臭氧處理冷卻塔循環(huán)冷卻水原理及特點(diǎn)
１．敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生的問題
冷卻水在循環(huán)系統(tǒng)中不斷循環(huán)使用，由于水的蒸發(fā)以及外界灰塵大量進(jìn)入水中，造成各種無機(jī)離子和有機(jī)物質(zhì)的的富集，從而為細(xì)菌及微生物的生長提供了豐富的養(yǎng)料，而循環(huán)冷卻水的溫度及濕度又特別適于細(xì)菌及微生物的生長，微生物的代謝產(chǎn)物會(huì)造成嚴(yán)重的沉積物的附著、設(shè)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(shí)會(huì)滋生軍團(tuán)菌等致命細(xì)菌，這些細(xì)菌會(huì)隨空氣四處飄散，對人的生命健康造成威脅。
國外對空調(diào)循環(huán)水處理非常重視，特別是致命的軍團(tuán)菌問題及環(huán)保、節(jié)能等因素，而國內(nèi)普遍不重視循環(huán)水的處理，認(rèn)為可以使用價(jià)格低廉的氯制劑或毒性極大的有機(jī)殺生劑，對環(huán)保節(jié)能根本不予考慮。在實(shí)際使用中，由于細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性速度非常快，加之循環(huán)水呈堿性，氯制劑及有機(jī)殺生劑的作用很小，不能有效殺滅細(xì)菌及病毒，同時(shí)還會(huì)帶來很大的毒性及腐蝕性，因而，歐美各發(fā)達(dá)國家均大力推廣使用環(huán)保型強(qiáng)力殺菌劑臭氧。
２．臭氧處理冷卻塔循環(huán)水原理
用臭氧處理循環(huán)冷卻水在國外始于７０年代末，當(dāng)時(shí)，美國環(huán)保署發(fā)現(xiàn)使用氯消毒會(huì)產(chǎn)生多種致癌的氯化有機(jī)物，因而限制循環(huán)水使用氯消毒，這直接促進(jìn)了臭氧在美國循環(huán)水處理中的的應(yīng)用。臭氧作為水處理劑，具有操作簡單，殺菌能力強(qiáng)，排污量少，既能節(jié)水節(jié)能，又不用調(diào)節(jié)水的ｐＨ值，不存在二次污染等優(yōu)點(diǎn)，對循環(huán)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(huán)冷卻水系統(tǒng)中的水垢，是溶于水中的鹽類物質(zhì)由于不斷蒸發(fā)濃縮而結(jié)晶析出形成水垢。一般認(rèn)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?cè)芙夤腆w可達(dá)到１７００ｍｇ／ｌ，硬度可達(dá)到７２４ｍｇ／ｌ（以ＣａＣＯ３計(jì)）而不結(jié)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(dòng)的能力。
（２）臭氧防腐蝕：通常認(rèn)為臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，因而具有腐蝕性，但研究及應(yīng)用表明，臭氧具有防腐蝕性，臭氧抑制腐蝕的機(jī)理與鉻酸鹽緩蝕劑的機(jī)理大致相似，主要原因是由于臭氧分解后產(chǎn)生的活潑的原子氧與亞鐵離子反應(yīng)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(hù)作用。ＮＡＳＡ的研究表明，使用臭氧后，循環(huán)冷卻系統(tǒng)中鋼鐵的腐蝕速度為標(biāo)準(zhǔn)要求的１／２～１／３。
（３）臭氧殺生：臭氧是最強(qiáng)的氧化型殺生劑，是公認(rèn)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(xì)菌，并能有效地控制循環(huán)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(shí)，能氧化垢層基質(zhì)中的有機(jī)物成分，使垢層失去粘結(jié)劑變松脫落，從而起到除垢的作用。
３．臭氧處理冷卻塔的優(yōu)點(diǎn)
采用臭氧技術(shù)處理冷卻塔循環(huán)水，具有如下優(yōu)點(diǎn)（美國經(jīng)驗(yàn)）：
Ａ．污水排放量減少５０%以上；
Ｂ．不需要化學(xué)藥劑，可完全滿足環(huán)保要求；
Ｃ．臭氧是最好的殺生劑，可以有效的殺滅細(xì)菌及病毒，包括軍團(tuán)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(zhì)，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(jié)能１６%，壓縮機(jī)能力提高６%；
Ｆ．由于臭氧是現(xiàn)場制造，只使用電及空氣 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，不需要儲(chǔ)存和投加藥品，因而可節(jié)約操作及管理費(fèi)用５０%以上；
Ｇ．投資可在６～１８個(gè)月內(nèi)收回。
臭氧處理冷卻塔循環(huán)水技術(shù)在國外得到了廣泛的應(yīng)用，我們在燕山石化影劇院空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)中使用了該技術(shù)，已成功運(yùn)行了４年。
根據(jù)美國的調(diào)查，根據(jù)不同的操作水平，使用臭氧后，平均節(jié)能５%。如有３臺(tái)６５０冷噸的空調(diào)機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組功耗約為６５０ｋｗ，按節(jié)電５%計(jì)算，每天節(jié)電７８０度，每月節(jié)電為２３４００度，節(jié)約藥劑費(fèi)用３０００元以上，節(jié)約水費(fèi)３０００元以上，每臺(tái)機(jī)組每月至少節(jié)約運(yùn)行成本２萬元以上。
４．旁濾系統(tǒng)的應(yīng)用
由于冷卻塔循環(huán)冷卻水實(shí)際上是在對大量的空氣進(jìn)行清洗，水的濁度很高，影響設(shè)備傳熱及水的利用效率，故國外要求在系統(tǒng)上增加一個(gè)旁濾罐以保證水質(zhì)的清潔，而國內(nèi)的設(shè)計(jì)院由于對影響機(jī)組效率的因素以及是否節(jié)水不關(guān)心，因而在設(shè)計(jì)上幾乎無人采用旁濾罐，而實(shí)踐證明這一措施非常有效，我們在燕山石化影劇院空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)中使用了旁濾罐，效果非常明顯，水質(zhì)清澈無垢。
５．使用方法
在循環(huán)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(jiān)控儀自動(dòng)調(diào)節(jié)。