Der „Wasserkreislauf“ von Kühltürmen: Wie kann die Abwasserentsorgung reduziert und eine effiziente Nutzung der Wasserressourcen erreicht werden? ​

Kühltürme spielen eine entscheidende Rolle bei der Wärmeableitung in der industriellen Produktion und dem Betrieb moderner Anlagen. Allerdings sind die Probleme des Wasserressourcenverbrauchs und der Abwasserentsorgung während des Betriebs allmählich in den Vordergrund gerückt. Angesichts der aktuellen Situation, in der die weltweiten Wasserressourcen immer knapper werden und die Umweltschutzanforderungen immer strenger werden, ist die Erforschung des Optimierungspfads des Wasserzirkulationssystems von Kühltürmen zur effizienten Nutzung der Wasserressourcen und zur Reduzierung des Abwassers zu einem unvermeidlichen Trend in der Entwicklung der Branche geworden.

Überblick über das Wasserzirkulationssystem des Kühlturms

Das Wasserkreislaufsystem von Kühltürmen wird hauptsächlich in zwei Typen unterteilt: offener Kühlturm und geschlossener Kühlturm. In einem offenen Wasserkreislaufsystem kommen Wasser und Luft zum Wärmeaustausch in direkten Kontakt. Der Arbeitsprozess ist wie folgt: Heißes Wasser fließt aus den zu kühlenden Geräten heraus und gelangt oben in den Kühlturm. Über das Wasserverteilungssystem wird es gleichmäßig an das Wasserverteilungsgerät verteilt. In der Wasserverteilungseinrichtung wird das Wasser in feine Wassertröpfchen oder Wasserfilme verteilt und gelangt vollständig in Kontakt mit der nach oben strömenden Luft. Durch Verdunstung und Konvektion wird Wärme an die Luft abgegeben. Nachdem die Wassertemperatur gesunken ist, wird es im Wassersammelbecken am Boden des Kühlturms gesammelt und dann zur Wiederverwertung durch die Wasserpumpe zurück zur Anlage transportiert. Dieses System weist jedoch erhebliche Nachteile auf. Da Wasser direkt der Luft ausgesetzt ist, ist der Verdunstungsverlust groß. Gleichzeitig ist es anfällig für Verunreinigungen durch Staub, Verunreinigungen und Mikroorganismen, was zu einer Verschlechterung der Wasserqualität führt. Um die Wasserqualität aufrechtzuerhalten, ist eine häufige Abwasserentsorgung erforderlich, was wiederum zu einer großen Verschwendung von Wasserressourcen führt.

Das geschlossene Wasserkreislaufsystem vermeidet diese Probleme wirksam. Nehmen Sie das Gemeinsame geschlossener Kühlturm . Beispiel: Die zu kühlende Prozessflüssigkeit (z. B. Heißwasser, Wasser-Ethylenglykol-Lösung usw.) zirkuliert in einer geschlossenen Spule und kommt nicht in direkten Kontakt mit der Außenluft und dem Sprühwasser. Das Sprühwassersystem saugt Wasser aus dem Wassersammeltank an und sprüht es durch Düsen gleichmäßig auf die Außenfläche der Spule, sodass ein Wasserfilm entsteht. Unter der Wirkung des Ventilators strömt Außenluft durch den Spulenbereich. Zu diesem Zeitpunkt überträgt die heiße Prozessflüssigkeit im Inneren der Spule zunächst Wärme durch die Rohrwand auf das Sprühwasser (fühlbare Wärmeübertragung). Ein Teil des erhitzten Sprühwassers absorbiert Wärme und verdampft zu Wasserdampf, wodurch eine große Menge latenter Wärme entzogen wird, wodurch die Flüssigkeit im Inneren der Spule gekühlt wird. Das unverdampfte Spritzwasser fällt zur Wiederverwertung zurück in die Wasserauffangwanne. Über das Ablassventil wird regelmäßig eine kleine Menge konzentriertes Wasser abgelassen, während das Zusatzwasserventil automatisch Frischwasser nachfüllt, um die Stabilität der Wasserqualität und des Wasserstands aufrechtzuerhalten. Geschlossene Systeme reduzieren die Wasserverdunstung und -verschmutzung erheblich und verbessern die Effizienz der Wasserressourcennutzung erheblich.

Strategien zur Reduzierung der Abwassereinleitung und zur Verbesserung der Wasserressourcennutzung

1.Optimieren Sie die Wasseraufbereitungstechnologie

Die Behandlung zur Stabilisierung der Wasserqualität ist ein entscheidender Schritt. Durch die Zugabe geeigneter Wasserqualitätsstabilisatoren wie Kalkinhibitoren, Korrosionsinhibitoren sowie Bioziden und Algiziden können die Probleme von Kalkablagerungen, Korrosion und mikrobiellem Wachstum im zirkulierenden Wasser wirksam kontrolliert werden. Kalkinhibitoren können verhindern, dass Kalzium, Magnesium und andere Ionen im Wasser unlösliche Salze bilden, die an der Oberfläche von Rohren und Geräten haften, die Effizienz des Wärmeaustauschs verringern und dadurch die durch Reinigungsablagerungen verursachte Abwasserentsorgung verringern. Korrosionsinhibitoren können einen Schutzfilm auf der Metalloberfläche bilden, Metallkorrosion hemmen, die Lebensdauer von Geräten verlängern und den zusätzlichen Wasserverbrauch reduzieren, der durch die Wartung oder den Austausch von Geräten aufgrund von Korrosion entsteht. Das Bakterizid und Algizid können Bakterien, Algen und andere Mikroorganismen im zirkulierenden Wasser abtöten, verhindern, dass mikrobieller Schleim Rohre verstopft und die Wasserqualität beeinträchtigt, und verhindern, dass häufig Abwasser aufgrund einer Verschlechterung der Wasserqualität eingeleitet wird.

Darüber hinaus können durch den Einsatz fortschrittlicher Filtrationstechnologien wie Ultrafiltration und Umkehrosmose-Membranfiltrationstechnologien winzige Partikel, Kolloide, organische Stoffe und einige Ionen im zirkulierenden Wasser effektiv entfernt werden, was die Wasserqualität weiter verbessert, die Auswirkungen von Verunreinigungen auf das System verringert und dadurch die Menge des eingeleiteten Abwassers verringert. Einige Unternehmen haben Ultrafiltrationsgeräte in das Umlaufwassersystem des Kühlturms eingebaut, die Verunreinigungen mit einer Partikelgröße von mehr als 0,01 Mikrometer aus dem Wasser entfernen und so die Trübung des Umlaufwassers deutlich reduzieren können. Dadurch wird die Einleitung von Abwasser aufgrund von Wasserqualitätsproblemen erheblich reduziert und gleichzeitig die Wiederverwendungsrate des zirkulierenden Wassers verbessert.

2. Implementieren Sie eine präzise Kontrolle der Schadstoffemissionen

Der traditionellen Methode der regulären Abwasserentsorgung mangelt es oft an Spezifität und sie entlädt große Mengen an Wasserressourcen, selbst wenn die Wasserqualität noch gut ist. Mit Hilfe von Sensoren zur Überwachung der Wasserqualität und automatischen Steuerungssystemen kann eine präzise Abwasserableitung erreicht werden. Es erfolgt eine Echtzeitüberwachung wichtiger Indikatoren wie Leitfähigkeit, pH-Wert, Härte und Trübung des zirkulierenden Wassers. Wenn die Wasserqualitätsparameter den eingestellten angemessenen Bereich überschreiten, wird die automatische Entleerungsvorrichtung aktiviert, um eine entsprechende Menge konzentriertes Wasser abzulassen und Frischwasser aufzufüllen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Wasserqualität immer innerhalb des geeigneten Betriebsbereichs gehalten wird. Ein großes Chemieunternehmen hat im Wasserkreislaufsystem des Kühlturms ein intelligentes System zur Überwachung der Wasserqualität und zur Steuerung der Abwasserableitung installiert. Es steuert die Abwasserabflussmenge präzise anhand der Leitfähigkeitsänderungen. Gegenüber der bisherigen regulären Abwassereinleitung konnte die Abwassereinleitungsmenge um mehr als 30 % reduziert und gleichzeitig eine große Menge Nachspeisewasser eingespart werden.

3. Führen Sie das Recycling und die Wiederverwendung von Abwasser durch

Nach einer fortgeschrittenen Behandlung kann das aus dem Kühlturm abgeleitete Abwasser für nicht trinkbare Zwecke wiederverwendet werden. Das aufbereitete Abwasser kann beispielsweise zur Bewässerung des Fabrikgeländes, zum Waschen von Straßen, zum Spülen von Toiletten usw. verwendet werden. Durch den Bau spezieller Abwasseraufbereitungsstationen und die Einführung von Verfahren wie Neutralisation, Sedimentation, Filtration und Desinfektion können Schadstoffe im Abwasser entfernt werden, um die entsprechenden Wiederverwendungsstandards zu erfüllen. In einigen wasserarmen Gebieten nutzen einige Kraftwerke das gereinigte Abwasser aus Kühltürmen zur Bewässerung von Grünpflanzen im Fabrikgelände. Dadurch wird nicht nur das Recycling von Wasserressourcen realisiert, die Nutzung von Frischwasserressourcen reduziert, sondern auch die Kosten für die Abwasserbehandlung gesenkt, was zu guten wirtschaftlichen und ökologischen Vorteilen führt.

4. Analyse erfolgreicher Fälle

Zhejiang Aoshuai Refrigeration Co., LTD  hat bemerkenswerte Ergebnisse bei der Behandlung von Abwasser aus der Papierherstellung und der Wiederverwendung von Kühlturm-Zusatzwasser erzielt. Das Unternehmen wendet einen Aufbereitungsprozess mit Scheibenfilterfiltration sowie Sterilisation und Desinfektion für Papierherstellungsabwasser an und stellt so sicher, dass die Qualität des aufbereiteten Wassers den Wasserqualitätsanforderungen für Kühlturm-Zusatzwasser entspricht. Durch diese Maßnahme können täglich 600 bis 1.000 Kubikmeter Wasser für Kühlturmnachspeisewasser, jährlich 250.000 bis 300.000 Kubikmeter Wasser eingespart und der Wasserverbrauch pro Produkteinheit um 2,5 % gesenkt werden, wodurch der Verbrauch an klarem Wasser und die Einleitung von Abwasserschadstoffen in Kraftwerken deutlich gesenkt werden. Auch  Zhejiang Aoshuai Refrigeration Co., LTD  hat bemerkenswerte Ergebnisse erzielt. Dieses System nutzt die integrierte Steuerungstechnik „Luftkühlung + Umwälzpumpe“. Das Wasser wird zum Kühlturm transportiert Umwälzpumpe , und der Wasserfluss wird durch einen Hochleistungsventilator zwangsgekühlt. Das abgekühlte Wasser wird dann über eine geschlossene Rohrleitung zur Testeinheit zurückgeführt, wodurch ein vollständiger Recyclingmodus entsteht. Im Vergleich zur herkömmlichen Methode der direkten Abluftkühlung werden jährlich 28.700 Kubikmeter Wasser eingespart, was ein Referenzbeispiel für den wassersparenden technologischen Wandel im industriellen Bereich darstellt.

Die Optimierung des Wasserkreislaufsystems in Kühltürmen ist von großer Bedeutung für die Reduzierung des Abwassereintrags und eine effiziente Nutzung der Wasserressourcen. Durch den Einsatz fortschrittlicher Wasseraufbereitungstechnologien, präziser Maßnahmen zur Kontrolle der Schadstoffemissionen, die aktive Förderung des Abwasserrecyclings und der Wiederverwendung sowie durch die Nutzung der praktischen Erfahrungen erfolgreicher Unternehmen können verschiedene Branchen den Wasserverbrauch erheblich senken und negative Auswirkungen auf die Umwelt minimieren und gleichzeitig Produktion und Betrieb sicherstellen und sich in eine grüne und nachhaltige Richtung bewegen. Dies ist nicht nur eine notwendige Maßnahme zur Bewältigung der Herausforderung der Wasserknappheit, sondern auch ein wichtiger Weg für Unternehmen, ihrer sozialen Verantwortung nachzukommen und ihre eigene Wettbewerbsfähigkeit zu steigern, was einer eingehenden Untersuchung und umfassenden Förderung durch die gesamte Branche würdig ist.