循环冷却水在使用之後,水中的Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等离子,溶解固体和悬浮物相应增加,空气中污染 物如灰尘、杂物、可溶性气体以及换热器物料泄露等,均可进入循环冷却水,使循环冷却水系统中的设备和管道 腐蚀、结垢,造成换热器传热效率降低,过水断面减少,甚至使设备管道腐蚀穿孔。
循环冷却水系统中结垢、腐蚀和微生物繁殖是相互关联的,污垢和微生物粘泥可以引起垢下腐蚀,而腐蚀产 品又形成污垢,要解决循环冷却水系统中的这些问题,必须进行综合治理。
采用水质稳定技术,用物理与化学处理相结合的办法控制和改善水质,使循环冷却水系统中的腐蚀、结垢、 生物污垢得到有效的解决,从而取得节水、节能的良好效益。臭氧产品已在国内电子、电力、饮料、制药行业广 泛应用,质量达到国外同行业90年代水平。投入产出比的可比效益为:1:2-1:10以上,节约能源,提高设备使 用效率,延长设备的使用寿命和运行的安全性,减少环境污染。
臭氧可以作为唯一的处理药剂来替代其它的处理冷却水处理剂,它能阻垢、缓蚀、杀菌、能使冷却水系统在 高浓缩倍数甚至在零排污下运行,从而节水节能,保护水资源;同时,臭氧冷却水处理不存在任何环境污染。国 外应用臭氧进行循环水处理已经取得了成功,而我国在这个领域却是空白。
二、臭氧的应用
值得特别指出的是,近年来臭氧对水的处理又拓宽到一个新的领域-臭氧处理冷却水。据文献报导,美国七十 年代末期已开始这方面的探索和研究。1990年10月第51届国际水会议上,美国全国水处理公司(National Water Management Corporation)的A、poryor做了一个"臭氧冷却水处理的特点与经济性"的报告,介绍了该公司在最 近三年的时间里,用臭氧成功地处理了130座冷却塔,受到热烈的欢迎。认为,臭氧可以作为唯一的处理药剂来替 代其它的处理冷却水处理剂,它能阻垢、缓蚀、杀菌、能使冷却水系统在高浓缩倍数甚至在零排污下运行,从而 节水节能,保护水资源;同时,臭氧冷却水处理不存在任何环境污染。90年3月,在美国辛辛那提召开的"全美腐 蚀工程学会年会(NACE)上,讨论臭氧冷却水处理的论文就有七篇,几乎占了冷却水处理论文的一半。
单一用臭氧冷却水处理起源於美国电力研究所(EPRI)、喷气推进实验室(IPL)、美国宇航局(NASA)和国 际商用机器公司,NASA并由此获得专利(USP、4127、786)。 NASA在佛罗里达州肯尼迪宇航中心(KSC)进行的臭氧冷却水处理,从1984年7月20日一直进行到1985年9月 19日,共14个月,条件及结果如下: 表3-1 KSC补充水质情况
项目 |
平均值 |
PH |
7.8--8.4 |
电导(微欧姆/厘米) |
650--750 |
P--碱度(PPM) |
0--6 |
M--碱度(PPM) |
40--70 |
钙硬(PPM) |
60--90 |
总硬(PPM) |
100--130 |
氯化物(PPM,以Cl计) |
180--220 |
在开始停药、置换水、并通入臭氧後三周,细菌总数从1×104-6×107降至2.0-3.0×102 ,塔壁粘泥从绿色 变灰色并开始脱落。系统水浊度於3-4周内从30-60NTU逐步降至5-10NTU,水质变清,塔池底部聚积数英寸的松垢 和粘泥。
使用臭氧後逐渐减少排污,将浓缩倍数由4-4.5提高到6.5-8.0,总硬度为650-850PPM(以CaCO3计),电 导达4000微欧姆/厘米,和Langelier指数2-2.5的情况下非常良好的运行了14个月。这期间用电化学腐蚀仪及挂 片监测水系统碳钢的腐蚀速率,结果为3-5mpy。14个月後停车打开冷凝器检查,发现管壁几乎无垢,有一个未经 清洗的旧冷凝器旧垢也脱落了。系统中细菌一直在2.0-3.0×102 之间。因此KSC认为在高温高湿条件下,单用臭 氧处理冷却水,既能杀菌,又能缓蚀和阻垢,并能使水质变清。