申请日2011.03.08
公开(公告)日2011.08.31
IPC分类号G01N33/18; C02F9/04
摘要
本发明涉及设计师及专业工程师在设计循环水系统时的水处理工艺的构建方法。本发明所述的循环水系统水处理工艺的构建方法，包括确定循环水系统水质参数;确定补充水的水质参数;确定循环水系统补充水处理工艺及设备选择;选择循环水系统水处理工艺及设备;以及选择循环水系统的日常监测工艺及设备五个步骤。本发明所述的循环水系统水处理工艺的构建方法综合考虑了影响循环水系统的各个参数的影响，并充分考虑了所述各个因素之间复杂的联系及相互影响力，确定适合于不同循环水系统的补充水和循环水的各水质参数的标准指标，使得在循环水系统设计和运行的过程中可以以最合适的处理工艺和设备实现循环水系统的最合理配置。
翻译权利要求书
1.一种循环水系统水处理工艺的构建方法，其特征在于包括下述步骤：
1)确定循环水系统水质参数
根据循环水系统的运行工况要求、系统金属材质、系统结构及运行环境，确定循环水系统运行的水质参数;
2)确定补充水的水质参数
根据循环水系统运行水质参数，确定循环水系统的补充水水质参数;
3)确定循环水系统补充水处理工艺及设备选择
检测源水水质的水质参数，根据源水水质参数与补充水水质参数之间的差值确定水质参数超标项目及超标数量，并根据超标项目和超标数量选择相应的补充水处理工艺;根据补充水处理工艺及系统运行参数确定相应的水处理设备;
4)选择循环水系统水处理工艺及设备
根据循环水系统的运行工况要求、系统金属材质、系统结构及运行环境，确定所述循环水系统运行过程中循环水的水质参数变化趋势，并根据所述水质参数变化趋势与循环水系统运行水质标准参数之间的差值确定所述循环水系统中循环水水质的超标项目和超标数量，并根据超标项目和超标数量选择相应的水处理工艺，根据所选处理工艺以及系统型号要求选择所需设备;
5)选择循环水系统的日常监测工艺及设备
根据确定的所述循环水系统中循环水的水质参数变化趋势选择相应的日常水质监测系统，并确定所述日常水质监测系统的工艺条件及设备。
2.根据权利要求1所述的循环水系统水处理工艺的构建方法，其特征在于：
所述步骤3)中所述的源水水质实际参数包括pH值、浊度、25℃下的电导率、总硬度以CaCO3计、总碱度以CaCO3计、Cl-含量、总铁以Fe计、NH3-N、游离氯、化学需氧量、溶解氧;所述的系统运行参数包括循环流量、流速、压力、温度。
3.根据权利要求1所述的循环水系统水处理工艺的构建方法，其特征在于：
所述的循环水的运行工况要求包括循环流量、流速、压力、温度、过滤精度。
4.根据权利要求1所述的循环水系统水处理工艺的构建方法，其特征在于：
所述步骤4)中，所述的循环水系统水处理工艺包括物理法、化学法和物化法;所述的水质参数变化趋势包括结垢、腐蚀、菌藻、水质控制、补水水质、系统运行工况、环境、材质、设备结构变化。
5.根据权利要求1所述的循环水系统水处理工艺的构建方法，其特征在于：
所述的系统型号要求包括管径、流量、压力、控制要求等参数。
6.根据权利要求1所述的循环水系统水处理工艺的构建方法，其特征在于：
所述步骤5)中日常水质监测系统包括在线实时监测系统和日常周期性检测系统两种模式。
7.根据权利要求1所述的循环水系统水处理工艺的构建方法，其特征在于：
所述日常水质监测系统的工艺条件包括日常检测项目、检测频率、设备排污间隔频率、日常巡检内容及参数范围。
8.根据权利要求7所述的循环水系统水处理工艺的构建方法，其特征在于：
所述日常巡检内容包括pH、电导率、浊度、悬浮物、总硬度、钙硬度、总碱度、氯离子、总铁、异氧菌总数、油、药剂浓度、游离氯;所述参数范围参考相关循环水系统国家标准要求的水质参数。
说明书
循环水系统水处理工艺的构建方法
技术领域
本发明涉及设计师及专业工程师在设计循环水系统时的水处理工艺的构建方法。
背景技术
循环水系统涵盖有集中式间供二次网采暖循环水、中央空调冷却循环水、中央空调冷冻循环水、中央空调采暖循环水、工业冷却循环水等密闭式和敞开式循环水系统。该类系统在运行过程中，会由于蒸发、风吹、渗漏和排污等问题而损失其内部的循环水，此时需要补入水源以满足系统的运行要求，而来源于外界水源并经过处理后进入循环水系统的水成为补充水。实际操作中，设计师在构建循环水系统的水处理工艺时，普遍参考的水质标准为GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》中补充水和循环水水质参数要求作为系统设计依据。然而国标GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》针对的仅仅是工业冷却循环水系统，所采用的水处理工艺也仅为过滤+化学处理方式，对如采暖循环水、中央空调循环水等系统并不完全适用。另外，在循环水系统的实际运行过程中，由于系统运行工况、环境等条件的不同，以及系统材质和温度等参数的不同，均会对适用于该系统的循环水水质和补充水水质提出不同的要求。现有构建方法仅是依据标准设计工艺及设备选择，忽略了与之相关的系统中各种条件;往往只采用单一的水处理方法、单一的技术对系统表象的问题进行处理，而未未对被处理系统各个影响参数进行综合性处理，因此往往处理效果与设计相差甚远。而影响系统循环水水质和补充水水质的各个参数之间并不是简单的叠加问题，而是各参数之间具有极为复杂的相互联系，需要根据具体的情况综合分析，否则会在实际应用中产生难以预料的结果。
因此在整个系统的水处理工艺的构建过程中，必须针对不同水质、不同系统、不同运行工况等条件下进行综合考虑，并综合分析各个参数之间的联系对系统运行的影响，完成循环水系统从补充水处理、循环水处理、设备选型、运行要求、运行监控等全流程的最佳系统设计方案。
例如，某汽车生产企业其开放式冷却循环水系统为机械焊接工段提供冷却循环水，为焊接机械臂冷却。如果机械焊接设备运行温度过高，则会自动停机保护。为保障机械手臂的正常运行，每组机械焊接设备冷却水进水管路上安装了过滤精度为80um的精密过滤器，防止机械焊接手臂的冷却循环水杂质堵塞。按GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》水质参数要求，水质参数仅达到循环水水质要求。但运行一段时间后，过滤器堵塞，造成循环水量降低，设备温度上升频繁停机。分析其原因认为循环水为开放式循环水，环境中尘埃、悬浮物进入循环水造成堵塞，同时冷却塔菌藻滋生产生生物黏泥，黏泥进入循环水造成堵塞。
后经技术改造，在原精密过滤器之前加装过滤精度为100um的过滤器作为预过滤，循环水采用化学加药方式控制菌藻类滋生，系统运行有所改善。但运行半年后又出现频繁堵塞情况，设备停机现象。原因：虽系统考虑采用过滤+化学加药方式进行处理，控制住了菌藻类的生长和悬浮物，但对于金属管网的腐蚀未进行处理，大量金属腐蚀物进入系统循环水造成堵塞。同时循环水水质恶化，更加剧了管网的腐蚀情况。另系统在运行中，未定期排污、过滤体清洗。造成长期杂质、悬浮物淤积堵塞，影响系统运行。
这主要是由于原系统在设计过程中，仅是依据GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》进行循环水系统设计及设备选型，未考虑系统末端(焊接机械臂)的精度要求及系统金属材质腐蚀问题。同时在系统运行过程中，水质产生变化没有监控系统进行随机实时水质监测，当问题显现时才发现水质的问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有构建方法中仅仅对循环水系统的循环水和补充水进行处理时单一考虑了某一因素的问题，进而提供一种综合考虑各个影响因素之间复杂联系，确定适合于不同循环水系统、换热系统的处理工艺。
为解决上述技术问题，本发明的一种循环水系统水处理工艺的构建方法，包括下述步骤：
1)确定循环水系统水质参数
根据循环水系统的运行工况要求、系统金属材质、系统结构及运行环境，确定循环水系统运行的水质参数;
2)确定补充水的水质参数
根据循环水系统运行水质参数，确定循环水系统的补充水水质参数;
3)确定循环水系统补充水处理工艺及设备选择
检测源水水质的水质参数，根据源水水质指标与补充水水质参数之间的差值确定水质参数超标项目及超标数量，并根据超标项目和超标数量选择相应的补充水处理工艺;根据补充水处理工艺及系统运行参数确定相应的水处理设备;
4)选择循环水系统水处理工艺及设备
根据循环水系统的运行工况要求、系统金属材质、系统结构及运行环境，确定所述循环水系统运行过程中循环水的水质参数变化趋势，并根据所述水质参数变化趋势与循环水系统运行水质标准指标之间的差值确定所述循环水系统中循环水水质的超标项目和超标数量，并根据超标项目和超标数量选择相应的水处理工艺，根据所选处理工艺以及系统型号要求选择所需设备;
5)选择循环水系统的日常监测工艺及设备
根据确定的所述循环水系统中循环水的水质参数变化趋势选择相应的日常水质监测系统，并确定所述日常水质监测系统的工艺条件及设备。
所述步骤3)中所述的源水水质实际参数包括pH值、浊度、25℃下的电导率、总硬度以CaCO3计、总碱度以CaCO3计、Cl-含量、总铁以Fe计、NH3-N、游离氯、化学需氧量、溶解氧;所述的系统运行参数包括水量和压力。
所述的循环水的运行工况要求包括流速、压力、温度、过滤精度。
所述步骤4)中，所述的循环水系统水处理工艺包括物理法、化学法和物化法;所述的指标变化趋势包括结垢、腐蚀、菌藻、水质控制、补水水质、系统运行工况、环境、材质、设备结构变化。
所述的系统型号要求包括管径、流量、压力、控制要求等参数。
所述步骤5)中日常水质监测系统包括在线实时监测系统和日常周期性检测系统两种模式。
所述日常水质监测系统的工艺条件包括日常检测项目、检测频率、设备排污间隔频率、日常巡检内容及参数范围。
所述日常巡检内容包括pH、电导率、浊度、悬浮物、总硬度、钙硬度、总碱度、氯离子、总铁、异氧菌总数、油、药剂浓度、游离氯;所述参数范围参考相关循环水系统国家标准要求的水质参数。
所述日常巡检内容及检测频率要求为：
监控指标 检测频率 pH 每天一次 电导率 每天一次 浊度 每天一次 悬浮物 每月1~2次 总硬度 每天一次 钙硬度 每天一次 总碱度 每天一次 氯离子 每天一次 总铁 每天一次 异氧菌总数 每周一次 油 可抽查 药剂浓度 每天一次 游离氯 每天一次
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：1、本发明所述的循环水系统水处理工艺的构建方法综合考虑了影响循环水系统的运行工况条件、系统材质、系统温度、系统结构等参数的影响，并充分考虑了所述各个因素之间复杂的联系及相互影响力，确定适合于不同循环水系统的补充水和循环水的各水质参数的标准指标，使得在循环水系统设计和运行的过程中可以以最合适的处理工艺和设备实现循环水系统的最合理配置;2、本发明所述循环水综合处理工艺还包括日常运行检测系统，可以保证在日常运行中始终处于合理的状态之下，保证系统的运行质量和处理效果。
