臭氧處理冷卻塔循環冷卻水原理及特點

１．敞開式循環冷卻水系統產生的問題
冷卻水在循環系統中不斷循環使用，由于水的蒸發以及外界灰塵大量進入水中，造成各種無機離子和有機物質的的富集，從而為細菌及微生物的生長提供了豐富的養料，而循環冷卻水的溫度及濕度又特別適于細菌及微生物的生長，微生物的代謝產物會造成嚴重的沉積物的附著、設備腐蝕和菌藻微生物的大量滋生，以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等問題 同時會滋生軍團菌等致命細菌，這些細菌會隨空氣四處飄散，對人的生命健康造成威脅。
國外對空調循環水處理非常重視，特別是致命的軍團菌問題及環保、節能等因素，而國內普遍不重視循環水的處理，認為可以使用價格低廉的氯制劑或毒性極大的有機殺生劑，對環保節能根本不予考慮。在實際使用中，由于細菌產生抗藥性速度非常快，加之循環水呈堿性，氯制劑及有機殺生劑的作用很小，不能有效殺滅細菌及病毒，同時還會帶來很大的毒性及腐蝕性，因而，歐美各發達國家均大力推廣使用環保型強力殺菌劑臭氧。
２．臭氧處理冷卻塔循環水原理
用臭氧處理循環冷卻水在國外始于７０年代末，當時，美國環保署發現使用氯消毒會產生多種致癌的氯化有機物，因而限制循環水使用氯消毒，這直接促進了臭氧在美國循環水處理中的的應用。臭氧作為水處理劑，具有操作簡單，殺菌能力強，排污量少，既能節水節能，又不用調節水的ｐＨ值，不存在二次污染等優點，對循環水的緩蝕、阻垢、殺生等方面均有良好的效果。
（１）臭氧阻垢：循環冷卻水系統中的水垢，是溶于水中的鹽類物質由于不斷蒸發濃縮而結晶析出形成水垢。一般認為，臭氧不具備分解水垢的能力，但ＤＯＥ（美國能源部）和ＮＡＳＡ（美國國家航空航天局）的研究表明，臭氧具有阻止水垢生成的能力，使用臭氧，水中的總溶解固體可達到１７００ｍｇ／ｌ，硬度可達到７２４ｍｇ／ｌ（以ＣａＣＯ３計）而不結垢，這是常用阻垢劑所不能比擬的。其原因可能是微量硝酸的生成及臭氧具有使碳酸鹽向重碳酸鹽方向移動的能力。
（２）臭氧防腐蝕：通常認為臭氧是一種強氧化劑，因而具有腐蝕性，但研究及應用表明，臭氧具有防腐蝕性，臭氧抑制腐蝕的機理與鉻酸鹽緩蝕劑的機理大致相似，主要原因是由于臭氧分解后產生的活潑的原子氧與亞鐵離子反應后，在陽極表面上形成一層含γ－Ｆｅ２０３的鈍化膜，對金屬具有良好的保護作用。ＮＡＳＡ的研究表明，使用臭氧后，循環冷卻系統中鋼鐵的腐蝕速度為標準要求的１／２～１／３。
（３）臭氧殺生：臭氧是最強的氧化型殺生劑，是公認的高效無污染殺生劑，在０．１ｐｐｍ的濃度下，即可有效殺滅病毒及細菌，并能有效地控制循環水中微生物的生長，減輕生物污垢及其引起的垢下腐蝕。同時，能氧化垢層基質中的有機物成分，使垢層失去粘結劑變松脫落，從而起到除垢的作用。
３．臭氧處理冷卻塔的優點
采用臭氧技術處理冷卻塔循環水，具有如下優點（美國經驗）：
Ａ．污水排放量減少５０%以上；
Ｂ．不需要化學藥劑，可完全滿足環保要求；
Ｃ．臭氧是最好的殺生劑，可以有效的殺滅細菌及病毒，包括軍團菌，去除生物粘泥、藻類、霉菌等；
Ｄ．使用臭氧可降低腐蝕速率５０%以上（包括鋼鐵和銅）；
Ｅ．由于臭氧能有效殺滅生物質，因而可以減少甚至清除冷凝器及換熱器上的污垢，則使用臭氧后，最高可節能１６%，壓縮機能力提高６%；
Ｆ．由于臭氧是現場制造，只使用電及空氣 可實現自動控制，不需要儲存和投加藥品，因而可節約操作及管理費用５０%以上；
Ｇ．投資可在６～１８個月內收回。
臭氧處理冷卻塔循環水技術在國外得到了廣泛的應用，我們在燕山石化影劇院空調循環水系統中使用了該技術，已成功運行了４年。
根據美國的調查，根據不同的操作水平，使用臭氧后，平均節能５%。如有３臺６５０冷噸的空調機組，每臺機組功耗約為６５０ｋｗ，按節電５%計算，每天節電７８０度，每月節電為２３４００度，節約藥劑費用３０００元以上，節約水費３０００元以上，每臺機組每月至少節約運行成本２萬元以上。
４．旁濾系統的應用
由于冷卻塔循環冷卻水實際上是在對大量的空氣進行清洗，水的濁度很高，影響設備傳熱及水的利用效率，故國外要求在系統上增加一個旁濾罐以保證水質的清潔，而國內的設計院由于對影響機組效率的因素以及是否節水不關心，因而在設計上幾乎無人采用旁濾罐，而實踐證明這一措施非常有效，我們在燕山石化影劇院空調循環水系統中使用了旁濾罐，效果非常明顯，水質清澈無垢。
５．使用方法
在循環水中使用臭氧非常簡單，只需將臭氧投加到集水池中即可，其濃度可通過ＯＲＰ臭氧濃度監控儀自動調節。

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