循環冷卻水的水質管理方法
2023-05-31 05:14:01 1
循環冷卻水的水質管理方法
【專利摘要】本發明的課題是提供一種循環冷卻水的水質管理方法，其能夠將回收水中的磷酸成分用於水系部件的防腐蝕，並且也能夠抑制水系中的垢析出。本發明的解決方法是提供一種循環冷卻水的水質管理方法，其是補給水的至少一部分使用含有磷酸的回收水的循環冷卻水的水質管理方法，其特徵在於，對濃縮進行管理，使冷卻水中的磷酸濃度成為20～25mgPO43-/L，並且添加垢防止聚合物10～20mg/L，並且管理冷卻水的pH使該pH成為7.0～7.5，並且使冷卻水中的鈣硬度成為1500mg?CaCO3/L以下、Cl-濃度成為2500mg/L以下、SO42-濃度成為2500mg/L以下。
【專利說明】循環冷卻水的水質管理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種循環冷卻水的水質管理方法，特別是涉及一種補給水的至少一部分使用回收水的水質管理方法。
【背景技術】
[0002]在開放型循環冷卻水系中，以與水的蒸發、飛散相符的量向水系供給補給水。
[0003]為了對水進行有效利用，現有技術中作為補給水的至少一部分使用回收水(例如，參見專利文獻I的0009段落、專利文獻2的0007段落)。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2011-224455
[0007]專利文獻2:日本特開2008-249275
【發明內容】
[0008]在來自都市排水處理水、工廠排水處理水等的回收水中含有磷酸成分。該磷酸成分，具有防腐蝕作用，另一方面，會生成磷酸鈣系垢。
[0009]本發明的目的是，提供一種循環冷卻水的水質管理方法，其能夠將回收水中的磷酸成分用於水系部件的防腐蝕，並且能夠抑制水系中的垢析出。
[0010]本發明的循環冷卻水的水質管理方法，其是補給水的至少一部分使用含有磷酸的回收水的循環冷卻水的水質管理方法，其特徵在於，對濃縮進行管理，使冷卻水中的磷酸濃度成為20~25mg PO43VL,並且添加垢防止聚合物10~20mg/L，並且管理冷卻水的pH使該PH成為7.0~7.5，並且使冷卻水中的鈣硬度成為1500mg CaC03/L以下、CF濃度成為2500mg/L以下、SO廣濃度成為2500mg/L以下。
[0011]根據本發明，能夠通過來自回收水的磷酸進行水系部件的防腐蝕，並且，能夠通過垢防止聚合物的添加、PH管理以及鈣硬度、Cl'S042_的濃度管理防止垢(包括抑制)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是試驗裝置的流程圖。
[0013]圖2是試驗裝置的流程圖。
[0014]圖3是表示試驗結果的圖。
[0015]圖4是表示試驗結果的圖
[0016]其中，附圖標記說明如下:
[0017]I冷卻塔；5熱交換器；11浮球閥(ball tap) ；25排放泵。
【具體實施方式】
[0018]下面，對本發明進行進一步詳細的說明。
[0019]本發明適用於在如圖1所示的開放型循環冷卻水系中作為補給水的至少一部分使用回收水的情形。
[0020]作為回收水，例示了來自都市排水處理水、工廠排水處理水等的回收水，但是並不限定於這些。作為該回收水中的磷酸濃度，優選是3~7mg P043_/L,特別優選是4~6mgPO43VL 左右。
[0021]圖1是在後述的實施例中使用的循環冷卻水系的流程圖，冷卻塔I的箱部(C V卜)la的水經由送水泵2、配管3、流量計4、熱交換器5、配管6，從冷卻塔I內的上部的散水噴嘴7散入填充材料8中，通過蒸發潛熱被冷卻，落下至箱部Ia中。
[0022]對於箱部la，可經由補給水配管10以及浮球閥11供給補給水。
[0023]通過電導率計20測定箱部Ia內的水的電導率，並且分別使用鈣硬度計21、C1_離子傳感器22以及S042_離子傳感器23測定鈣硬度、Cl—濃度以及S042_濃度，通過控制器(未圖示)控制排放泵25。控制加藥泵26使水系內的垢防止聚合物濃度成為規定範圍。通過加藥量、排放量以及飛散損失量計算出水系內的垢防止聚合物濃度。符號27表示垢防止聚合物水溶液的儲罐。
[0024]另外,通過pH計30測定箱部Ia內的水的pH,通過加藥泵32向箱部Ia內添加硫酸罐31內的硫酸使該pH成為7.0~7.5的範圍。此外，圖1是試驗裝置，因此，還設置有下述線路:從配管3向配管40分流冷卻水，經由流量調整閥41向試驗容器42通水，與試驗容器42內的測試片(未圖示)接觸後，經由配管43向配管6返回。
[0025]本發明中，進行濃縮管理，使冷卻水中的磷酸濃度成為20~25mg PO43VL,另外，使鈣硬度成為1500mg CaC03/L以下、Cl_濃度成為2500mg/L以下、S042_濃度成為2500mg/L以下。即，在前述各傳感器檢測出的這些值不超過上述上限值的範圍內，以儘可能高的濃縮倍率進行運轉，由此使磷酸濃度在20mg P0/7L以上。另外，鈣硬度、Cl—濃度、S042_濃度中的任一項超過上述的上限值，則使排放泵25工作進行排放，排除箱部Ia內的水，經由浮球閥11導入補給水。
[0026]此外，在即使進行高濃縮倍率運轉，磷酸濃度也沒有達成20mg PO43VL時，添加磷Ife系垢防止劑。
[0027]如前所述，調整pH，使pH計30檢測出的pH成為7.0~7.5。在pH超過7.5時，添加硫酸。在pH低於7.0時添加鹼劑。
[0028]另外，為了抑制磷酸鈣系垢的生成，添加10~20mg/L的垢防止聚合物(聚合物系垢防止劑)。作為聚合物系垢防止劑，適宜使用從由2-羥基-3-烯丙氧基-1-丙磺酸(HAPS)、馬來酸、以及2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)構成的組中選出的一種或兩種以上的單體進行聚合而成，或者這些與丙烯酸(AA)和/或甲基丙烯酸(MA)進行共聚而成的，平均分子量5000~20000左右的均聚物或共聚物。
[0029]通過如上所述地對冷卻水系進行管理，能夠利用來自回收水的磷酸，對水系部件進行防腐蝕，並且也抑制了垢的附著。
[0030]實施例
[0031]實施例1
[0032] 在圖1所示的試驗裝置中，使用下述水質的合成補給水，在下述條件進行濃縮管理。另外，在試驗期間中，冷卻水的一部分流入容器42，與收容在容器42內的鐵製測試片接觸，從測試片的腐蝕減少量測定腐蝕速度。
[0033]
[0034]對於栃木縣野木町(日本地名)的自來水，添加正磷酸5mg/L，並且分別添加CaCl2使鈣硬度成為300mg/L以CaCO3計、添加NaCl使氯化物離子濃度成為500mg/L、添加Na2SO4使硫酸離子濃度成為500mg/L。
[0035]<濃縮倍數N〉
[0036]濃縮倍數N為2、3、4、5或6倍。
[0037]
[0038]通過硫酸將pH調整為7.0~7.5。
[0039]
[0040]添加AA/HAPS系聚合物(重量平均分子量10000)以及AA/AMPS系聚合物(重量平均分子量 10000) 12mg-固體 /L (mg-solid/L)。
[0041]試驗結束時的測試片(鐵)的腐蝕速度示於圖3。由此可見，通過管理濃縮倍數N、使磷濃度維持於20~25mg/L，防腐蝕效果成為良好，另一方面，磷濃度少的情況(現狀處理)、過剩的情況，腐蝕速度變高，在高鹽類濃度水系中，效果變得不充分。
[0042]試驗例I
[0043]使用高熱負荷試驗裝置(圖2 )，測定向傳熱面上的附著速度。在圖2中，往儲罐50內供給下述水質的相當於補給水的供試驗水(以下，稱為補給水)，通過泵51，向試驗槽52循環供給該補給水，在試驗槽52中收容有在作為試驗片的鐵製管(外徑30mm、長度300mm)53中插入電熱器54而成的物體。將水溫設為30°C,通過電熱器54將管53的表面溫度加熱至80°C。連續供給使滯留時間成為80hr。試驗期間為48hr，在48小時後，拉上管測定附著量。也合併實施了，作為比較例的以往公知的相當於N=2的水(pH8.0、鈣硬度500mg/L、T-P0410mg/L)的評價。
[0044]
[0045]對純水添加5%M鹼溶液(碳酸氫鈉溶液)使M鹼度成為100mg/L以CaCO3計，添加AA/HAPS聚合物(80/20、分子量5000 )以及AA/AMPS系聚合物(80/20、分子量10000 )12mg-固體/L (mg-solid/L)，添加正磷酸使磷濃度成為20mg P043_/L，添加CaCl2使鈣硬度成為1200mg/L以CaCO3計，添加NaCl使氯化物離子濃度成為2500mg/L，添加Na2SO4使硫酸離子濃度成為1000mg/L，並且通過硫酸調整pH成為7.0~8.0。
[0046]將附著速度測定結果示於圖4。如圖4所示，在pH7.8以上，確認了大量的垢的附著，但是，在PH7.5以下，則附著變得輕微，與以往的處理相比，附著量變得輕微。
【權利要求】
1.一種循環冷卻水的水質管理方法，其是補給水的至少一部分使用含有磷酸的回收水的循環冷卻水的水質管理方法，其特徵在於， 對濃縮進行管理，使冷卻水中的磷酸濃度成為20~25mg PO43VL, 並且，添加垢防止聚合物10~20mg/L, 並且，管理冷卻水的pH使該pH成為7.0~7.5， 並且，使冷卻水中的鈣硬度成為1500mg CaC03/L以下、Cl_濃度成為2500mg/L以下、SO/—濃度成為2500mg/L以下。
2.如權利要求1所述的循環冷卻水的水質管理方法，其特徵在於，回收水中的磷酸濃度是 3 ~7mg PO43VL0
3.如權利要求1所述的循環冷卻水的水質管理方法，其特徵在於，對濃縮進行管理，使濃縮程度在鈣硬度、Cr濃度以及so42_濃度不超過上述的上限值的範圍內變高。
4.如權利要求3所述的循環冷卻水的水質管理方法，其特徵在於，在即使對濃縮進行管理磷酸濃度也達不到20mg PO43VL時，添加磷酸系垢防止劑。
5.如權利要求1所述的循環冷卻水的水質管理方法，其特徵在於，當鈣硬度、Cl—濃度以及so42_濃度中的任一者超過上述的上限值，則進行排放。
6.如權利要求1所述的循環冷卻水的水質管理方法，其特徵在於，從加藥量、排放量以及飛散損失量計算出前述水系內的聚合物濃度。
7.如權利要求1或2所述的循環冷卻水的水質管理方法，其特徵在於，前述回收水是都市排水處理水或者是工廠排水處理水。
【文檔編號】C02F9/10GK104129878SQ201310159434
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年5月3日 優先權日:2013年5月3日
【發明者】藤田和久, 村野靖 申請人:慄田工業株式會社