴极附近)：
CO2(aq)+OH-(aq)→HCO3-(aq)
HCO3-(aq)+OH-(aq)→CO32-(aq)+H2O(l)
Ca2+(aq)+2OH-(aq)→Ca(OH)2↓(垢)
Mg2+(aq)+2OH-(aq)→Mg(OH)2↓(垢)
Ca2+(aq)+CO32-(aq)→CaCO3↓(垢)
电解过程中，阳极产生的活性氧化物起到杀菌灭藻的作用;阴极通过结垢及去除可以降低循环冷却水中的硬度和碱度，从而起到防垢作用;微生物和结垢的有效控制可以减缓循环冷却水的腐蚀。CN108058336A公开了一种循环冷却水直流电解处理工艺及设备，包括：在循环冷却水系统上设置旁路循环系统，在旁路循环系统上安装直流电解处理设备，通过直流电解处理设备对循环冷却水进行处理。电解过程中系统pH升高至8.2左右，能有效防止电化学腐蚀。专利CN102050508A涉及一种循环冷却水系统排污水处理方法，尤其适用于处理氯离子含量高的循环冷却水系统排污水。该方法通过电解生成Cl2逸出，减少水中的Cl-以降低回用水的腐蚀性;溶于水中的少量Cl2可起到杀菌作用，但杀菌效果不明显;通过加入混凝剂、软化剂、过滤等降低回用水的悬浮物、硬度及杂质等，但处理工艺流程相对较长，操作复杂。
电磁水处理技术是一种物理水处理技术，磁场产生的磁化水具有较强的除垢防垢、除锈防腐的作用。
发明内容
本发明提供了一种绿色的循环冷却水处理方法，其目的是，1)不使用杀菌剂，利用循环水中的Cl-，通过电解氧化生成活性氯进行杀菌;2)不使用阻垢剂，利用电解过程阴极结垢并在线去除，降低循环水的硬度和碱度以减少结垢，同时电解导致循环水pH降低也可以减少循环水系统结垢;3)不使用缓蚀剂及其他化学药剂，从而解决循环水系统的腐蚀、结垢和微生物危害三大问题。
通常情况下，电解NaCl溶液使得系统pH升高。本发明在实验中发现在高硬高碱情况下，循环冷却水电解过程中阴极局部pH升高，阳极局部pH降低(低至2.7左右)，而整个系统呈弱酸性(pH在6.5左右)。其机理是阴极析氢使得局部pH升高，循环水中的Ca2+、Mg2+也因此沉积在阴极，循环水的硬度和碱度降低的同时，也消耗了OH-，循环冷却水的硬度越高，消耗的OH-越多;阴极产生的OH-不足以平衡其消耗量及阳极产生的H+，使得系统呈弱酸性。此外，通常情况下，循环水系统的蒸发使得水中的HCO3-变成CO2析出，导致循环水系统pH升高;而电解过程则将循环水系统的HCO3-转化为CaCO3，导致循环水系统pH降低。
本发明提供了一种循环冷却水处理方法，该方法包括：从集水池中引出循环冷却水进行电解，经沉降池沉降后，上清液回到集水池，在集水池中调节pH值至7.5-8.5，从集水池中引出循环冷却水进行电磁处理后进入换热设备。
本发明的杀菌、除垢、缓蚀机理是：通过电解装置产生的活性氯杀灭循环水系统的微生物和藻类;通过阴极结垢及其去除来降低循环水硬度，减少循环水系统结垢;通过电磁设备产生电磁极化水，达到磁化除垢、缓蚀的目的。循环水系统的腐蚀、结垢和微生物危害三大问题是相互影响，相互联系的，系统结垢的减少和管壁积垢的清除，可减少垢下腐蚀和微生物滋生，微生物的有效控制可减少微生物腐蚀和生物粘泥。因此，电磁水处理对电解水处理起到补充和加强的作用。
综上，本发明与常规循环冷却水处理方法相比，具有以下优点：1)不使用杀菌剂，避免了化学药剂储运过程中的环境安全隐患;2)不用阻垢剂，降低了循环水系统的COD，循环水可直接排放，减少了企业的排污费用;3)无需使用缓蚀剂及其他化学药剂。采用本发明的水处理方法可同时解决循环冷却水系统的腐蚀、结垢和微生物危害三大问题，并且减少了化学药剂的使用量，具有高效、经济、环保、操作简便的优点，是一种绿色的节水减排技术。
