预防是解决危机的最好方法——数字化循环水智能预防处理

• 型创科技 / 王海滔 应用工程师
• (转载自繁体版ACMT电子技术月刊No.092)

行业痛点

在工业生产过程中，水质问题是一个不可忽视的重要环节。由于水中灰尘、细菌、微生物、水中钙、镁、铁、铜等各种离子的长时间积聚，不可避免地在循环水路中形成污垢、管道锈蚀、以及藻类滋生等危害。不仅会影响生产效率和产品质量，还可能对设备造成损害，甚至威胁到操作人员的健康：

灰尘（如图1）

• 设备磨损：长期积累的灰尘会加速设备的磨损，缩短设备的使用寿命，增加维护成本。
• 堵塞问题：灰尘可能导致管道、阀门和其他流动系统的堵塞，影响流体的正常流动。
• 散热障碍：灰尘覆盖在散热器或冷却系统上，会导致散热效率下降，进而影响设备性能。

细菌与微生物（如图2）

• 腐蚀问题：某些细菌和微生物能产生腐蚀性物质，如硫酸盐还原菌产生的硫化氢，会腐蚀金属管道和设备。
• 生物膜形成：微生物在水系统中繁殖形成生物膜，导致传热效率降低，增加能耗。
• 健康风险：特定条件下，某些微生物可能产生对人体有害的物质，如军团菌，存在健康隐患。

钙、镁（硬度）（如图3）

• 结垢现象：高硬度水在使用过程中会析出碳酸钙和碳酸镁沉淀，形成水垢，堵塞管道，影响热交换效率。
• 设备损坏：水垢的累积可能导致锅炉、热交换器等关键设备的局部过热，甚至引发安全事故。
• 清洗困难：去除水垢通常需要使用化学清洗剂，这不仅增加了运营成本，还可能对环境造成污染。

传统处理方法

传统的解决办法需定时、定期加药，费时费钱，停工停产，且不能根本解决问题。主要存在几个方面原因：

• 传统的污水处理方法通常采用自然沉淀、过滤、生物降解等工艺，这些方法的处理效率相对较低，影响整体生产效率。
• 往往等到出现故障与问题，相关人员才采取措施，一处处排查问题所在，再进行清理。没有快速便捷的方法，耽误生产进度，费时费力。
• 定时定期加药，所间隔时间无从参考，无有效手段判断是否需要加药。
• 水质的判断存在误区，过度关心水箱的洁净度，但是水质的污染除了外界进入，更多是来源生产中的模具、管道等。如没有定期清洁模具与管道，还会反向污染水箱。
• 多数情况下通过肉眼无法判断水质实际情况，尤其是细菌、微生物、金属离子等，因此在药物的种类选择、添加剂量等方面容易造成浪费。如图4合格的工业生产水质存在许多检验指标，需要专业且深入的检测手段。
• 在生物处理阶段，会产生大量的剩余污泥。这些污泥的处理和处置成为了一个棘手的问题，不仅增加了处理成本，还可能对环境造成二次污染。

数字化循环水智能预防处理

智能化在循环水方法主要在自动化控制和远程监控上。循环水智能预防处理能帮助及时监控实时水质，自动投放药剂，减少人工巡检的频率和成本。一个理想的循环水系统应该由水质检测传感器、中央数据处理器、自动加药和免清洗过滤组成，可直接接入至现有循环冷却水管路系统中。

中央数据处理

中央数据处理会通过对水质多项数据实时监控、实时分析，多通道计算对比，全自动精准设置添加的药剂用量，分散污垢离子确保未来30~50年不生锈，不结水垢，从而达到水质动态平衡。

远程数据中心

远程数据中心可以实时显示水质各指标含量参数及状态，实时维持水质的酸碱度、电导率、钙离子、余氯、清浊度处于合格标准内。历史存储数据可以导出及分析。

图4：水塔水送检报告

免清洗过滤

采用多段式创新设计的沉淀过滤槽，将水中比重较大的污垢沉底，经电动阀门控制定时排出。漂浮污垢则从顶部排污口自动定时排出，过滤处理后的水再循环使用，减少排水量。

过滤器

需要独立配备过滤器，滤网无需人工清洗，不会堵塞，实现无人清洗。

总结

预防大于治理，一旦水垢产生，将会造成不必要的清洁与反覆污染。无论从节能减排，还是从避免停工停产、缩短冷却成型周期、延长设备寿命的角度，循环水的保障都是至关重要的。（图5、图6）

图5：有或无循环水处理的差异