[发明专利]工业水系统的处理

说明书

技术领域

本发明涉及工业水系统中的水处理。更具体而言，本发明涉及在工业水系统中的水处理的控制。

背景技术

许多工业水系统、例如冷却塔、锅炉、造纸工艺的成形部分以及废物处理系统为了改进的能量效率、废物减少、财产保护而使用化学处理产品，并改进产品质量。典型的用于工业水系统的处理产品控制结垢、腐蚀、污垢、产生泡沫、产生气味和微生物生长。这些处理产品包括聚合物和其他材料，且对于工业水系统的特定类型领域的普通技术人员来说是已知的。

为了从引入到工业水系统的化学处理产品实现最佳的性能要求进料策略。例如，用于冷却塔的典型的工业水系统将采用控制系统，该控制系统可被建立而基于排放/供给(bleed/feed)机理进料处理产品，其中排污动作激发进料处理产品的化学品进料泵或阀；或作为代替，控制系统使用“进料计划”、基于定时器而进料处理产品，或位于补充水管线的流量计基于正在泵送的补充水的特定量来激发处理产品的泵送。这些控制方法的限制为，这些系统都没有直接在线测量处理产品浓度，所以如果存在机械问题，例如，如果泵失效、筒排空或发生高的、低的或未知的排污，系统体积发生变化，或补充水质量发生变化，则未保持正确的处理产品浓度。由于该问题很普遍，典型地，工业水系统或是过度进料以确保系统中的处理产品水平不会由于产品剂量的高变化性而下降太低，或是处理产品不知不觉地未充分进料。由于成本和性能缺陷，处理产品的过度进料或未充分进料都不是合意的。

应对这些不合意的缺陷的一个方法是通过共混添加剂共混物，其包 括以已知的相互间的比例共混的惰性荧光化学品和活性成分、将添加剂共混物加入到工业水系统、并使用荧光计监控惰性荧光化学品的荧光信号。典型的工业水系统可需求数种添加剂共混物，其将构成添加剂包。如本领域技术人员容易识别地那样，必须首先配制针对工业水系统的典型的添加剂共混物或添加剂包，然后在其运输和被最终使用者使用前共混并编制目录。由于工业水系统无穷可能的设计变化，可能有与工业水系统一样多的添加剂共混物和添加剂包。而且，工艺可显示动态变化，例如，进料到冷却塔的补充水组成中的变化，季节性的变动等，要求对共混物进行再配制以实现最佳性能。典型的工业水系统可要求这些添加剂共混物的数种适当地起作用，且可使用控制装置例如Technology或3DTechnology来将每种添加剂共混物适当地加料到工业水系统，所列举的装置的每种可获自于Nalco Company，1601West Diehl Road，Naperville，Illinois60563。这些添加剂共混物的全部可典型地使用数种普通原料的一种或多种来配制。

当共混(“制备(make-down或making-down)”)新的添加剂共混物或添加剂包时，添加剂共混物的生产商遇到了数个问题。首先，配制新的添加剂共混物和添加剂包的成本可能很贵。可能需要共混数个批次并进行测试以确定最佳添加剂比。不仅新的工业水系统要求完成配制，而且随着系统老化，配方很可能会需要调节。这样的配制和再配制要求大量的工时。

第二，未稀释地(at full strength)制备添加剂共混物和添加剂包可能是危险的。添加剂中的数种要求使用配方助剂，例如强酸或碱，以使活性成分溶解。当未稀释地共混的时候，添加剂可能释放热或烟。此外，由于共混物很可能在储存中放置很长的一段时间，因此共混物可能要求添加昂贵的卤素-或光-稳定的染料作为示踪剂。

用于共混和进料液体化学品的系统通常基于一种或多种传感器技术，例如负载传感器、液面传感器和体积测量设备，来测量分配的化学品的量。在一些情况下，将液体的特征测量值用于确定混合物浓度。例如，颁给O’Dougherty等人的美国专利号No.5522660公开了使用传导 率探针来监控去离子水与浓缩的化学品混合的浓度共混物。

进一步地，颁给Rowlands等人的美国专利申请公开号No.2009/0139545讨论使用快动电磁阀和控制算法来注射超浓缩化学品到水管来清洗交通工具。化学品进料量受控于电磁阀开/关时序。浓缩的化学品直接注入到导管并在使用点稀释，由此消除对于稀释步骤和混合槽的需求。

因此，存在有对于比现有技术更有效地传递用于工业水系统的添加剂的长期存在但未满足的要求。理想的是，服务提供者可通过将所需的原料运输给消费者并在消费者的场所实施可提供实时调节和剂量控制的共混，从而一并避免现场以外的配制和共混。更理想地，制备不会要求使用卤素-或光-稳定的染料。甚至更理想的是，原料可在最佳水平直接注射到工业水系统而无需制备。本发明满足了该长期存在但未满足的需求。