El 'ciclo del agua' de las torres de enfriamiento: ¿cómo reducir la descarga de aguas residuales y lograr la utilización eficiente de los recursos hídricos? ​

Las torres de enfriamiento juegan un papel crucial en la disipación de calor en la producción industrial y la operación de las instalaciones modernas. Sin embargo, los problemas del consumo de recursos hídricos y la descarga de aguas residuales durante su operación se han vuelto gradualmente prominentes. En la situación actual en la que los recursos hídricos globales son cada vez más ajustados y los requisitos de protección del medio ambiente se están volviendo cada vez más estrictos, explorar la ruta de optimización del sistema de circulación de agua de las torres de enfriamiento para lograr una utilización eficiente de los recursos del agua y la reducción de las aguas residuales se ha convertido en una tendencia inevitable en el desarrollo de la industria.

Descripción general del sistema de circulación de agua de la torre de enfriamiento

El sistema de circulación de agua de las torres de enfriamiento se divide principalmente en dos tipos: abierto y cerrado. En un sistema de circulación de agua abierta, el agua y el aire entran en contacto directo para el intercambio de calor. El proceso de trabajo es el siguiente: el agua caliente fluye del equipo que debe enfriarse y ingresa a la parte superior de la torre de enfriamiento. Se distribuye uniformemente al dispositivo de distribución de agua a través del sistema de distribución de agua. En el dispositivo de distribución de agua, el agua se dispersa en gotas finas de agua o películas de agua y contactos completamente con el aire que fluye hacia arriba. El calor se transfiere al aire a través de la evaporación y la convección. Después de que la temperatura del agua cae, se recolecta en la piscina de recolección de agua en la parte inferior de la torre de enfriamiento y luego se transporta de regreso al equipo para reciclar por la bomba de agua. Sin embargo, este sistema tiene inconvenientes significativos. Como el agua se expone directamente al aire, la cantidad de pérdida de evaporación es grande. Al mismo tiempo, es propenso a la contaminación por el polvo, las impurezas y los microorganismos, lo que lleva al deterioro de la calidad del agua. Para mantener la calidad del agua, se requiere descarga frecuente de aguas residuales, lo que a su vez causa un gran desperdicio de recursos hídricos.

El sistema de circulación de agua cerrada evita efectivamente estos problemas. Tome la torre de enfriamiento cerrada común como ejemplo. El líquido del proceso a enfriar (como agua caliente, solución de agua-etilenglicol, etc.) circula en una bobina cerrada y no entra en contacto directo con el aire exterior y el agua de rociado. El sistema de agua en aerosol extrae agua del tanque de recolección de agua y lo rocía uniformemente sobre la superficie exterior de la bobina a través de las boquillas para formar una película de agua. Bajo la acción del ventilador, el aire externo fluye a través del área de la bobina. En este punto, el fluido de proceso caliente dentro de la bobina primero transfiere el calor al agua de pulverización a través de la pared del tubo (transferencia de calor sensible). Parte del agua de aerosol calentada absorbe el calor y se evapora en vapor de agua, eliminando una gran cantidad de calor latente, logrando así el enfriamiento del fluido dentro de la bobina. El agua de aerosol no evaporada vuelve a caer en el canal de recolección de agua para reciclar. Una pequeña cantidad de agua concentrada se descarga regularmente a través de la válvula de drenaje, mientras que la válvula de agua de maquillaje repone automáticamente el agua fresca para mantener la estabilidad de la calidad del agua y el nivel del agua. Los sistemas cerrados reducen significativamente la evaporación y la contaminación del agua, y mejoran en gran medida la eficiencia de la utilización de los recursos hídricos.

Estrategias para reducir la descarga de aguas residuales y mejorar la utilización de los recursos hídricos

1.Optimice la tecnología de tratamiento de agua

El tratamiento de estabilización de calidad del agua es un paso crucial. Al agregar estabilizadores de calidad del agua apropiados, como inhibidores de escala, inhibidores de la corrosión y biocidas y algaecidas, los problemas de escala, corrosión y crecimiento microbiano en el agua circulante pueden controlarse de manera efectiva. Los inhibidores de la escala pueden evitar que el calcio, el magnesio y otros iones en el agua formen sales insolubles, que se adhieren a la superficie de las tuberías y el equipo, reducen la eficiencia del intercambio de calor y, por lo tanto, disminuyen la descarga de aguas residuales causadas por la escala de limpieza. Los inhibidores de la corrosión pueden formar una película protectora en la superficie del metal, inhibir la corrosión del metal, extender la vida útil del equipo y reducir el consumo adicional de agua causado por el mantenimiento o el reemplazo de la corrosión del equipo. El bactericida y la algaecida pueden matar bacterias, algas y otros microorganismos en el agua circulante, evitar que el limo microbiano obstruya las tuberías y afecte la calidad del agua, y evite la descarga frecuente de aguas residuales debido a la deterioro de la calidad del agua.

Además, mediante la adopción de tecnologías de filtración avanzada, como la ultrafiltración y las tecnologías de filtración de membrana de ósmosis inversa, las pequeñas partículas, los coloides, la materia orgánica y algunos iones en el agua circulante pueden eliminarse de manera efectiva, mejorando aún más la calidad del agua, reduciendo el impacto de las impurezas en el sistema y reduciendo la reducción de la cantidad de costura descargada. Algunas empresas han introducido dispositivos de ultrafiltración en el sistema de agua circulante de la torre de enfriamiento, que puede eliminar las impurezas con un tamaño de partícula mayor de 0.01 micras del agua, reduciendo significativamente la turbidez del agua circulante. Esto reduce en gran medida la descarga de aguas residuales causadas por problemas de calidad del agua y mejora simultáneamente la tasa de reutilización del agua circulante.

2. Implementar control preciso de descarga de contaminación

El método tradicional de descarga de aguas residuales regulares a menudo carece de especificidad y descargará una gran cantidad de recursos hídricos, incluso cuando la calidad del agua sigue siendo buena. Con la ayuda de sensores de monitoreo de calidad del agua y sistemas de control automático, se puede lograr una descarga precisa de aguas residuales. Se lleva a cabo un monitoreo en tiempo real de indicadores clave como conductividad, valor de pH, dureza y turbidez del agua circulante. Cuando los parámetros de calidad del agua exceden el rango razonable establecido, el dispositivo de drenaje automático se activa para descargar una cantidad apropiada de agua concentrada y reponer el agua fresca, lo que garantiza que la calidad del agua siempre se mantenga dentro del rango operativo apropiado. Una gran empresa química ha instalado un sistema inteligente de monitoreo de calidad del agua y control de descarga de aguas residuales en el sistema de circulación de agua de la torre de enfriamiento. Controla con precisión el volumen de descarga de aguas residuales en función de los cambios en la conductividad. En comparación con la descarga regular de aguas residuales, el volumen de descarga de aguas residuales se ha reducido en más del 30%, y se ha ahorrado una gran cantidad de agua de maquillaje al mismo tiempo.

3. Realice el reciclaje y reutilización de las aguas residuales

Después de someterse a un tratamiento avanzado, las aguas residuales descargadas de la torre de enfriamiento pueden reutilizarse para fines no potables. Por ejemplo, las aguas residuales tratadas se pueden utilizar para el riego de la vegetación de la fábrica, el lavado de carreteras, el lavado del baño, etc. mediante la construcción de estaciones de tratamiento de aguas residuales dedicadas y la adopción de procesos como neutralización, sedimentación, filtración y desinfección, sustancias dañinas en las aguas residuales se pueden eliminar para cumplir con los estándares de reutilización correspondientes. En algunas áreas de escasez de agua, algunas centrales eléctricas usan las aguas residuales tratadas de las torres de enfriamiento para riego de plantas verdes dentro del área de fábrica. Esto no solo se da cuenta del reciclaje de los recursos hídricos, reduce el uso de recursos de agua dulce, sino que también reduce el costo del tratamiento de aguas residuales, logrando buenos beneficios económicos y ambientales.

4. Análisis de casos exitosos

UPM (China) Co., Ltd. ha logrado resultados notables en el tratamiento de las aguas residuales de papel y la reutilización del agua de maquillaje de la torre de enfriamiento. La compañía adopta un proceso de tratamiento de filtración de filtro de disco y esterilización y desinfección para las aguas residuales de papel de papel, asegurando que la calidad del agua tratada cumpla con los requisitos de calidad del agua para el agua de maquillaje de la torre de enfriamiento. Esta medida puede ahorrar entre 600 y 1,000 metros cúbicos de agua para el agua de maquillaje de la torre de enfriamiento todos los días, de 250,000 a 300,000 metros cúbicos de agua anualmente, y reducir el consumo de agua por unidad de producto en un 2,5%, reduciendo significativamente el consumo de agua transparente y la descarga de contaminantes de aguas residuales en las centrales eléctricas.

El sistema de torre de enfriamiento circulante invertido y construido por Nanjing Tianjia Environmental Technology Co., Ltd. también ha logrado resultados notables. Este sistema emplea la tecnología de control integrada de 'enfriamiento de aire + bomba de circulación'. El agua es transportada a la torre de enfriamiento mediante la bomba de circulación, y el flujo de agua se enfría por la fuerza por un ventilador de alta eficiencia. El agua enfriada se recicla a la unidad de prueba a través de una tubería de circuito cerrado, formando un modo de reciclaje de procesos completos. En comparación con el método tradicional de enfriamiento de escape directo, ahorra 28,700 metros cúbicos de agua anualmente, proporcionando un ejemplo de referencia para la transformación tecnológica que ahorra agua en el campo industrial.

La optimización del sistema de circulación de agua en las torres de enfriamiento es de gran importancia para reducir la descarga de aguas residuales y lograr una utilización eficiente de los recursos hídricos. Al adoptar tecnologías avanzadas de tratamiento de agua, medidas de control de descarga de contaminantes precisas, promover activamente el reciclaje y reutilización de aguas residuales, y aprovechar la experiencia práctica de empresas exitosas, varias industrias pueden reducir significativamente el consumo de agua y minimizar los impactos ambientales negativos al tiempo que garantiza la producción y la operación, avanzando hacia una dirección verde y sostenible. Esta no solo es una medida necesaria para abordar el desafío de la escasez de agua, sino también un camino clave para que las empresas cumplan con sus responsabilidades sociales y mejoren su propia competitividad, que es digna de una exploración profunda y una amplia promoción de toda la industria.