[发明专利]一种用于循环水水质改善的电驱离子膜工艺装置及方法

说明书

一种用于循环水水质改善的电驱离子膜工艺装置及方法，属于水处理领域。该工艺装置包括电驱离子膜设备、循环水系统、水质在线检测系统和自动控制系统，还可以包括絮凝过滤装置。该工艺方法包括：(1)检测原水水质，当电导率、暂时硬度或氯离子大于指标的任意一种情况出现时，采用原水进入电驱离子膜设备进行处理；各参数小于等于指标的情况同时出现时，采用原水进入循环水系统，电驱离子膜设备对排水进行脱盐处理；(2)水质在线检测系统，测定循环水的水质参数；(3)通过自动控制系统将循环水水质稳定指数控制在5.5～6。该方法可以改善循环水水质，针对原水水质不同，选择不同处理方案，有效减少投资和运行成本，具有节水减排的优点。

技术领域

本发明涉及一种水处理领域，具体地说是一种用于循环水水质改善的电驱离子膜工艺装置及方法。

背景技术

我国年工业用水量约1500亿立方米，其中循环冷却水用量占总用水量的2/3左右，约1000亿立方米。电力、钢铁、焦化、石化、化工、制药、食品等高水耗行业循环冷却水用量占到行业用水总量的80％～90％。循环冷却水消耗量巨大，为了节约水资源，要求循环冷却水系统以较高浓缩倍数运行，以减少循环水系统用水量。然而，较高的浓缩倍数会导致循环水中盐分过度浓缩，造成硬度和盐度较高，从而引起如下问题：

(1)结垢：蒸发浓缩导致循环水中钙镁离子和重碳酸根含量增高，而重碳酸盐会因为换热升温而解析逸散，使系统中碳酸钙呈过饱和状态而在系统传热表面析出、结垢。结垢现象的发生，会导致换热器污垢热阻值急剧升高和换热效率下降，大幅增加系统能耗。

(2)腐蚀：蒸发浓缩导致循环水中盐分增加，导致金属的电化学腐蚀加速。而氯离子浓度升高，会加剧金属孔蚀现象的发生，导致换热设备寿命减少，严重的还会引发渗漏事故，造成严重的经济损失。

为了解决循环冷却水系统的结垢和腐蚀问题，国内外普遍采用化学法对循环冷却水进行处理，即向循环水中投加阻垢剂和缓蚀剂等化学试剂来防止系统结垢和腐蚀。在一定水质条件下，化学法对系统结垢和腐蚀现象具有良好的效果，但随着浓缩倍数的增加和水质恶化，化学法会导致如下问题：第一、药剂用量大幅度增加，导致运行成本高昂；第二、大多数化学药剂对环境具有危害性，环境兼容性较差，而药剂在水中的含量随冷却水浓缩不断提高，系统排水将受到严格控制；第三、某些化学药剂用量增加会导致系统腐蚀和运行维护问题，造成无法有效提高浓缩倍数，节约用水受到限制。

为了克服化学处理方法的缺陷，目前也有采用电化学处理工艺对循环水进行直流电解处理的方法。该方法通过直流电解可以有效去除循环水中的硬度和重碳酸盐，避免系统结垢，同时阳极产生的活性氯、活性氧具有良好的杀菌作用，可以避免循环水菌藻滋生，防止垢下腐蚀。但该工艺对于高盐份循环水形成的电化学腐蚀现象，尤其是氯离子浓度较高条件下析出的高浓度活性氯腐蚀现象无法避免。

综上所述，如何降低循环水盐度、硬度、氯离子，对于改善循环水水质、有效提高浓缩倍数，实现节水减排具有重要意义。

发明内容

本发明针对循环水系统上述问题，提供了一种用于循环水水质改善的电驱离子膜工艺装置及方法，在用于循环水水质改善的工艺装置中，采用电驱离子膜设备，根据循环水水质，对循环水的补水或排水进行脱盐处理，该工艺方法具有节水减排的优点。

本发明的一种用于循环水水质改善的电驱离子膜工艺装置，包括电驱离子膜设备、循环水系统、水质在线检测系统和自动控制系统；电驱离子膜设备包括进水口、产水出口和浓水排放口，循环水系统包括循环水给水口、循环水回水口、补充水入水口和排水口，循环水系统的循环水给水口和循环水系统的循环水回水口形成闭路循环；电驱离子膜设备的产水出口和循环水系统的补充水入水口通过载流管道连接，循环水系统设置有水质在线检测系统，水质在线检测系统通过自动控制系统和电驱离子膜设备连接；

所述的水质在线检测系统，用以测定循环水水质pH值、总硬度、总碱度、总盐度、氯离子和水温。