CN104129878A - 循环冷却水的水质管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是提供一种循环冷却水的水质管理方法，其能够将回收水中的磷酸成分用于水系部件的防腐蚀，并且也能够抑制水系中的垢析出。本发明的解决方法是提供一种循环冷却水的水质管理方法，其是补给水的至少一部分使用含有磷酸的回收水的循环冷却水的水质管理方法，其特征在于，对浓缩进行管理，使冷却水中的磷酸浓度成为20～25mgPO4 3-/L，并且添加垢防止聚合物10～20mg/L，并且管理冷却水的pH使该pH成为7.0～7.5，并且使冷却水中的钙硬度成为1500mg CaCO3/L以下、Cl-浓度成为2500mg/L以下、SO4 2-浓度成为2500mg/L以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种循环冷却水的水质管理方法，特别是涉及一种补给水的至少一部分使用回收水的水质管理方法。
背景技术
在开放型循环冷却水系中，以与水的蒸发、飞散相符的量向水系供给补给水。
为了对水进行有效利用，现有技术中作为补给水的至少一部分使用回收水（例如，参见专利文献1的0009段落、专利文献2的0007段落）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-224455
专利文献2：日本特开2008-249275
发明内容
在来自都市排水处理水、工厂排水处理水等的回收水中含有磷酸成分。该磷酸成分，具有防腐蚀作用，另一方面，会生成磷酸钙系垢。
本发明的目的是，提供一种循环冷却水的水质管理方法，其能够将回收水中的磷酸成分用于水系部件的防腐蚀，并且能够抑制水系中的垢析出。
本发明的循环冷却水的水质管理方法，其是补给水的至少一部分使用含有磷酸的回收水的循环冷却水的水质管理方法，其特征在于，对浓缩进行管理，使冷却水中的磷酸浓度成为20～25mg PO4 3-/L，并且添加垢防止聚合物10～20mg/L，并且管理冷却水的pH使该pH成为7.0～7.5，并且使冷却水中的钙硬度成为1500mg CaCO3/L以下、Cl-浓度成为2500mg/L以下、SO4 2-浓度成为2500mg/L以下。
根据本发明，能够通过来自回收水的磷酸进行水系部件的防腐蚀，并且，能够通过垢防止聚合物的添加、pH管理以及钙硬度、Cl-、SO4 2-的浓度管理防止垢（包括抑制）。
附图说明
图1是试验装置的流程图。
图2是试验装置的流程图。
图3是表示试验结果的图。
图4是表示试验结果的图
其中，附图标记说明如下：
1冷却塔；5热交换器；11浮球阀（ball tap）；25排放泵。
具体实施方式
下面，对本发明进行进一步详细的说明。
本发明适用于在如图1所示的开放型循环冷却水系中作为补给水的至少一部分使用回收水的情形。
作为回收水，例示了来自都市排水处理水、工厂排水处理水等的回收水，但是并不限定于这些。作为该回收水中的磷酸浓度，优选是3～7mg PO4 3-/L，特别优选是4～6mg PO4 3-/L左右。
图1是在后述的实施例中使用的循环冷却水系的流程图，冷却塔1的箱部（ピツト）1a的水经由送水泵2、配管3、流量计4、热交换器5、配管6，从冷却塔1内的上部的散水喷嘴7散入填充材料8中，通过蒸发潜热被冷却，落下至箱部1a中。
对于箱部1a，可经由补给水配管10以及浮球阀11供给补给水。
通过电导率计20测定箱部1a内的水的电导率，并且分别使用钙硬度计21、Cl-离子传感器22以及SO4 2-离子传感器23测定钙硬度、Cl-浓度以及SO4 2-浓度，通过控制器（未图示）控制排放泵25。控制加药泵26使水系内的垢防止聚合物浓度成为规定范围。通过加药量、排放量以及飞散损失量计算出水系内的垢防止聚合物浓度。符号27表示垢防止聚合物水溶液的储罐。
另外，通过pH计30测定箱部1a内的水的pH，通过加药泵32向箱部1a内添加硫酸罐31内的硫酸使该pH成为7.0～7.5的范围。此外，图1是试验装置，因此，还设置有下述线路：从配管3向配管40分流冷却水，经由流量调整阀41向试验容器42通水，与试验容器42内的测试片（未图示）接触后，经由配管43向配管6返回。
本发明中，进行浓缩管理，使冷却水中的磷酸浓度成为20～25mg PO4 3-/L，另外，使钙硬度成为1500mg CaCO3/L以下、Cl-浓度成为2500mg/L以下、SO4 2-浓度成为2500mg/L以下。即，在前述各传感器检测出的这些值不超过上述上限值的范围内，以尽可能高的浓缩倍率进行运转，由此使磷酸浓度在20mg PO4 3-/L以上。另外，钙硬度、Cl-浓度、SO4 2-浓度中的任一项超过上述的上限值，则使排放泵25工作进行排放，排除箱部1a内的水，经由浮球阀11导入补给水。
此外，在即使进行高浓缩倍率运转，磷酸浓度也没有达成20mg PO4 3-/L时，添加磷酸系垢防止剂。
如前所述，调整pH，使pH计30检测出的pH成为7.0～7.5。在pH超过7.5时，添加硫酸。在pH低于7.0时添加碱剂。
另外，为了抑制磷酸钙系垢的生成，添加10～20mg/L的垢防止聚合物（聚合物系垢防止剂）。作为聚合物系垢防止剂，适宜使用从由2-羟基-3-烯丙氧基-1-丙磺酸（HAPS）、马来酸、以及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）构成的组中选出的一种或两种以上的单体进行聚合而成，或者这些与丙烯酸（AA）和/或甲基丙烯酸（MA）进行共聚而成的，平均分子量5000～20000左右的均聚物或共聚物。
通过如上所述地对冷却水系进行管理，能够利用来自回收水的磷酸，对水系部件进行防腐蚀，并且也抑制了垢的附着。
实施例
实施例1
在图1所示的试验装置中，使用下述水质的合成补给水，在下述条件进行浓缩管理。另外，在试验期间中，冷却水的一部分流入容器42，与收容在容器42内的铁制测试片接触，从测试片的腐蚀减少量测定腐蚀速度。
<补给水>
对于栃木县野木町（日本地名）的自来水，添加正磷酸5mg/L，并且分别添加CaCl2使钙硬度成为300mg/L以CaCO3计、添加NaCl使氯化物离子浓度成为500mg/L、添加Na2SO4使硫酸离子浓度成为500mg/L。
<浓缩倍数N>
浓缩倍数N为2、3、4、5或6倍。
<pH>
通过硫酸将pH调整为7.0～7.5。
<聚合物>
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-固体/L（mg-solid/L）。
试验结束时的测试片（铁）的腐蚀速度示于图3。由此可见，通过管理浓缩倍数N、使磷浓度维持于20～25mg/L，防腐蚀效果成为良好，另一方面，磷浓度少的情况（现状处理）、过剩的情况，腐蚀速度变高，在高盐类浓度水系中，效果变得不充分。
试验例1
使用高热负荷试验装置（图2），测定向传热面上的附着速度。在图2中，往储罐50内供给下述水质的相当于补给水的供试验水（以下，称为补给水），通过泵51，向试验槽52循环供给该补给水，在试验槽52中收容有在作为试验片的铁制管（外径30mm、长度300mm）53中插入电热器54而成的物体。将水温设为30℃，通过电热器54将管53的表面温度加热至80℃。连续供给使滞留时间成为80hr。试验期间为48hr，在48小时后，拉上管测定附着量。也合并实施了，作为比较例的以往公知的相当于N=2的水（pH8.0、钙硬度500mg/L、T-PO410mg/L）的评价。
<相当于补给水的供试验水>
对纯水添加5%M碱溶液（碳酸氢钠溶液）使M碱度成为100mg/L以CaCO3计，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-固体/L（mg-solid/L），添加正磷酸使磷浓度成为20mg PO4 3-/L，添加CaCl2使钙硬度成为1200mg/L以CaCO3计，添加NaCl使氯化物离子浓度成为2500mg/L，添加Na2SO4使硫酸离子浓度成为1000mg/L，并且通过硫酸调整pH成为7.0～8.0。
将附着速度测定结果示于图4。如图4所示，在pH7.8以上，确认了大量的垢的附着，但是，在pH7.5以下，则附着变得轻微，与以往的处理相比，附着量变得轻微。
Claims (7)
1.一种循环冷却水的水质管理方法，其是补给水的至少一部分使用含有磷酸的回收水的循环冷却水的水质管理方法，其特征在于，
对浓缩进行管理，使冷却水中的磷酸浓度成为20～25mg PO4 3-/L，
并且，添加垢防止聚合物10～20mg/L，
并且，管理冷却水的pH使该pH成为7.0～7.5，
并且，使冷却水中的钙硬度成为1500mg CaCO3/L以下、Cl-浓度成为2500mg/L以下、SO4 2-浓度成为2500mg/L以下。
2.如权利要求1所述的循环冷却水的水质管理方法，其特征在于，回收水中的磷酸浓度是3～7mg PO4 3-/L。
3.如权利要求1所述的循环冷却水的水质管理方法，其特征在于，对浓缩进行管理，使浓缩程度在钙硬度、Cl-浓度以及SO4 2-浓度不超过上述的上限值的范围内变高。
4.如权利要求3所述的循环冷却水的水质管理方法，其特征在于，在即使对浓缩进行管理磷酸浓度也达不到20mg PO4 3-/L时，添加磷酸系垢防止剂。
5.如权利要求1所述的循环冷却水的水质管理方法，其特征在于，当钙硬度、Cl-浓度以及SO4 2-浓度中的任一者超过上述的上限值，则进行排放。
6.如权利要求1所述的循环冷却水的水质管理方法，其特征在于，从加药量、排放量以及飞散损失量计算出前述水系内的聚合物浓度。
7.如权利要求1或2所述的循环冷却水的水质管理方法，其特征在于，前述回收水是都市排水处理水或者是工厂排水处理水。
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