本發明屬于工業循環水處理，具體涉及一種智能化的工業循環水處理系統及方法。

背景技術：

1、工業循環水由于用于生產過程降溫的要求，熱交換過程會使工業循環水被濃縮，一般濃縮到3-5倍時，就會在冷卻系統的管道或冷卻板產生結垢，從而導致熱交換功能降低，并對生產系統造成影響，因此必須每天排放一定量的循環濃縮水來防止結垢，這就導致企業每天需要排掉大量的工業循環水，而同時需要補充同樣的水量，保證循環系統的正常運行，從而導致水資源浪費。

2、目前傳統的循環水防垢、防腐、殺菌、滅藻普遍采用投加化學藥劑的處理方式，冷卻循環水需要大量的排污，來維持循環水中的總鹽量的平衡，滿足防垢、防腐的要求；所投加的藥劑，都是含磷的高分子有機藥劑，隨排污排出，污染水資源，易造成水資源的富營養化，近年來，各工業企業已經對較高溫度的余熱進行了回收利用，但對低溫余熱，尤其是溫度低于100℃的余熱不夠重視。這些余熱雖然品位很低，但數量巨大，占工業企業余熱總量的80％左右，而循環水的熱量又占到低品位熱源總熱量的80％以上，這一部分熱量因為沒有有效的回收利用辦法，只能釋放到空氣中，導致能源的浪費。

技術實現思路

1、本發明提供了一種智能化的工業循環水處理系統及方法，以解決現有循環水需要投加含磷藥劑、循環水低溫余熱無法回收和循環水污水排放量大等問題。

2、為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

3、第一方面，本發明提供一種智能化的工業循環水處理系統，包括粗濾過濾器、吸附裝置、熱電轉換模塊、電化學電解池、精密過濾器、反滲透裝置、電滲析裝置、水池、壓濾設備和結晶除鹽裝置；所述粗濾過濾器上設置有第一進水口、第二進水口、第一出水口和第二出水口；所述第一出水口和水池連接；所述第二出水口和吸附裝置連接；所述吸附裝置和熱電轉換模塊連接；所述熱電轉換模塊和電化學電解池連接；所述電化學電解池分別與精密過濾器和壓濾設備連接；所述精密過濾器和反滲透裝置連接；所述精密過濾器通過第二進水口和粗濾過濾器連接；所述反滲透裝置和電滲析裝置連接；所述電滲析裝置和結晶除鹽裝置連接。

4、優選的，還包括工業循環水塔池；所述工業循環水塔池分別與反滲透裝置和電滲析裝置連接。

5、優選的，還包括dcs集控系統；所述粗濾過濾器、吸附裝置、熱電轉換模塊、電化學電解池、精密過濾器、反滲透裝置、電滲析裝置、水池、壓濾設備、工業循環水塔池和結晶除鹽裝置均與dcs集控系統電連接。

6、優選的，所述熱電轉換模塊包括蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥；所述吸附裝置和蒸發器連接；所述蒸發器和電化學電解池連接；所述蒸發器上設置有介質進口、介質出口、第三進水口和第三出水口；所述蒸發器通過第三進水口和吸附裝置連接；所述蒸發器通過第三出水口和電化學電解池連接；所述壓縮機通過介質出口和蒸發器連接；所述膨脹閥通過介質進口和蒸發器連接；所述壓縮機和膨脹閥均與冷凝器連接；其中所述蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥組成封閉管路；所述管路內設置有傳熱介質。

7、優選的，所述熱電轉換模塊還包括依次連接的熔鹽加熱器、高溫熔鹽儲罐、高溫熔鹽泵、熔鹽水換熱器、低溫熔鹽儲罐和低溫熔鹽泵；所述冷凝器上設置有熔鹽進口和熔鹽出口；所述熔鹽加熱器通過熔鹽出口和冷凝器連接；所述低溫熔鹽泵通過熔鹽進口和冷凝器連接。

8、優選的，所述熔鹽加熱器和變電站電連接；所述變電站和電網電連接。

9、優選的，所述熔鹽水換熱器和熱能發電用戶電連接。

10、第二方面，本發明提供一種智能化的工業循環水處理方法，包括：

11、工業循環水經粗濾過濾器過濾固態雜質和懸浮物，粗濾濃水排至水池，過濾后的粗濾產水經吸附裝置吸附去除有機物，將吸附裝置產水導入熱電轉換模塊，進行換熱處理，將熱電轉換模塊出水通入電化學電解池，直接電解后，在電解池中產生一定量的有機污染物和鹽份的混合絮狀體，電化學電解池產生的電解池排泥通過壓濾設備壓濾處理；將電化學電解池產水導入精密過濾器內進行精密過濾，精密過濾器濃水返回粗濾過濾器進行重復利用；精密過濾器產水導入反滲透裝置進行反滲透處理，獲得反滲透裝置濃水和反滲透裝置產水，其中反滲透裝置產水進入工業循環水塔池中進行回收利用，將反滲透裝置濃水導入電滲析裝置進行電滲析處理，獲得電滲析裝置濃水和電滲析裝置產水，其中電滲析裝置產水進入工業循環水塔池中進行回收利用；電滲析裝置濃水導入結晶除鹽裝置，水中的陰、陽離子通過結晶鹽的形式析出，將析出后的固態結晶打包外運。

12、優選的，所述將吸附裝置產水導入熱電轉換模塊，進行換熱處理的具體步驟為：將吸附裝置產水將熱量傳遞至蒸發器，蒸發器管路內傳熱介質在蒸發器中吸收低溫熱源的熱量并蒸發，隨后被壓縮機壓縮成高溫高壓氣體進入冷凝器釋放熱量，最后通過膨脹閥降壓后回到蒸發器；

13、低溫熔鹽泵將低溫熔鹽儲罐內低溫熔鹽輸送至冷凝器，與冷凝器中的高溫高壓氣體熱交換后加熱為中溫熔鹽，通過變電站對熔鹽加熱器內熔鹽進行二次加熱，加熱后熔鹽收集至高溫熔鹽儲罐，通過高溫熔鹽泵將高溫熔鹽通入熔鹽水換熱器中進行熱交換，熔鹽水換熱器將熱能發電用戶的低溫水加熱為蒸汽后做功發電，實現熱電轉化，熱交換后的高溫熔鹽再儲存至低溫熔鹽儲罐。

14、優選的，所述吸附裝置產水溫度為30℃~60℃；所述熱電轉換模塊出水溫度為10℃~40℃。

15、與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

16、本發明通過粗濾過濾器過濾工業循環水中的固態雜質和懸浮物；通過吸附裝置去除水中的有機物和部分無機物；通過熱電轉換模塊將工業循環水中的余熱進行利用，實現熱電轉換；通過電化學電解池通過電解反應去除水中的污染物；通過精密過濾器進一步過濾水中的細小顆粒和雜質；通過反滲透裝置去除水中的溶解鹽、細菌和重金屬等物質；通過電滲析裝置分離水中的離子，實現水質進一步凈化；通過結晶除鹽裝置去除水中的陰陽離子，使其以鹽的形式析出。

17、本發明實現了廢水的多次回收利用，減少了對外部水源的依賴，提升了水資源的綜合利用效率。同時本發明將低品位熱量進行富集，加熱熔鹽，實現熱量的回收再利用，提升了系統的整體能源利用率，降低了能源消耗，具有顯著的節能、環保及經濟效益。

技術特征：

1.一種智能化的工業循環水處理系統，其特征在于，包括粗濾過濾器（1）、吸附裝置（2）、熱電轉換模塊（3）、電化學電解池（4）、精密過濾器（5）、反滲透裝置（6）、電滲析裝置（7）、水池（8）、壓濾設備（9）和結晶除鹽裝置（11）；所述粗濾過濾器（1）上設置有第一進水口、第二進水口、第一出水口和第二出水口；所述第一出水口和水池（8）連接；所述第二出水口和吸附裝置（2）連接；所述吸附裝置（2）和熱電轉換模塊（3）連接；所述熱電轉換模塊（3）和電化學電解池（4）連接；所述電化學電解池（4）分別與精密過濾器（5）和壓濾設備（9）連接；所述精密過濾器（5）和反滲透裝置（6）連接；所述精密過濾器（5）通過第二進水口和粗濾過濾器（1）連接；所述反滲透裝置（6）和電滲析裝置（7）連接；所述電滲析裝置（7）和結晶除鹽裝置（11）連接。

2.根據權利要求1所述的一種智能化的工業循環水處理系統，其特征在于，還包括工業循環水塔池（10）；所述工業循環水塔池（10）分別與反滲透裝置（6）和電滲析裝置（7）連接。

3.根據權利要求2所述的一種智能化的工業循環水處理系統，其特征在于，還包括dcs集控系統（12）；所述粗濾過濾器（1）、吸附裝置（2）、熱電轉換模塊（3）、電化學電解池（4）、精密過濾器（5）、反滲透裝置（6）、電滲析裝置（7）、水池（8）、壓濾設備（9）、工業循環水塔池（10）和結晶除鹽裝置（11）均與dcs集控系統（12）電連接。

4.根據權利要求1所述的一種智能化的工業循環水處理系統，其特征在于，所述熱電轉換模塊（3）包括蒸發器（31）、壓縮機（32）、冷凝器（33）和膨脹閥（34）；所述吸附裝置（2）和蒸發器（31）連接；所述蒸發器（31）和電化學電解池（4）連接；所述蒸發器（31）上設置有介質進口、介質出口、第三進水口和第三出水口；所述蒸發器（31）通過第三進水口和吸附裝置（2）連接；所述蒸發器（31）通過第三出水口和電化學電解池（4）連接；所述壓縮機（32）通過介質出口和蒸發器（31）連接；所述膨脹閥（34）通過介質進口和蒸發器（31）連接；所述壓縮機（32）和膨脹閥（34）均與冷凝器（33）連接；其中所述蒸發器（31）、壓縮機（32）、冷凝器（33）和膨脹閥（34）組成封閉管路；所述管路內設置有傳熱介質。

5.根據權利要求4所述的一種智能化的工業循環水處理系統，其特征在于，所述熱電轉換模塊（3）還包括依次連接的熔鹽加熱器（35）、高溫熔鹽儲罐（36）、高溫熔鹽泵（37）、熔鹽水換熱器（38）、低溫熔鹽儲罐（39）和低溫熔鹽泵（310）；所述冷凝器（33）上設置有熔鹽進口和熔鹽出口；所述熔鹽加熱器（35）通過熔鹽出口和冷凝器（33）連接；所述低溫熔鹽泵（310）通過熔鹽進口和冷凝器（303）連接。

6.根據權利要求5所述的一種智能化的工業循環水處理系統，其特征在于，所述熔鹽加熱器（35）和變電站（311）電連接；所述變電站（311）和電網（312）電連接。

7.根據權利要求5所述的一種智能化的工業循環水處理系統，其特征在于，所述熔鹽水換熱器（38）和熱能發電用戶（313）電連接。

8.一種智能化的工業循環水處理方法，其特征在于，采用權利要求1~7任一項權利要求所述的系統，包括：

9.根據權利要求8所述的一種智能化的工業循環水處理方法，其特征在于，所述將吸附裝置產水（201）導入熱電轉換模塊（3），進行換熱處理的具體步驟為：將吸附裝置產水（201）將熱量傳遞至蒸發器（31），蒸發器（31）管路內傳熱介質在蒸發器（31）中吸收低溫熱源的熱量并蒸發，隨后被壓縮機（32）壓縮成高溫高壓氣體進入冷凝器（33）釋放熱量，最后通過膨脹閥（34）降壓后回到蒸發器（31）；

10.根據權利要求8所述的一種智能化的工業循環水處理方法，其特征在于，所述吸附裝置產水（201）溫度為30℃~60℃；所述熱電轉換模塊出水（301）溫度為10℃~40℃。

技術總結
本發明屬于工業循環水處理技術領域，具體涉及一種智能化的工業循環水處理系統及方法；包括粗濾過濾器、吸附裝置、熱電轉換模塊、電化學電解池、精密過濾器、反滲透裝置、電滲析裝置、水池、壓濾設備和結晶除鹽裝置；通過多級水處理步驟，包括粗濾、吸附、蒸發冷凝、精密過濾、反滲透和電滲析等，有效去除水中的固態雜質、有機物、鹽分等污染物，實現了廢水的多次回收利用，減少了對外部水源的依賴，提升了水資源的綜合利用效率；同時實現了工業循環水余熱的回收再利用，提升了系統的整體能源利用率，降低了能源消耗，具有顯著的節能、環保及經濟效益。

技術研發人員：常昊,張洪博,郝洪鐸,謝宙樺,孫軍峰,張瑞
受保護的技術使用者：西安熱工研究院有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28