一、 概述 
 

　　循環冷（lěng）卻水在使用之後，水中的Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等離子，溶解（jiě）固體和懸浮物相應增加，空氣中汙染物如灰塵、雜物、可溶性氣體以及（jí）換（huàn）熱器物料泄露（lù）等，均可（kě）進入循環（huán）冷卻水，使循環冷卻水係統中的設備和管道腐蝕、結垢，造成換熱器傳熱效率降低（dī），過水斷麵減少，甚至使設備管道腐蝕穿孔。 
 

 

　　循環冷卻水係統中結垢、腐蝕和微（wēi）生物繁殖是相互關聯的，汙垢和微生物粘泥可以引起垢下腐蝕（shí），而腐蝕產品又形成汙垢，要解（jiě）決循環冷卻水係統中的這（zhè）些問（wèn）題，必須進行綜合（hé）治理。 
 

　　采用水質穩定技術，用（yòng）物理與化學處理相結合的辦法控製和改（gǎi）善水質，使循環冷卻水係統中的腐蝕、結垢、生物汙垢得到有效的解決，從而取得節（jiē）水、節能的良好效益。臭氧產品已在國內電子、電力、飲料、製藥（yào）行業廣泛應（yīng）用，質量達到國外同行業90年代水平。投入產（chǎn）出比的可比效益為：1：2-1：10以上，節約能源，提高設備使（shǐ）用效率，延長設備的使用壽命和運行的安全性（xìng），減少環境汙（wū）染。 
 

　　臭氧可以作為的（de）處理（lǐ）藥劑來替代其它的（de）處理冷（lěng）卻水處理劑，它能阻垢、緩蝕、殺菌、能使（shǐ）冷卻（què）水係統在高濃縮倍數甚（shèn）至在零排汙下運行，從而節水節能，保護（hù）水資源；同時，臭氧冷卻（què）水處理不存在任何環境汙染。國外應用臭氧進行循環水處理已經取得了成功，而我國在這個（gè）領域卻是空白。
 

 

二、係統工藝 
 

　　循環（huán）水冷卻通常分為密閉式循環水（shuǐ）冷（lěng）卻係統和敞開式循環水冷卻係統。密閉式循環水冷卻係統中，水是密閉循環的，水的冷卻不與空氣直接接觸。敞開式循環水冷卻係統，水的冷卻需要與空氣直接接觸，根據水與空氣接觸方式的不同，可分為水（shuǐ）麵（miàn）冷卻、噴水冷卻池冷卻（què）和冷卻塔冷卻等。 
 

　　敞開式（shì）循環水冷卻係統可分為以下3類：
 

　　1.壓力回流式循環冷卻係統 
 

　　此種循環水係統一般水質不受汙染（rǎn），僅補（bǔ）充在（zài）循環使（shǐ）用過程中損失的少量水量。補充水可流入冷水池（chí），也可流入冷卻（què）構築物（wù）下部。冷水池也可設在冷卻塔下麵，與集水（shuǐ）池合並。 
 

　　　　　　　補充水→ 冷水池 → 循環泵房 
 

　　　　　　　　　　↑ 　　　　↓ 
 

　　　　　　　　　冷卻塔 ← 生產車間或冷卻設備 
 

　　　　　　　　　壓力回流（liú）式循環冷卻係統 
 

　 

 

　　2.重（chóng）力回流（liú）式循環水冷卻係（xì）統 

 

　　此係統中，冷卻塔（tǎ）的位置高於生產車間或製冷設備，經冷卻（què）塔冷卻的水，以（yǐ）重力流流入生產車間或製冷設備，進冷（lěng）卻塔的熱水由循環水泵提升。 重力回流式循環水冷卻係統 
 

 

　　3.需要經（jīng）處理的循（xún）環水冷卻係統 
 

 

需要經處理的循環水冷卻係統 
 

　　　　　　 

　　從（cóng）生（shēng）產車間或製冷設備出來的熱水需設置淨化或水質穩定處理（lǐ）構（gòu）築（zhù）物進行（háng）處理，處理後的熱水再流入熱水池，經熱水泵提升送入冷卻（què）塔冷卻。冷水泵再從冷水池抽水送入生（shēng）產（chǎn）車間或製冷設（shè）備。此係統水經二次提（tí）升，多數為壓力回流式。在有條件的情況下，也可布置成重力回流式，以減少麵積和設備，節省能耗。 
 

　　淨化或水質穩定處理構築物宜（yí）設在（zài）生產車間（或製冷設備）與熱水池之間，優點是：

（1）能冷卻熱量，降低水溫； 
 

（2）水溫高（gāo），有利於提高處理效果和節省藥劑； 
 

（3）避免後置設（shè）備和構築物的汙染。 
 

　　冷卻塔盡可能布置在高處，如屋頂、平台、泵房屋（wū）頂及水池上麵等（děng），並在周（zhōu）圍（wéi）無（wú）建築物阻擋。這樣，通風條件好，有利於（yú）提高水的冷卻效果。 
 

 

三、臭氧的應用 

 

　　值（zhí）得特別指出的是，近年來臭氧對水的處理又拓寬到（dào）一個新的領域-臭氧處理冷卻水。據文獻報導，美國七十年代末期已開始（shǐ）這方麵的探索和研究。1990年（nián）10月第51屆國際水會議上，美國（guó）全國水處理公司（National Water Management Corporation）的A、poryor做了一個（gè）"臭（chòu）氧冷（lěng）卻水（shuǐ）處理的特點與經濟（jì）性"的（de）報告，介紹了該公司在很近三年的時間裏，用臭氧成功地處理了130座冷卻塔，受到熱烈的歡迎。認為（wéi），臭氧可以作（zuò）為的處理藥劑來替（tì）代其（qí）它（tā）的處理冷卻水處理（lǐ）劑，它（tā）能阻（zǔ）垢、緩蝕、殺菌、能使冷卻水係統在高濃縮倍數甚至在零排汙下運行（háng），從（cóng）而（ér）節水（shuǐ）節（jiē）能，保護（hù）水（shuǐ）資源；同時，臭氧冷卻水處理不存在任何環境（jìng）汙染。90年3月（yuè），在美國辛（xīn）辛那提召開的"全美腐蝕工（gōng）程學（xué）會（huì）年會（NACE）上（shàng），討論臭氧冷卻水處理的論文就有七篇，幾乎占了冷卻水（shuǐ）處理論文的一半。 
 

　　單一用臭氧（yǎng）冷卻（què）水處理起源於美國電力研究所（EPRI）、噴氣推進實驗室（IPL）、美國宇航（háng）局（NASA）和國際商用機器公司，NASA並由此獲得 （USP、4127、786）。 
 

　　NASA在佛羅裏達州肯尼迪宇航中（zhōng）心（KSC）進行的臭氧冷卻水處理，從1984年7月20日一直進行到1985年9月19日，共14個（gè）月，條件及（jí）結果如下： 
 

　　表3-1 KSC補充（chōng）水質情況 
 

項目 平均值 
 

PH 7.8--8.4 
 

電（diàn）導（微（wēi）歐姆/厘米） 650--750 
 

P--堿度（dù）（PPM） 0--6 
 

M--堿度（PPM） 40--70 
 

鈣硬（yìng）（PPM） 60--90 
 

總（zǒng）硬（PPM） 100--130 
 

氯化物（wù）（PPM，以Cl計） 180--220 
 

 

　在開始停藥（yào）、置換水、並通入臭（chòu）氧後三周，細菌總數從1×104-6×107降（jiàng）至2.0-3.0×102 ，塔壁粘泥從綠色變灰色並開始脫落。係統水濁度於（yú）3-4周內從30-60NTU逐（zhú）步降至5-10NTU，水質變清，塔（tǎ）池底部聚積數英寸的鬆垢和粘（zhān）泥（ní）。 
 

　　使用臭氧後逐漸減少排汙（wū），將濃縮倍數由4-4.5提高到6.5-8.0，總硬度為650-50PPM（以CaCO3計），電導達（dá）4000微歐姆/厘米（mǐ），和Langelier指數2-2.5的情況（kuàng）下非（fēi）常良好（hǎo）的運行（háng）了14個月。這期間用電化學腐蝕（shí）儀（yí）及掛片監測水係統碳鋼的腐蝕速率，結果為（wéi）3-5mpy。4個月後停車打開冷凝器檢查（chá），發（fā）現管壁幾乎（hū）無垢，有一個未經（jīng）清洗的舊冷凝器舊垢也脫落了。係統中細菌一直在2.0-3.0×102 之間。因此KSC認為在高溫高（gāo）濕條件下，單用臭（chòu）氧處（chù）理冷卻水，既能殺菌，又能緩（huǎn）蝕和阻（zǔ）垢，並能使（shǐ）水質變清。 
 

　　表（biǎo）3-2 臭氧處理與藥劑處理操（cāo）作費用比較表 

 

項（xiàng）目 傳統化學處理 臭氧處理 

A藥劑 
 

緩蝕劑 1800.00(美元) 0 
 

殺菌劑A 810.00(美元) 0 
 

殺菌劑B 250.00(美元) 0 
 

水耗KMH排汙（加侖） 1260000 0 
 

電耗KMH（美元） 0(美元) 5280(265.00美元) 
 

B、工資 
 

維修小時（美元） 80(1680.00美元) 32(677.00美元) 
 

現場檢測 130(2860.00美元) 50(1050.00美（měi）元) 
 

加藥 130(2860.00美元) 0 
 

實驗檢測 25(525.00美元) 75(1575.00美元) 
 

全年合計 12045.00 3565.00美元 
 

 

　美國全國水處理公司（National Water Management Corporation）在一個麵積為（wéi）3000 m2的計（jì）算機（jī）研究（jiū）大樓空調係統中，用臭氧冷卻水處理一年，比傳統的化學法冷卻水處理純節約費用達45000.00美元。 
 

　　我國從80年代初期，已開（kāi）始對飲用（yòng）水消毒和工業廢水深度處理予（yǔ）以注意，由於種（zhǒng）種原因，發展較慢。在臭（chòu）氧用於（yú）脫垢，阻垢滅菌（jun1）的冷卻水處理方麵，還（hái）剛剛開始（shǐ），還沒有（yǒu）一個關於臭氧處理冷卻水的報道。但由於（yú）臭氧法處理的經濟性，可靠性（xìng）及絕對無毒、無二次汙染、就地產生等一係列優點，可以預言（yán），臭氧在冷卻水方麵的應用普及和（hé）廣泛的應（yīng）用，在我國（guó）是指日可待的 。