冷却循环水系统水质控制方法与流程

1.本发明涉及冷却循环水处理技术领域，尤其是涉及一种冷却循环水系统水质控制方法。

背景技术：

2.在“碳达峰、碳中和”政策的引导下，各个行业节能减排的工作正走向深入。

3.冷却循环水系统在运行过程中，由于水的蒸发和带入空气中的灰尘，存在着系统水质浓缩，有害离子积累浓度升高的情况，导致出现换热器结垢、管道腐蚀、菌藻滋生等一系列问题，严重影响系统的安全运行。冷却循环水水处理系统的处理方法如下：

4.当有害离子积累浓度达到一定浓度时(依据工程经验，循环水的硬度(以 caco3计)必须控制在500mg/l以下)，被迫我们需要将运行的冷却循环水一部分排出系统之外，同时，再向系统内补入新鲜的水，用以均衡降低冷却循环水系统内水质的浓度，即通过连续排污-补水以保持水质。据调研，目前冷却循环水系统每小时的排污量为整个系统内循环水量的0.5％左右，冷却循环水系统每小时的补水量为整个系统内循环水量的1.2％-1.5％。参见图1和图2，为现有冷却循环水系统水质处理方案，通过连续排污水质控制实现排污、补充新水以达到控制水质，通过循环水质处理系统(包括化学法处理设备、物理法处理设备、物化结合法处理设备等)，以减小换热器结垢等问题。

5.通过上述排污-补水的方式来均衡冷却循环水系统内循环水的浓度，即我们通常所说的水质平衡控制，不仅会造成了较大排污量，而且这些相对市政污水而言是“好水的水质”，进入城市污水管网后与污水混合，最终形成城市污水。通常情况下，冷却循环水的排水cod、氨氮、总氮等，相对城市污水来说都是很低的，相差几十倍。冷却循环水系统排出的污水混入污水管网后一方面增加了污水总量，另一方面稀释了污水的浓度。这两方面，对于城市污水治理来讲，都是非常不利的。

6.通常情况下对于污水治理，夏季污水量高于秋季、冬季，而且水质浓度普遍低于秋季和冬季，给各级政府污水治理带来了运行成本。(具体举例说明如下：若北京市目前存量的办公楼写字楼，总面积为5000万平方米的话，平均每座楼的建筑面积为5万平方米。那么北京市就1000栋这样的办公楼和写字楼。按照每栋楼的冷却循环水循环量为每小时400吨的话，排污量按照冷却循环水循环量的0.5％考虑，则每小时就将产生20吨的废水进入到污水市政管网。一天20个小时计算的话，就将产生400吨的废水。每年空调季节为4个月计算，就将产生4800万吨污水。这些污水将直接进入污水处理厂，污水处理厂的污水总量增加的同时，降低了污水的污染物浓度，为生物处理增加了困难，降低了其处理效率。

7.另外，当向冷却循环水系统补入新水时，通常，在补水前对水质进行软化处理(增加软水器)，软化处理只能减小补水中阳离子(钙、镁等阳离子)的含量，阴离子(氯离子)没有去除，所以，在软化处理过程当中不可避免的要将氯离子带入系统当中，使得氯离子浓缩。目前，对水质的处理上，集中在钙镁离子的硬度指标，以控制换热器换热效率，而忽略了阴离子的对系统的腐蚀，特别是对铜、不锈钢的腐蚀。

8.基于此，本发明提供一种冷却循环水系统水质控制方法，以降低排污量、减小补水量，保证系统的安全稳定、节能低碳、绿色环保运行。

技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种冷却循环水系统水质控制方法，以用于实现系统节能、低碳以及环保运行。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

10.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

11.本发明提供的一种冷却循环水系统水质控制方法，包括以下内容：浓缩富集冷却循环水中的阴离子和阳离子；将浓缩富集的阴离子和阳离子释放以形成浓水排出系统以外；其中，所述浓水的浓度大于系统运行浓度要求值，所述系统运行浓度要求值为冷却循环水系统正常运行工作时对循环水离子浓度的要求值，即通过增加排出系统外浓水浓度以减小冷却循环水系统的排污量和补水量。

12.进一步地，所述冷却循环水系统上形成旁通管道，所述旁通管道上设置去离子系统，从冷却塔排出的部分冷却水经过所述去离子系统后实现净化处理且净化处理后产生的淡水流回至所述冷却塔，形成的所述浓水排出系统以外。

13.进一步地，监测所述冷却循环水系统内循环水的离子浓度，控制流向所述去离子系统的循环水流量或控制所述去离子系统的去离子效率或控制所述去离子系统的工作时间。

14.进一步地，所述去离子系统采用电渗析法或电吸附法或反渗透法或蒸馏法。

15.进一步地，控制冷却循环水的浓缩倍数n在1.5～3之间，其中，外界向所述系统补充的水的浓度为c1，所述系统运行浓度要求值为c2,浓缩倍数 n＝c2c1。

16.进一步地，对排出系统外的所述浓水进行二次利用。

17.进一步地，利用产生的浓水进行冲厕或用于街道洒水。

18.进一步地，所述冷却循环水系统为空调设备的冷却循环水系统，所述水质控制方法还包括以下内容：收集所述空调设备运行时产生的冷凝水，然后将收集的所述冷凝水引向冷却塔以用于所述冷却塔补水。

19.进一步地，监测所述冷却塔的水量，且当所述冷却塔需要补水时，优先控制将所述冷凝水引向所述冷却塔，若所述冷却塔仍需要补水，再控制将系统外的水引入所述冷却塔内，其中，所述系统外的水为自来水或雨水或中水。

20.进一步地，所述水质控制方法还包括以下内容：采用物理法和物化法对所述冷却循环水系统中的循环水进行净化处理。

21.本发明可达到如下有益效果：

22.(1)增加排出系统外浓水浓度，可减小排出的污水量，降低污水处理厂的压力，减小补充到冷却塔内补水量，可达到节省水资源，是一种节能、节水、低碳、环境友好的水质控制方法；

23.(2)避免采用软化处理补水因无法去除氯离子而导致氯离子浓缩出现的腐蚀问题；

24.(3)低浓缩倍数运行，以物理法为主，减小甚至可避免缓蚀、阻垢和分散剂等化学

药剂的投加；

25.(4)当冷却循环水系统为空调的冷却循环水时，空调系统产生冷凝水经冷凝水系统收集后进入冷却塔，作为循环水补水使用，可降低外界补水量，且冷凝水含盐量低。

附图说明

26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

27.图1是本现有技术中冷却循环水系统水质控制方法的原理流程图；

28.图2是现有技术中冷却循环水系统结构框架图；

29.图3是本发明实施例提供的冷却循环水系统水质控制方法的原理流程图；

30.图4是本发明实施例提供的冷却循环水系统结构框架图；

31.图5是现有空调循环水系统水平衡的示意图；

32.图6是本发明实施例提供的空调冷却循环水系统水平衡的示意图。

33.图中1-冷却塔；2-换热器；3-循环泵；4-水处理设备；5-离子平衡器。

具体实施方式

34.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

35.实施例1：

36.参见图1和图2，示意出了现有技术中冷却循环水系统水质控制方法，当有害离子积累浓度达到一定浓度时(依据工程经验，循环水的硬度(以caco3 计)必须控制在500mg/l以下)，被迫需要将运行的冷却循环水一部分排出系统之外，同时，再向系统内补入新鲜的水，用以均衡降低冷却循环水系统内水质的浓度，即通过连续排污-补水以保持水质，采用现有的水质控制方法，会造成较大排污量，且补充到冷却塔1内的水量需求大。而本发明提供一种冷却循环水系统水质控制方法，包括以下内容：浓缩富集冷却循环水中的阴离子和阳离子；将浓缩富集的阴离子和阳离子释放以形成浓水排出系统以外；其中，浓水的浓度大于系统运行浓度要求值，系统运行浓度要求值为冷却循环水系统正常运行工作时对循环水离子浓度的要求值，即通过增加排出系统外浓水浓度以减小冷却循环水系统的排污量和补水量。参见图3，示意出了本发明提供的冷却循环水系统水质控制方法的原理流程图，由于排出的浓水的浓度大于系统运行浓度要求值(比如，系统运行浓度要求值可设为500mg/l以下，以caco3计算)，增加排出系统外浓水浓度，可减小排出的污水量，降低污水处理厂的压力，减小补充到冷却塔1内补水量，可达到节省水资源。

37.具体地，参见图3，冷却循环水系统上形成旁通管道，旁通管道上设置去离子系统，从冷却塔1排出的部分冷却水经过去离子系统后实现净化处理且净化处理后产生的淡水流回至冷却塔，形成的浓度排出系统以外。去离子系统包括离子平衡器5，参见图3，离子平衡

器5。

38.监测冷却循环水系统内循环水的离子浓度，控制流向去离子系统的循环水流量或控制去离子系统的去离子效率或控制去离子系统的工作时间。从冷却塔 1排出的冷却水分成两分路，一路经过去离子系统净化后流回冷却塔1、一路经换热器2流向冷却塔1；监测从冷却塔1排出的冷却水分别流向去离子系统和换热器2的水流量；控制流向去离子系统和流向换热器2的流量比。监测冷却塔1内冷却水含盐量，以控制流向去离子系统和流向换热器2水流量的流量比。当然，也可以如下，根据监测的监测冷却塔1含盐量情况，控制去离子系统的运行时长，当去离子系统不工作时，对经过其的循环水不具有除盐的作用。或者，根据监测的冷却塔1含盐量情况，控制去离子系统的单位时间内去离子的效率。

39.离子平衡器依据冷却循环水系统水保有量，以及在实际运行过程中离子浓缩速率，计算出需收集浓缩排出系统外离子总量，反推出离子平衡器的处理水量以及工作时间，通常情况下，离子平衡器每小时处理水量为系统循环水量的 0.5％～1％。另外，在正常运行中，离子平衡器淡水产生率可达80％以上，浓水小于20％，因此，相对于冷却循环水系统，其排污量仅为0.05％，常规冷却循环水系统每小时的排污量为整个系统内循环水量的0.5％左右，排污量缩小了10 倍左右。

40.控制冷却循环水的浓缩倍数n在1.5～3之间，其中，外界向系统补充的水的浓度为c1，系统运行浓度要求值为c2,浓缩倍数n＝c2c1。依据工程经验，循环水的硬度(以caco3计)必须控制在500mg/l以下，再结合补充水水质的硬度指标来计算浓缩倍数，通常，现有系统循环水的浓缩倍数为3左右。而采用本发明提供的冷却循环水系统水质控制方法，可以降低浓缩倍数，可降低换热器结垢、管道腐蚀、菌藻滋生等一系列问题。

41.所述水质控制方法还包括以下内容：采用物理法和物化法对所述冷却循环水系统中的循环水进行净化处理。参见图1和图2，现有技术中的冷却循环水水质系统包括连续排污污水处理系统和循环水水质处理系统，循环水水质处理系统包括化学法处理设备、物理法处理设备以后物化法处理设备。关于污水化学处理法，是向循环冷却水中加入缓蚀、阻垢和分散剂等化学药剂，加入化学药剂会导致“二次污染”的发生。而本发明采用物理法和物化法对所述冷却循环水系统中的循环水进行净化处理，也可以实现系统稳定的运行，因为通过利用去离子系统，可以降低循环冷却水的浓缩倍数，实现低浓缩倍数运行，这样，可以不采用化学法也能保证系统正常、稳定的运行。进而，无需向冷却水中加入缓蚀剂、分散剂、阻垢剂等化学药剂，所排放的浓水来自于原水，系统本身不产生新的排放物，从而避免了二次污染问，为环境友好型。

42.作为可选地实施方式，对排出系统外的浓水进行二次利用，实现系统的“零排放”。比如，将浓水引进冲厕系统，接至卫生间卫生器具给水管路。具体地，去离子系统包括离子平衡器5，离子平衡器5连接淡水箱，淡水箱与冷却塔通过管道相连接，且在淡水箱和冷却塔相连接的管道上设置淡水泵；离子平衡设备与浓水箱相连接，浓水箱与冲厕系统的管道上设置恒压供水水泵。另外，浓水也可以用于其他用途，不限制仅为用于冲厕，也可以用于街道洒水等，实现系统的“零排放”43.去离子系统可采用电渗析法或电吸附法或反渗透法或蒸馏法。优选采用电吸附法，关于电吸附法，具体说明如下，去离子系统利用离子平衡技术的原理，通过外加电压在电极之间形成静电场，带电粒子在静电场中受到静电力而被迫向带相反电荷的电极板移

动，在电极板表面形成双电层，带电粒子吸附并暂时储存在双电层中。当吸附过程达到平衡时撤去电场或反接电源后，吸附在电极上的离子回到溶液中，达到脱附目的。

44.实施例2：

45.一种空调冷却循环水系统水质控制方法，包括以下内容：浓缩富集冷却循环水中的阴离子和阳离子；将浓缩富集的阴离子和阳离子释放以形成浓水排出系统以外；其中，浓水的浓度大于系统运行浓度要求值，系统运行浓度要求值为冷却循环水系统正常运行工作时对循环水离子浓度的要求值，即通过增加排出系统外浓水浓度以减小冷却循环水系统的排污量和补水量。参见图3，示意出了本发明提供的冷却循环水系统水质控制方法的原理流程图，由于排出的浓水的浓度大于系统运行浓度要求值(比如，系统运行浓度要求值可设为500mg/l 以下，以caco3计算)，增加排出系统外浓水浓度，可减小排出的污水量，降低污水处理厂的压力，减小补充到冷却塔1内补水量，可达到节省水资源。收集空调设备运行时产生的冷凝水，然后将收集的冷凝水引向冷却塔以用于冷却塔补水。空调系统产生冷凝水经冷凝水系统收集后进入冷却塔1，作为循环水补水使用，可降低外界补水量，且冷凝水含盐量低。

46.具体地，参见图3，冷却循环水系统上形成旁通管道，旁通管道上设置去离子系统，从冷却塔1排出的部分冷却水经过去离子系统后实现净化处理且净化处理后产生的淡水流回至冷却塔，形成的浓度排出系统以外。去离子系统包括离子平衡器5，参见图3，离子平衡器5。

47.监测冷却循环水系统内循环水的离子浓度，控制流向去离子系统的循环水流量或控制去离子系统的去离子效率或控制去离子系统的工作时间。从冷却塔 1排出的冷却水分成两分路，一路经过去离子系统净化后流回冷却塔1、一路经换热器2流向冷却塔1；监测从冷却塔1排出的冷却水分别流向去离子系统和换热器2的水流量；控制流向去离子系统和流向换热器2的流量比。监测冷却塔1内冷却水含盐量，以控制流向去离子系统和流向换热器2水流量的流量比。当然，也可以如下，根据监测的监测冷却塔1含盐量情况，控制去离子系统的运行时长，当去离子系统不工作时，对经过其的循环水不具有除盐的作用。或者，根据监测的冷却塔1含盐量情况，控制去离子系统的单位时间内去离子的效率。

48.离子平衡器依据冷却循环水系统水保有量，以及在实际运行过程中离子浓缩速率，计算出需收集浓缩排出系统外离子总量，反推出离子平衡器的处理水量以及工作时间，通常情况下，离子平衡器每小时处理水量为系统循环水量的 0.5％～1％。另外，在正常运行中，离子平衡器淡水产生率可达80％以上，浓水小于20％，因此，相对于冷却循环水系统，其排污量仅为0.05％，常规冷却循环水系统每小时的排污量为整个系统内循环水量的0.5％左右，排污量缩小了10 倍左右。

49.控制冷却循环水的浓缩倍数n在1.5～3之间，其中，外界向系统补充的水的浓度为c1，系统运行浓度要求值为c2,浓缩倍数n＝c2c1。依据工程经验，循环水的硬度(以caco3计)必须控制在500mg/l以下，再结合补充水水质的硬度指标来计算浓缩倍数，通常，现有系统循环水的浓缩倍数为3左右。而采用本发明提供的冷却循环水系统水质控制方法，可以降低浓缩倍数，可降低换热器结垢、管道腐蚀、菌藻滋生等一系列问题。

50.所述水质控制方法还包括以下内容：采用物理法和物化法对所述冷却循环水系统中的循环水进行净化处理。参见图1和图2，现有技术中的冷却循环水水质系统包括连续排

污污水处理系统和循环水水质处理系统，循环水水质处理系统包括化学法处理设备、物理法处理设备以后物化法处理设备。关于污水化学处理法，是向循环冷却水中加入缓蚀、阻垢和分散剂等化学药剂，加入化学药剂会导致“二次污染”的发生。而本发明采用物理法和物化法对所述冷却循环水系统中的循环水进行净化处理，也可以实现系统稳定的运行，因为通过利用去离子系统，可以降低循环冷却水的浓缩倍数，实现低浓缩倍数运行，这样，可以不采用化学法也能保证系统正常、稳定的运行。进而，无需向冷却水中加入缓蚀剂、分散剂、阻垢剂等化学药剂，所排放的浓水来自于原水，系统本身不产生新的排放物，从而避免了二次污染问，为环境友好型。

51.作为可选地实施方式，对排出系统外的浓水进行二次利用，实现系统的“零排放”。比如，将浓水引进冲厕系统，接至卫生间卫生器具给水管路。具体地，去离子系统包括离子平衡器5，离子平衡器5连接淡水箱，淡水箱与冷却塔通过管道相连接，且在淡水箱和冷却塔相连接的管道上设置淡水泵；离子平衡设备与浓水箱相连接，浓水箱与冲厕系统的管道上设置恒压供水水泵。另外，浓水也可以用于其他用途，不限制仅为用于冲厕，也可以用于街道洒水等，实现系统的“零排放”52.去离子系统可采用电渗析法或电吸附法或反渗透法或蒸馏法。优选采用电吸附法，关于电吸附法，具体说明如下，去离子系统利用离子平衡技术的原理，通过外加电压在电极之间形成静电场，带电粒子在静电场中受到静电力而被迫向带相反电荷的电极板移动，在电极板表面形成双电层，带电粒子吸附并暂时储存在双电层中。当吸附过程达到平衡时撤去电场或反接电源后，吸附在电极上的离子回到溶液中，达到脱附目的。

53.监测冷却塔的水量，且当冷却塔需要补水时，优先控制将冷凝水引向冷却塔，若冷却塔仍需要补水，再控制将系统外的水引入冷却塔内，其中，系统外的水为自来水或雨水或中水。在空调冷却循环水系统中，会存在水分蒸发和飘散(根据《民用冷却塔节水管理规范》(db11/t1770-2020)可进行循环水蒸发量、飘散量计算)，再加上空调冷却循环水系统需要排出浓水，若要维持冷却塔1为定量，仅靠冷凝水的补充是不够的，仍需要外界向冷却塔1内补入水。但回收冷凝水至冷却塔1，可减小外界向冷却塔1输入的水量，达到节省水资源的目的。

54.由于冷却塔1内的水量为定值，所以，需要对冷凝水引向冷却塔1的水量以及从外界补入冷却塔1内的水量进行控制，在对冷却塔1进行补水时，优选将冷凝水系统收集的冷凝水补到冷却塔1内，同时监测补入的冷凝水量，若此时冷却塔1内的水量仍未达到要求值，控制从外界补水至冷却塔1，并监控补水量。

55.以下是现有冷却循环水水质控制系统与本发明提供的冷却循环水水质控制系统的数据对比说明，是以北京地铁的中央空调系统为例：

56.(一)浓缩倍数以及循环水蒸发量、补水量、飘散量计算

57.1、浓缩倍数的确定

58.在采用纯物理法处理冷却循环水时，为保证换热器的换热效率，保证不腐蚀不结垢，必须控制相应的水质指标。依据工程经验，循环水的硬度(以caco3 计)必须控制在500mg/l以下，再结合补充水水质的硬度指标来计算浓缩倍数。

59.根据抽取北京某区域的水质进行检查得到水质硬度为167mg/l，则自来水浓缩倍数n＝500/167≈3，取浓缩倍数为3。

60.2、循环水蒸发量、补水量、飘散量计算

61.根据《民用冷却塔节水管理规范》(db11/t1770-2020)进行循环水蒸发量、补水量、飘散量计算。

62.(1)蒸发量计算：根据《民用冷却塔节水管理规范》(db11/t1770-2020) 蒸发量为

63.式中：

64.qr

?????

循环水流量，m3/h

65.△

t

?????

冷却循环水进出冷却塔温度差，℃

66.k

??????

蒸发损失系数，按表格取值，气温为中间值时按内插法计算，1/℃

67.h

??????

运行时间段

68.蒸发损失系数

[0069][0070]

循环水流量200m3/h，

△

t＝5℃，k＝0.00138(北京市6月平均气温21℃， 7月平均气温24℃，8月平均气温23℃，9月平均气温17℃，10月平均气温9℃，逐月按内插法计算k值，得出平均值)，可知蒸发量为1.5m3/h。

[0071]

(2)飘散量计算：根据《民用冷却塔节水管理规范》(db11/t1770-2020) 飘散量为qp＝qr

×

pp

×h[0072]

式中：pp＝风吹损失百分率，当缺乏测试数据时取0.01％。

[0073]

则飘散量为0.02m3/h。

[0074]

(3)排污量计算：根据《民用冷却塔节水管理规范》(db11/t1770-2020) 排污量为qw＝qe/(n-1)-qp

[0075]

式中：n＝浓缩倍数。

[0076]

循环水浓缩倍数为3倍，则排污量为0.87m3/h。

[0077]

(4)补水量计算：

[0078]

qb＝qe+qp+qw

[0079]

则qb＝2.4m3/h

[0080]

(二)系统水量平衡

[0081]

1、现有系统的水平衡

[0082]

按补水量2.4m3/h，每天10h工作时间计则总的补水量为24m3/d

[0083]

其中：蒸发量1.5m3/h，10h的蒸发量为15mm3/d；

[0084]

排污量0.87m3/h，10h的排污量为8.7m3/d；

[0085]

飘散量0.02m3/h，10h的飘散量为0.2m3/d。

[0086]

参见图5，为水量平衡图，补水量大约等于蒸发量+排污量+飘散量。

[0087]

2、本系统的水量平衡

[0088]

冷凝水：0.59m3/h，10h冷凝水的补水量为5.9m3/d；

[0089]

离子平衡器(离子平衡器处理规模为0.5m/h、产淡水率按80％计算)，10h 的水量5m3/d，其中，淡水为4m3/d，浓水为1m3/d。

[0090]

参见图6，为水量平衡图，冷凝水量+外界补水量＝蒸发量+排污量+飘散量。

[0091]

节水量：24m3/d-10.3m3/d＝13.7m3/d，150天空调运行周期节水2055m3，减少排污水量1150m3。

[0092]

(三)盐平衡

[0093]

1、现有系统的盐平衡

[0094]

①

35m3保有水量总溶固35m3x210g/m3＝7350g；

[0095]

②

24m3补水量总溶固24m3x210g/m3＝5040g；

[0096]

③

排污系统(n＝3)8.7m3x210g/m3x3＝5481g；

[0097]

系统保有含盐量：7350+5040-5481＝6909g；

[0098]

其中，n＝3，系统平衡时的含盐总量为6909g。

[0099]

2、本系统的盐平衡

[0100]

①

35m3保有水量总溶固：35x210g/m3＝7350g

[0101]

②

离子平衡器浓水总溶固5x630g/m3x85％＝2678g

[0102]

③

10.3m3补充水总溶固：10.3x210g/m3＝2163g

[0103]

④

5.9m3冷凝水总溶固：5.9x20g/m3＝118g

[0104]

当n＝3时，系统平衡时含盐总量为：7350+2163+118-2678＝6953g

[0105]

即当离子平衡器处理规模为0.5m/h，脱盐效率效率为85％时，通过冷凝水稀释、离子平衡器双重作用完全可以控制冷却循环水浓缩比为3。

[0106]

当冷却水系统运行周期时间为10小时，而离子平衡器工作24小时，其浓缩比可以控制。

[0107]

当离子平衡器工作24小时，处理水量：0.5m/hx24h＝12m3/d，其排盐量为:12x630x85％＝6426g，浓缩比(n)在2～3之间，可以依据水质实际指标，决策离子平衡器运行的时间。

[0108]

(四)运营电耗核算

[0109]

离子平衡处理循环水系统，与常规循环水系统相比，需新增离子平衡处理设备、淡水提升泵、浓水冲厕恒压供水设备、冷凝水提升泵等用电设备，对以上设备的用电量进行计算：

[0110]

1、离子平衡设备的用电量。离子平衡设备的用电量，平均至每吨淡水的成本为0.6kwh/m3。由上文计算，可知淡水产生量为0.40m3/小时，则每天的运行电耗为0.40

×

24

×

0.6＝5.76kwh。

[0111]

2、淡水泵，根据淡水的产量，选择0.37kw的提升泵，水泵每天运行时间为5小时，则每天的电耗为0.37

×

5＝1.85kwh。

[0112]

3、浓水冲厕恒压供水设备，选择水泵0.55kw

×

2的恒压供水设备，水泵一用一备，平均运行时间按8小时计算，0.55

×

8＝4.4kwh。

[0113]

4、冷凝水系统电耗按水泵功率0.37kw水泵，每天运行3小时计算，每天电耗为0.37

×

3＝1.11kwh。

[0114]

5、综上所述，离子平衡系统每天的电耗5.76+1.85+4.4+1.11＝13.12kwh。

[0115]

6、电价按0.84元/kwh计算，则每天的电费为13.12

×

0.84＝11.02元。(1653 元/年)

[0116]

7、北京市现有地铁站点416座(假设空调系统均为冷却循环水方式)，则每天电费为12.87

×

416＝5,353.92元。

[0117]

8、运营时间按150天/年计算，每年电费1653

×

150＝687,648元/年

[0118]

9、设备可尽量选择在电价波谷时间段运行，节省运行电费。

[0119]

(五)节水量计算

[0120]

根据上文计算，则可知本发明离子平衡处理冷却循环水系统与原来常规冷却循环水系统相比，每天自来水补水量减少13.20m3/d，同时减少排放污水 7.66m3/d。

[0121]

北京市现有地铁站点416座(假设空调系统均为冷却循环水方式)，则每天节约自来水量为13.20

×

416＝5491m3/d，减少排污量7.66

×

416＝3187m3/d。

[0122]

运营时间按150天/年计算，每年节约自来水量为5491

×

135＝823,680m3/a，减少排污量3187

×

150＝478,050m3/a.

[0123]

自来水费为9.5元/m3，每年可节省自来水费823,680

×

9.5＝7,824,960元/ 年。

[0124]

(六)年节约费用核算

[0125]

单站节约的项目有自来水水费、药剂费；增加的有离子平衡处理的电费。常规循环水系统(200吨/小时循环量时)，每年的药剂费用约6000元/年,明细如下式计算：

[0126]

单站节约的费用＝(每天节约水费-增加电费)x运行天数+节约的药剂费用

[0127]

＝(13.20m3/d

×

9.5-13.12

×

0.84)*150+6000

[0128]

＝23157元/年

[0129]

每座地铁站每年可节省费用为23157元/年；北京市现有地铁站点416座(假设空调系统均为冷却循环水方式)，如果都采用该技术预计每年可节省费用为 23157*416＝9,633,312元/年。

[0130]

(七)节约碳排放量计算

[0131]

根据以上章节的计算，离子平衡循环水处理设备每天节约自来水用量13.2 吨，减少污水排放7.66吨，同时用电13.12kwh。

[0132]

节约1吨自来水，可减少0.91kg碳排放，使用1度电，可产生0.997kg 碳，减少1吨污水排放量，以中国北方区域使用a2/o工艺的污水处理厂为例，可减少0.47kg碳排放。

[0133]

则每天可减少的碳排放量为(13.7

×

0.91+7.66

×

0.47-13.2

×

0.997) ＝0.54kg/d，也即减少2.91kg/d的碳排放。运营时间按150天/年计算，每年减少碳排放量为2.91

×

150＝437kg/a。

[0134]

北京市现有地铁站点416座(假设空调系统均为冷却循环水方式)，则每年减少碳排放437

×

416＝181584kg/a＝182t/a。

[0135]

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。技术特征：

1.一种冷却循环水系统水质控制方法，其特征在于，包括以下内容：浓缩富集冷却循环水中的阴离子和阳离子；将浓缩富集的阴离子和阳离子释放以形成浓水排出系统以外；其中，所述浓水的浓度大于系统运行浓度要求值，所述系统运行浓度要求值为冷却循环水系统正常运行工作时对循环水离子浓度的要求值，即通过增加排出系统外浓水浓度以减小冷却循环水系统的排污量和补水量。2.根据权利要求1所述的冷却循环水系统水质控制方法，其特征在于，所述冷却循环水系统上形成旁通管道，所述旁通管道上设置去离子系统，从冷却塔排出的部分冷却水经过所述去离子系统后实现净化处理且净化处理后产生的淡水流回至所述冷却塔，形成的所述浓水排出系统以外。3.根据权利要求2所述的冷却循环水系统水质控制方法，其特征在于，监测所述冷却循环水系统内循环水的离子浓度，控制流向所述去离子系统的循环水流量或控制所述去离子系统的去离子效率或控制所述去离子系统的工作时间。4.根据权利要求2所述的冷却循环水系统水质控制方法，其特征在于，所述去离子系统采用电渗析法或电吸附法或反渗透法或蒸馏法。5.根据权利要求1-4中任一项所述的冷却循环水系统水质控制方法，其特征在于，控制冷却循环水的浓缩倍数n在1.5～3之间，其中，外界向所述系统补充的水的浓度为c1，所述系统运行浓度要求值为c2,浓缩倍数n＝c2/c1。6.根据权利要求1-4中任一项所述的冷却循环水系统水质控制方法，其特征在于，对排出系统外的所述浓水进行二次利用。7.根据权利要求6所述的冷却循环水系统水质控制方法，其特征在于，利用产生的浓水进行冲厕或用于街道洒水。8.根据权利要求1-4中任一项所述的冷却循环水系统水质控制方法，其特征在于，所述冷却循环水系统为空调设备的冷却循环水系统，所述水质控制方法还包括以下内容：收集所述空调设备运行时产生的冷凝水，然后将收集的所述冷凝水引向冷却塔以用于所述冷却塔补水。9.根据权利要求8所述的冷却循环水系统水质控制方法，其特征在于，监测所述冷却塔的水量，且当所述冷却塔需要补水时，优先控制将所述冷凝水引向所述冷却塔，若所述冷却塔仍需要补水，再控制将系统外的水引入所述冷却塔内，其中，所述系统外的水为自来水或雨水或中水。10.根据权利要求1-4中任一项所述的冷却循环水系统水质控制方法，其特征在于，所述水质控制方法还包括以下内容：采用物理法和物化法对所述冷却循环水系统中的循环水进行净化处理。

技术总结

本发明提供了一种冷却循环水系统水质控制方法，涉及冷却循环水处理技术领域，以用于实现系统节能、低碳以及环保运行。该水质控制方法包括以下内容：浓缩富集冷却循环水中的阴离子和阳离子，将浓缩富集的阴离子和阳离子释放以形成浓水排出系统以外，即增加排出系统外浓水浓度，可减小排出的污水量，减小补充到冷却塔内补水量，可达到节省水资源；降低浓缩倍数，避免缓蚀、阻垢和分散剂等化学药剂的投加；将去离子系统产生的浓水进行二次利用，比如，将浓水引进冲厕系统，当然，浓水也可以用于其他用途。当冷却循环水系统水质控制方法应用于空调系统时，可将空调系统产生的冷凝水收集至冷却水池内，作为循环水补水使用，可节省水资源。源。源。

技术研发人员：葛敬 张艳 陈丰收

受保护的技术使用者：北京科净源科技股份有限公司

技术研发日：2022.03.29

技术公布日：2022/7/12