現(xiàn)有的電力、石油、化工等行業(yè)都離不開冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，由于開式冷卻循環(huán)水系統(tǒng)連續(xù)工作時，會發(fā)生水分的大量蒸發(fā)，導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)水中的鈣、 鎂等離子不斷濃縮。如果不進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定處理，就會造成設(shè)備內(nèi)部的結(jié)垢，降低換熱效率，嚴(yán)重時還會堵塞管路，給生產(chǎn)上埋下嚴(yán)重的安全隱患。循環(huán)水系統(tǒng)為開路循環(huán)，水中溶解氧充分，溶氧腐蝕浪容易發(fā)生。同時，由于水中含有足夠的有機物和無機物，當(dāng)水溫達(dá)到25-35°C時就會給水中微生物的生長繁殖提供適宜的條件，該微生物既可造成污垢沉積，又可造成腐蝕。在開式冷卻循環(huán)水系統(tǒng)中，水垢、腐蝕和微生物危害習(xí)慣稱為三大危害。當(dāng)腐蝕和結(jié)垢物質(zhì) 達(dá)到一定濃度時，循環(huán)水系統(tǒng)需要進(jìn)行排污處理，這樣循環(huán)水系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的排污水。我公司經(jīng)過多年研究，成功的開發(fā)了冷卻循環(huán)水近零排放系統(tǒng)， 系統(tǒng)不但可以保證循環(huán)水系統(tǒng)在高倍率甚至是零排放的情況下運行不發(fā)生結(jié)垢、腐蝕、微生物危害，而且可以接納反滲透濃水、混床再生水、高硬度地表水或地下水作為開式循環(huán)水的補充水。提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)(目前我國的冷卻循環(huán)水濃縮倍數(shù)一般為三倍左右)，降低補充水的用量，節(jié)約水資源，減少排污水量，降低排污處理費用，進(jìn)而減少其對環(huán)境的污染。

　　由我公司主導(dǎo)研發(fā)的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)近零排放技術(shù)，可保證循環(huán)水的濃縮倍數(shù)在15倍以上運行，大幅減少系統(tǒng)排水量，實現(xiàn)零污水排放。該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠、技術(shù)先進(jìn)可行、經(jīng)濟(jì)合理，具有投資小、能源消耗低、運行費用低等優(yōu)點。

　　本系統(tǒng)由過濾系統(tǒng)、軟化系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)三部分組成。

一、過濾系統(tǒng)

　　本過濾系統(tǒng)由活性濾料過濾器、絮凝沉降凈水裝置及與之配套的壓濾裝置組成。

(一)活性濾料過濾器

　　本過濾器選用的濾料是一種帶有負(fù)電荷的活性濾料，濾料小粒徑為0.25? 0.5毫米，表面非常光滑，其存在以下3種過濾機理：

　　1、機械過濾(物理攔截)，利用濾料孔隙濾除40微米以下的微粒。

　　2、電-機械過濾(電吸附和物理孔吸附)，利用電吸附和物理孔吸附40 微米至4微米微粒。

　　3、選擇性分子篩和催化(分子間化學(xué)吸附)，分子篩吸附低于4微米級別和溶解化學(xué)物質(zhì)，去除重金屬。

　　通過以上三種過濾機理，其過濾精度在不絮凝的情況下可達(dá)到1微米，對4 微米以下顆粒物的過濾能力，比石英砂過濾器提高了 100倍。系統(tǒng)可有效去除水中的懸浮物、鐵、錳等金屬離子，出水濁度小于5NTU。本系統(tǒng)運行穩(wěn)定，濾料不受生物菌藻的影響，不會因生成蟲洞而使系統(tǒng)過濾效果下降。由于活性濾料的表面非常光滑，其要求的反洗水流速遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于石英砂過濾器需要的反洗流速，其產(chǎn)生的反沖洗水量只有普通石英砂過濾器的二分之一左右。本過濾器對含油廢水具有良好的過濾作用，并且本過濾器終身不用更換濾料。

(二)絮凝沉降凈水裝置

　　1、本設(shè)備是我公司研發(fā)的一款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的髙效絮凝沉降凈水裝置，工作原理如下：

　　首先，向污水中投入適量的絮凝劑和助凝劑，絮凝劑和助凝劑可以有效的捕捉水中的懸浮物形成絮體，在污水進(jìn)入設(shè)備后，通過強制損拌，形成的絮體在備中不斷碰撞粘合，密度越來越大，從而在絮凝反應(yīng)區(qū)形成了高密度的生物粘泥過濾層。高密度的生物粘泥在水流的沖擊作用下向上運動進(jìn)入固液分離區(qū)，由于固液分離區(qū)的橫截面積大于絮凝反應(yīng)區(qū)的橫截面積，所以此時水流的速度大幅降低，沖擊力減小，質(zhì)量較大的生物粘泥顆粒就會在重力的作用下與水流自然沉降出來進(jìn)入集泥區(qū)，小顆粒的絮體在水流的作用下會繼續(xù)向上運動進(jìn)入強制導(dǎo)流沉降區(qū)，水流進(jìn)入強制導(dǎo)流分離區(qū)后，在波紋管內(nèi)流動，小的顆粒會再次發(fā)生碰撞使密度逐漸增大，隨著密度的逐漸增大再次與水流自然沉降出來下降進(jìn)入集泥區(qū)。設(shè)備產(chǎn)生的污泥經(jīng)壓濾機壓縮后作為固廢排出，壓濾機產(chǎn)生的廢液經(jīng)廢液箱收集后排回多介質(zhì)過濾器反洗水箱。本設(shè)備的出水濁度不大于10NTU，并且處理量不會受進(jìn)水水質(zhì)的影響。

　　2、性能特點

　　(1)根據(jù)設(shè)計需要每小時可處理多介質(zhì)過濾器反洗水30m3;

　　(2)沉降出的水體濁度不大于lONfU，出水水質(zhì)受入口水質(zhì)變化的影響很小，原水懸浮 物濃度即使達(dá)到1000?20000mg/L仍然不影響本設(shè)備的過濾效果;

　　(3)污泥在沉降的同時自動完成濃縮過濾，沉降污泥含水率可達(dá)到80-85%;

　　(4)本絮凝沉降凈水裝置對由于微生物繁殖造成的濁度上升具有良好的過濾效果。

二、軟化系統(tǒng)

(一)核輔助催化結(jié)晶軟化裝置

　　核輔助催化結(jié)晶設(shè)備是我公司根據(jù)德國沃奇的軟化技術(shù)，結(jié)合國內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)運行的實際情況，自主研發(fā)的循環(huán)水軟化設(shè)備，其軟化催化劑主要為改性陶瓷珠。核輔助結(jié)晶不同于其它軟化工藝，是一種固態(tài)非均相催化劑和水或氣/溶液反應(yīng)，其反應(yīng)過程：

　　吸引—分解重組—結(jié)晶成長—脫附

　　1、核輔助催化結(jié)晶設(shè)備工作原理

　　高溫狀態(tài)下，水中的碳酸氫根會失氫變?yōu)樘妓岣?，并與鈣、鎂離子相結(jié)合，生成不溶于水的碳酸鈣、碳酸鎂，從而產(chǎn)生水垢。

　　所形成的亞微米晶體顆粒仍然懸浮在處理后的水中，但不會在輸水管道中形成水垢，因為晶體是電中性的，在其表面不會形成任何強烈的化學(xué)鍵結(jié)合。亞微米碳酸鈣晶體是非常穩(wěn)定的，直到溫度達(dá)到360°C之前都會以穩(wěn)定的碳酸鈣晶體形式存在，超過360°C之后才會分解為方解石形式存在。亞微米碳酸鈣晶體用肉眼看不到，但該晶體可以被過濾器表面過濾掉，在過濾精度為20納米的膜式過濾器表面可以觀察到類似的針狀晶體(文石類型)，亞微米碳酸鈣晶體溶于酸。

　　注意：核輔助催化結(jié)晶設(shè)備只能處理鈣和鎂的碳酸氫鹽，不能處理鈣和鎂的硫酸鹽、氯鹽、磷酸鹽和硅酸鹽，也不能處理其他類型的碳酸氫鹽。

　　2、核輔助催化結(jié)晶設(shè)備的優(yōu)勢

　　(1)不加化學(xué)藥劑相比于常用的通過添加化學(xué)藥劑的方法，不用擔(dān)心反應(yīng)后產(chǎn)生其他的負(fù)面影響。

　　(2)不需要再生

　　通常采用樹脂軟化水的方法，樹脂需要再生，再生過程中產(chǎn)生的濃水需要通過其它的方法進(jìn)行處理，而核輔助催化結(jié)晶催化劑不需要再生，只需要在過濾器中與水充分接觸就可以把碳酸氫鈣及碳酸氫鎂轉(zhuǎn)化為碳酸鈣與碳酸鎂的晶體。

　　(3)不產(chǎn)生廢水，"0"費用運行，TDS (溶解固體總量)不變，與水反應(yīng)時間短(核輔助催化結(jié)晶催化劑反應(yīng)只需要5秒，樹脂需要90秒)。

　　(4)不需要維護(hù)保養(yǎng)，使用壽命3-5年。

　　(5)節(jié)省占地面積。

　　3、核輔助催化結(jié)晶催化劑特性及工作條件

　　請不要在含有不安全微生物，或者不明水質(zhì)的水中使用，或者未充分消毒后使用。核輔助催化結(jié)晶催化劑對鐵、銅、錳、鉛、鋅等有很好的吸附能力，因此，在含有高含量的這類污染物的水中，核輔助催化結(jié)晶催化劑可能改變顏色或縮短使用壽命。

　　4、核輔助催化結(jié)晶催化劑功能對比圖

　　5、常規(guī)軟化產(chǎn)品的分析與對比

(二)導(dǎo)向結(jié)晶軟化系統(tǒng)

　　當(dāng)循環(huán)水系統(tǒng)的補充水鈣硬度高于4mmol/L時，需要采用該設(shè)備對循環(huán)水補充水進(jìn)行軟化處理。

　　1、導(dǎo)向結(jié)晶軟化系統(tǒng)

　　2、技術(shù)原理

　　我們知道，水中的鈣硬是以碳酸氫鈣的形式存在。水的PH值或溫度越高，水中的碳酸氫鈣越容易分解形成碳酸鈣，其反應(yīng)過程：

　　Ca(HC03)2 — CaC03 +C02 + H20

　　加熱

　　Ca(HC03)2 + 0H — CaC03 + H20

　　我公司所研發(fā)的導(dǎo)向結(jié)晶軟化裝置與常規(guī)軟化技術(shù)不同，該系統(tǒng)通過向水中加入氫氧化鈉溶液來調(diào)節(jié)水的PH值，從而提高原水的結(jié)垢趨勢。同時，氫氧化鈉溶液與水充分混合時，與水中的碳酸氫鈣發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生碳酸鈣白色沉淀。設(shè)備中投加的晶種是一種帶有負(fù)電荷的特殊材料，可以有效吸附水中的碳酸鈣微晶體而形成晶核，從而改變晶體顆粒隨機成長模式，使碳酸鈣晶體能夠快速的結(jié)晶在晶核上，實現(xiàn)了碳酸鈣的導(dǎo)向性結(jié)晶，降低了水的硬度(在增大晶體顆粒粒徑的時，其密度能基本保持恒定或略有升高，形成的晶體非常致密)。本設(shè)備無軟化廢水產(chǎn)生,排出的碳酸鈣顆?？梢宰鳛槊摿蛟匣厥绽谩?/p>

　　3、性能特點

　　(1)高負(fù)荷，大流量。本導(dǎo)向結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)計軟化裝置可處理量為 300-500m3/h。

　　(2)由于導(dǎo)向結(jié)晶軟化系統(tǒng)獨特的設(shè)計，對水體硬度的軟化率較高，出水水質(zhì)穩(wěn)定，對鈣鎂粒子的去除率可達(dá)70-80%。

　　(3)適用范圍廣，抗沖擊能力強可以適用于高暫硬水、低暫硬水、高永硬水、含阻垢劑水等多種水質(zhì)。

　　(4)無二次廢水產(chǎn)生，排出的碳酸鈣晶體可作為脫硫的原料回收利用。

三、加藥系統(tǒng)及相關(guān)藥劑

　　加藥系統(tǒng)由緩蝕阻垢劑加藥裝置和PH值調(diào)節(jié)裝置兩部分組成。系統(tǒng)運行過程中，需要對循環(huán)水PH值、電導(dǎo)、氯離子、硬度、濁度等水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行有效監(jiān)測。由PH值調(diào)節(jié)裝置將調(diào)節(jié)水體PH值在允許范圍內(nèi)，加藥系統(tǒng)根據(jù)水質(zhì)情況及設(shè)備材質(zhì)投加緩蝕阻垢劑。通常加藥量分為兩部分，一部分為在項目運行之前，根據(jù)系統(tǒng)保有水量，按照每噸水100克藥量，一次性投加;另一部分在正常的運行過程中,根據(jù)補充水的用量按照每噸水60克進(jìn)行投加。

　　循環(huán)水零排放緩蝕阻垢劑是由髙分子聚合物、專用分散劑、髙效緩蝕劑、唑類等按比例制成，其外觀為黃色至棕黃色液體，適用于高硬度、高堿度、高氯離子等水質(zhì)。

四、循環(huán)水水質(zhì)指標(biāo)及性能指標(biāo)

　　1、碳鋼設(shè)備傳熱面水側(cè)腐蝕速率小于0.075 mm/a ,無明顯孔蝕現(xiàn)象。

　　2、銅合金和不銹鋼設(shè)備傳熱面水側(cè)腐蝕速率小于0.005 mm/a ,無明顯孔蝕現(xiàn)象。

　　3、設(shè)備傳熱面水側(cè)污垢熱阻值應(yīng)小于3.44x10-4 m2.K/W

　　4、設(shè)備傳熱面7J5側(cè)粘附蓮率不應(yīng)大于20 mg/cm2?月。

　　5、循環(huán)水日常水質(zhì)指標(biāo)控制要求：