工業循環冷卻水處理
第一章 循環冷卻水系統及其水處理概況
第一節 循環冷卻水系統總概
人類日常生活離不開水，工業生產也同樣離不開水。隨著工業生產的發展，用水量越來越大，很多地區已經出現供水不足的現象，因此合理和節約用水已經成為發展工業生產中的一個重要問題。
工業用水主要包括鍋爐用水、工藝用水、清洗用水和冷卻用水、污水等。其中用水量最大的是冷卻用水，約占工業用水量的百分之九十以上。不同的工業系統和不同用途對水質的要求是不同的；但各工業部門使用的冷卻水對水質的要求基本上是一致的，這就使得冷卻水質控制在作為一門套用技術獲得了迅速的發展。在工廠中，冷卻水主要用來冷凝蒸汽，冷卻產品或設備，如果冷卻效果差，就會影響生產效率，使產品的收率和產品的質量下降，甚至於會造成生產事故。
水是比較理想的冷卻介質。因為水的存在很普遍，和其它液體相比，水的熱容或比熱較大，水的汽化潛熱（蒸發潛熱）和熔化潛熱也很高。比熱是單位質量的水溫度升高一度時所吸收的熱量。常用的單位是卡/克·度(攝氏)或英熱單位(B．T．U．)/磅·度(華氏)。用這兩個單位表示水的比熱度時，其數值是相同的。熱容大或比熱大的物質升高溫度時需要吸收大量的熱量，而本身溫度並不明顯升高，因此水具有良好的貯熱性能。潛熱是物態發生轉變時所吸收或放出的熱量。一克分子水蒸發成為一克分子蒸汽需要吸收近一萬卡的熱量，因此水蒸發時能吸收大量的熱量，從而使水溫下降，這種依靠水份蒸髮帶走熱量的過程稱為蒸發散熱。
和水一樣，空氣也是一種常用的冷卻介質。水和空氣的導熱性能都很差，在0℃時，水的導熱係數是0.49千卡/米·小時·℃，空氣的導熱係數是0.021千卡/米·小時·℃，但水與空氣相比，水的導熱係數要比空氣高24倍左右。因此，當冷卻效果相同時，用水冷卻比用空氣冷卻的設備要小得多。大型工業企業和用水量大的工廠一般都採用水冷卻。常用的水冷系統可以分成三類，即直流系統、密閉系統和敞開蒸發系統，後兩種冷卻水都是循環使用的，故又稱為循環冷卻水系統。
冷卻水系統用水來冷卻工藝介質的系統稱作冷卻水系統。冷卻水系統通常
有兩種：直流冷卻水系統和循環冷卻水系統。
直流冷卻水系統在直流冷卻水系統中，冷卻水僅僅通過換熱設備一次，用過後水就被排放掉，因此，它的用水量很大，而排出水的溫升卻很小，水中各種礦物質和離子含量基本上保持不變。
1.2循環冷卻水系統
循環冷卻水系統又分封閉式和敞開式兩種。
1.2.1 封閉式循環冷卻水系統
封閉式循環冷卻水系統又稱為密閉式循環冷卻水系統。在此系統中，冷卻水用過後不是馬上排放掉，而是回收再用。
1.2.2 敞開式循環冷卻水系統
敞開蒸發系統是目前套用最廣、類型最多的一種冷卻系統。它也是以水冷卻移走工藝介質或換熱設備所散發的熱量，然後利用熱水和空氣直接接觸時將一部分熱水蒸發出去，而使大部分熱水得到冷卻後，再循環使用。因此，這樣的系統也稱敞開循環冷卻水系統。根據熱水和空氣接觸方法的不同，可以分成很多類型。敞開循環冷卻水系統的分類見表一。
表一 敞開蒸發系統的分類
循環水冷卻水由循環泵送往系統中各換熱器，以冷卻工藝熱介質，冷卻水本身溫度升高，變成熱水，此循環水量為R的熱水被送往冷卻塔頂部，由布水管道噴淋到塔內填料上。空氣則由塔底百頁窗空隙中進入塔內，並被塔頂風扇抽吸上升，與落下的水滴和填料上的水膜相遇進行熱交換，水滴和水膜則在下降過程中逐漸變冷，當到達冷卻水池時，水溫正好下降到符合冷卻水的要求。空氣在塔內上升過程中則逐漸變熱，最後由塔頂逸出，同時帶走水蒸氣。這部分水的損失稱為蒸氣損失E。熱水由塔頂向下噴濺時，由於外界風吹和風扇抽吸的影響，循環水會有一定的飛濺損失和隨空氣帶出的霧沫夾帶損失。由於這些損失掉的水，統稱為風吹損失D。為了維持循環水中的一定的離子濃度，必須不斷向系統中加入補充水量M和系統外面排出一定的污水。這部分水量稱為排污損失B。
冷卻塔的種類很多，按照塔的構造和空氣流動情況來區分，有自然通風冷卻塔和機械通風冷卻塔兩大類。按照空氣與水在塔內的相對流動情況，又可分為逆流式和橫流式。有關各種類型冷卻塔的結構和特點，可參閱有關的參考文獻。機械通風冷卻塔冷卻效果最好。設計中應綜合考慮循環比,其應在3～5倍為宜。
2、濃縮倍數
循環冷卻水的濃縮倍數是該循環冷卻水的含鹽量與其補充水的含鹽量之比。
提高循環冷卻水的濃縮倍數，可以降低補充水的用量，從而節約水資源；還可以降低排污水量，從而減少對環境的污染和廢水的處理量。此外，提高濃縮倍數還可以節約水處理劑的消耗量，從而降低冷卻水處里的成本。但是，過多地提高濃縮倍數，會使循環冷卻水中的硬度，鹼度和濁度升得太高，水的結垢傾向增大很多，從而使結垢控制的難度變得太大；還會使循環冷卻水中的腐蝕性離子（例如Cl和SO4）和腐蝕性物質（例如H2S、SO2和NH3）的含量增加，水的腐蝕性增強，從而使腐蝕控制的難度增加；過多地提高濃縮倍數還會使藥劑（例如聚磷酸鹽）在冷卻水系統內的停留時間增長而水解。因此，冷卻水的濃縮倍數並不是愈高愈好，一般熱電系統可控制5～8倍，化工、煉油2～4倍。
石英砂過濾器套用於冷卻水處理
石英砂過濾是去除水中懸浮物最有效手段之一，是污水深度處理、污水回用和給水處理中重要的單元。其作用是將水中已經絮凝的污染物進一步去除，它通過濾料的截留、沉降和吸附作用，達到淨水的目的。
二．適用範圍
1．用於要求出水濁度≤5mg/L能符合飲用水質標準的工業用水、生活用水及市政給水系統；
2．工業污水中的懸浮物、固體物的去除；
3．可用作離子交換法軟化、除鹽系統中的預處理設備，對水質要求不高的工業給水的粗過濾設備；
以及用在游泳池循環處理系統、冷卻循環水淨化系統等。
家用循環水系統
循環水的分類
預熱循環水大致分為四類：1、遙控板（穿牆遙控) 2、水控版（水流行） 3、電腦板（全自動） 4、機械板（半自動）
1、 室內強排機，
建議使用機械版循環水。(兩個沖涼房，適宜大眾客戶)
理由:機械版程式少，操作簡單，使用之前按一下，有復位開關，冬天用的著，夏天不用。
2、 室外機，
建議有回水管的建議用水流版的
（優點：開一下熱水龍頭即可循環，關水即停）。
沒有回水管道的最好是用無線遙控型，
優點：配置多個遙控器，隨時隨地操作。
室外機安裝位置遠，開關不方便，有回水管的在任何地方開水都相當於開關，有遙控器在室內就可以遙控
使用感觸：早晨起來想沖涼，不用動，在床頭遙控一下，在起來到浴室去沖涼就可以啦。打開直接出熱水。
3、 室內平衡機，兩個以上沖涼房的，要有一點距離才安裝循環水，強烈建議使用機械板進口泵循環水系統
理由，平衡機本來就裝在浴室內，距離臥房不會太遠，使用之前只要過去開一下就可以啦，這樣兩個沖涼房加上廚房都可以同時使用熱水。
有回水管沒有回水管有什麼區別那？
建議有回水管的可以使用水流控制的、全自動的。
1、 水流的就是在任何有熱水的地方只要打開一下熱水再關掉，循環水就會以三秒一米的速度自動循環，循環完畢再去打開任何有熱水的地方就會直接出熱水。
優勢：強烈建議壁掛爐用戶使用水流控制的，因為可以設定時間短控制，也就是說在一定的時間內可以達到隨時使用隨時就有熱水。
2、 全自動就是溫控的，一般別墅或者髮廊等洗浴中心可以選擇全自動方式，所謂的全自動就是把熱水器溫度設定到42度，把循環水系統設定到38度，然後有一個溫控感應的探頭連結到回水管最末端，這樣一旦溫度低於38度就會自動啟動，一天啟動N次，很是浪費，建議一般家庭不要使用這種功能。
注釋：以上兩種功能沒有回水管的為什麼不能用，
水流的沒有回水管的話有時開冷水也會啟動，因為水控板的泵體裡面配置水流感應器，所以水管裡面的水波動大的話就會引起循環水工作。
溫控的是更不能使用，應為沒有回水管的話循環水頻繁啟動就會把熱水管裡面的冷水擠壓到冷水管裡面，這樣打開冷水也出熱水，所以使用電腦板的用戶最好不要自行調試電腦板，以免調試錯誤設定成溫控。
無回水管的建議使用機械板或者是遙控板。
1， 機械板的最經濟實惠，因為機械板的組件少，故障率肯定低。
2， 遙控板的可以在床上躺著就可以直接遙控循環水系統，然後就可以達到預熱效果。
太陽能用戶注意事項，太陽能的安裝循環水系統必須要有回水管，沒有回水管的無法達到循環效果，建議不要盲目購買，購買之前建議諮詢專家有解決方式才可以。解決方式就是另外多加一條回水管，廠家還沒有攻克太陽能無回水管安裝的問題。
循環水的構成
循環水由循環泵、控制系統、單向閥等組成，它與熱水器、熱水主管、熱水回管組成一套完整的熱水循環系統；工作原理是控制系統給信號循環泵，循環泵帶動水在內部循環啟動熱水器加熱，達到設定時間或溫度時停止工作，熱水使用點即開既有熱水。
