抑制液體系統(tǒng)中的污塞的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及通過使用生物殺傷劑和過濾技術(shù)抑制液體系統(tǒng)中污塞的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]全世界存在許多不同類型的工業(yè)水系統(tǒng)。工業(yè)水系統(tǒng)的存在至少部分地使得必要的化學(xué)、機(jī)械和生物過程可以進(jìn)行以達(dá)到其期望結(jié)果。即使目前可用的最佳水處理方案也不能一直防止工業(yè)水系統(tǒng)中的污塞(fouling)。如果工業(yè)水系統(tǒng)不被定期清潔以除去污染物，那么工業(yè)水系統(tǒng)幾乎一定會(huì)變得嚴(yán)重污塞。
[0003]污塞對(duì)工業(yè)水系統(tǒng)具有負(fù)面影響。例如嚴(yán)重的礦物污垢(即無機(jī)材料)可以積累在水接觸表面上。工業(yè)水系統(tǒng)表面上的污垢為微生物的生長(zhǎng)提供了理想的環(huán)境。微生物的存在對(duì)工業(yè)水系統(tǒng)的水處理產(chǎn)生了另外的挑戰(zhàn)，因?yàn)樯餁麆?、阻垢劑?或腐蝕抑制劑可能是必要的以保持工業(yè)水系統(tǒng)的有效運(yùn)行。
[0004]蒸發(fā)冷卻水系統(tǒng)特別易于污塞，其可以經(jīng)由各種機(jī)制發(fā)生。污塞機(jī)制的非限制性實(shí)例包括經(jīng)空氣傳播、經(jīng)水傳播、經(jīng)水形成和/或微生物污染物的沉積；水滯；過程泄漏；和其他因素。如果允許污塞發(fā)展，工業(yè)水系統(tǒng)可能遭受降低的運(yùn)行效率、設(shè)備故障、缺乏水質(zhì)控制和與微生物污塞有關(guān)的增加的健康相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]如前所述，微生物污染物可以導(dǎo)致污塞。微生物學(xué)(即微生物)污染的非限制性來源是經(jīng)空氣傳播的污染、補(bǔ)充水、過程泄漏和不當(dāng)清潔的工藝設(shè)備。這些微生物可以在工業(yè)水系統(tǒng)的任何可濕或甚至半可濕的表面上建立菌落。一旦微生物計(jì)數(shù)存在于主體水中，在短時(shí)間內(nèi)，超過99 %存在于水中的微生物將存在于所有表面上的生物膜內(nèi)。
[0006]按設(shè)計(jì)，冷卻塔是優(yōu)良的空氣洗滌器。作為冷卻過程的結(jié)果，冷卻塔通常將經(jīng)空氣傳播的污染物沖洗入水相。這些污染物可以最終設(shè)法到達(dá)熱交換器表面，其在該處沉積，從而降低熱傳遞。這種污染物的非限制性實(shí)例包括顆粒物質(zhì)、有機(jī)和無機(jī)污染物、油、過程污染物、微生物等。冷卻水中的懸浮物質(zhì)為微生物提供了易得的用于維持生命和繁殖的營(yíng)養(yǎng)。公認(rèn)無機(jī)、有機(jī)和微生物沉積物的存在對(duì)工業(yè)冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)具有有害影響，產(chǎn)生降低的效率和增加的運(yùn)行成本。
[0007]過濾系統(tǒng)可以用于至少部分除去顆粒污染物和防止其達(dá)到可以不利地影響高效冷卻系統(tǒng)運(yùn)行的濃度。過濾系統(tǒng)可以是全流在線系統(tǒng)或分流側(cè)流系統(tǒng)。側(cè)流配置提供了對(duì)全流系統(tǒng)的特定優(yōu)勢(shì)，例如允許更小的過濾單元和離線維護(hù)的能力，同時(shí)不影響冷卻過程。一般地，側(cè)流配置僅抽出與冷卻系統(tǒng)的總環(huán)流量相比2%至10%的流量。
[0008]若干不同類型的過濾器的任一種或組合可以用于過濾的目的，并且其用法取決于水的性質(zhì)和希望達(dá)到的純化水平。非限制性實(shí)例包括砂濾器、筒式過濾器、網(wǎng)式過濾器和膜式過濾器，其可以使用超濾、微濾、反向滲透和正向滲透。通常在過濾系統(tǒng)中，待凈化的水潤(rùn)濕并穿過整個(gè)過濾面，更潔凈的水作為濾液離開過濾系統(tǒng)。當(dāng)足夠的污垢積聚在過濾面上時(shí)，應(yīng)當(dāng)清潔過濾面從而恢復(fù)其性能。清潔過濾面的方法取決于過濾裝置的設(shè)計(jì)。例如筒式過濾器通常不被清潔而是更換。然而砂濾器或網(wǎng)式過濾器通常經(jīng)歷人工或自動(dòng)的反洗循環(huán)以除去積聚的污染物。對(duì)于膜式過濾器，根據(jù)其設(shè)計(jì)可以有相似的基于化學(xué)或非化學(xué)的清潔過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在第一示例性實(shí)施方案中，本公開涉及抑制微生物污塞的方法。該方法包括提供工業(yè)過程，其包含具有生物殺傷劑需求的水性液體，和具有給定孔隙度和選自反洗計(jì)數(shù)、真空計(jì)數(shù)、穿過第一過濾面的壓降、氧化還原電勢(shì)及其組合的運(yùn)行變量的第一過濾面。水性液體用生物殺傷劑處理。經(jīng)生物殺傷劑處理的水性液體的生物殺傷劑需求通過監(jiān)測(cè)第一過濾面的運(yùn)行變量中的至少一個(gè)來確定。提供經(jīng)生物殺傷劑處理的水性液體流并用第一過濾面過濾以產(chǎn)生最初返回工業(yè)過程的第二流。過濾和返回繼續(xù)進(jìn)行直至達(dá)到關(guān)于第一過濾面的穩(wěn)定狀態(tài)。然后確認(rèn)達(dá)到關(guān)于第一過濾面的穩(wěn)定狀態(tài)，由此經(jīng)生物殺傷劑處理的水性液體流從第一過濾面轉(zhuǎn)移至具有比第一過濾面更低的孔隙度的第二過濾面。然后轉(zhuǎn)移流用第二過濾面過濾以產(chǎn)生第三流，并且至少一部分第三流返回工業(yè)過程。
[0010]在第二示例性實(shí)施方案中，本公開涉及抑制微生物污塞的方法。該方法包括提供水冷卻系統(tǒng)，其包含具有生物殺傷劑需求的水性液體。水性液體用生物殺傷劑處理。至少一部分經(jīng)生物殺傷劑處理的水性液體轉(zhuǎn)移至具有給定孔隙度的第一過濾面，從而產(chǎn)生第一流。第一流用第一過濾面過濾，從而產(chǎn)生第二流。至少一部分第二流用比第一過濾面孔更少的第二過濾面過濾，從而產(chǎn)生第三流。經(jīng)生物殺傷劑處理的水性液體的生物殺傷劑需求通過監(jiān)測(cè)第二過濾面的至少一個(gè)運(yùn)行變量來確定，該至少一個(gè)運(yùn)行變量選自反洗計(jì)數(shù)、真空計(jì)數(shù)、穿過第二過濾面的壓降、氧化還原電勢(shì)及其組合。至少一部分流返回水冷卻系統(tǒng)。
[0011]在第三示例性實(shí)施方案中，本公開涉及提高配給至再循環(huán)型水冷卻系統(tǒng)的生物殺傷劑效率的自動(dòng)方法。該方法包括提供再循環(huán)型水冷卻系統(tǒng)，其包含具有生物殺傷劑需求的水性液體。將生物殺傷劑以一定計(jì)量速率配給至水性液體。至少一部分經(jīng)生物殺傷劑配給的水性液體被轉(zhuǎn)移至過濾環(huán)路，從而在水冷卻系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生具有一定過濾環(huán)路流量的過濾環(huán)路流。過濾環(huán)路流依序用至少一組的至少兩個(gè)過濾面過濾，從而產(chǎn)生濾液。至少兩個(gè)過濾面沿下游方向孔逐漸減少。至少一組的至少兩個(gè)過濾面各自具有選自反洗計(jì)數(shù)、真空計(jì)數(shù)、穿過各組的至少兩個(gè)過濾面的壓降、氧化還原電勢(shì)及其組合的運(yùn)行變量。經(jīng)生物殺傷劑處理的水性液體的生物殺傷劑需求通過監(jiān)測(cè)至少一組的至少兩個(gè)過濾面的運(yùn)行變量的至少一個(gè)來連續(xù)或間歇地確定。調(diào)節(jié)基于所確定的生物殺傷劑需求的工藝參數(shù)。工藝參數(shù)選自生物殺傷劑的計(jì)量速率、過濾環(huán)路流量、至少一組的至少兩個(gè)過濾面的量，及其組合。
【附圖說明】
[0012]本公開的優(yōu)勢(shì)將在審閱以下詳細(xì)說明和附圖之后對(duì)相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員變得更易明顯，其中:
[0013]圖1示出所公開方法的過濾方案的示例性實(shí)施方案；
[0014]圖2示出所公開方法的過濾方案的示例性實(shí)施方案；
[0015]圖3示出所公開方法的過濾方案和在過濾器元件內(nèi)的一組過濾面的示例性實(shí)施方案；
[0016]圖4示出所公開方法的過濾方案和在過濾器元件內(nèi)的一組過濾面的示例性實(shí)施方案；
[0017]圖5圖示了當(dāng)實(shí)踐所公開方法的實(shí)施方案時(shí)獲得的數(shù)據(jù)；
[0018]圖6圖示了當(dāng)實(shí)踐所公開方法的實(shí)施方案時(shí)獲得的數(shù)據(jù)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]雖然包括一般發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方案可以采取各種形式，但在附圖中示出且在下文將描述各種實(shí)施方案，并理解本公開僅被認(rèn)為是示例，而無意限于特定實(shí)施方案。
[0020]本公開一般涉及過濾技術(shù)，其用于減少或消除微生物污塞和/或提高配給至水性工業(yè)液體的生物殺傷劑效率。一種或更多種所公開過濾技術(shù)的應(yīng)用可以特別地用于水冷卻系統(tǒng)。
[0021]當(dāng)與本公開相關(guān)時(shí)，“污塞”和“污染”是指任何外來或不期望的有機(jī)或無機(jī)材料存在或沉積于含水的工業(yè)過程中或在含水工業(yè)過程內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)表面上。“微生物污塞”是指任何外來或不期望的微生物有機(jī)體存在或沉積于含水的工業(yè)過程中。
[0022]當(dāng)與本公開相關(guān)時(shí)，“水冷卻系統(tǒng)”是指使用含水液體(即水性液體)來冷卻至少一部分工業(yè)過程或封閉空間的系統(tǒng)。典型的水冷卻系統(tǒng)可以使用冷卻器、冷卻塔和空氣洗滌器的任何一個(gè)或組合，以將熱能從水轉(zhuǎn)移至另一物質(zhì)。
[0023]當(dāng)與本公開相關(guān)時(shí)，“流(stream) ”是指流動(dòng)液體。流的非限制性實(shí)例是流動(dòng)穿過管道的水性液體。
[0024]當(dāng)與本公開相關(guān)時(shí)，“穩(wěn)定狀態(tài)”一般是指盡管存在力圖改變變量的持續(xù)作用的因素，但所有狀態(tài)變量在統(tǒng)計(jì)上恒定(例如在設(shè)定點(diǎn)或期望值的90%置信區(qū)間內(nèi))的情形。對(duì)于本公開，狀態(tài)變量一般涉及過濾(例如過濾面的數(shù)目、穿過至少一個(gè)過濾面的壓降、穿過至少一個(gè)過濾面的流量/通量、每段時(shí)間反洗或