一、 概述 
 

　　循環冷卻水（shuǐ）在使用之後，水中的（de）Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等離（lí）子，溶（róng）解固體和懸浮物相應增加，空氣中汙染物如灰塵、雜物、可溶性氣體以及換熱器物料泄露（lù）等（děng），均可進入循環冷卻（què）水，使循環冷卻水係統中的設備和管道腐蝕、結垢，造（zào）成換熱器傳熱效率降低，過（guò）水（shuǐ）斷麵減（jiǎn）少（shǎo），甚至使設備（bèi）管道腐蝕穿（chuān）孔（kǒng）。 
 

 

　　循環冷卻水係統中結垢、腐蝕和（hé）微生物繁殖是相（xiàng）互關聯（lián）的，汙垢（gòu）和（hé）微生物粘（zhān）泥可以引起垢下腐蝕（shí），而腐蝕產品又形成汙垢（gòu），要解決（jué）循環冷卻水係統中的（de）這些問（wèn）題，必須進行綜合治理。 
 

　　采用水質穩定技（jì）術（shù），用（yòng）物理與化學處理相結合的辦法控（kòng）製和改善水質（zhì），使（shǐ）循環冷卻水係統中的腐蝕、結垢、生物（wù）汙垢得到有（yǒu）效（xiào）的解決，從而取得節水、節能的良好效益。臭氧產品已在（zài）國內電子、電力、飲料、製藥行業廣泛應用（yòng），質量（liàng）達到（dào）國外同行業90年代水平。投入產出比的（de）可比（bǐ）效益為：1：2-1：10以上，節約能源，提高設備使用（yòng）效率（lǜ），延長設備的使用壽命和運（yùn）行的安全性，減少環境（jìng）汙染。 
 

　　臭氧（yǎng）可以作為的處理藥劑來替代其它的處理冷卻水處理劑，它能阻垢、緩（huǎn）蝕、殺菌、能使冷卻水係（xì）統在（zài）高濃縮倍數甚至在零排汙下運行（háng），從而節水節能，保護水資源；同時，臭（chòu）氧冷卻水處（chù）理不存在任何（hé）環境汙染。國外應用臭氧進行循環水（shuǐ）處理（lǐ）已經取得了成功，而我國在這個領域卻是空白。
 

 

二、係統工藝 
 

　　循環水冷卻通常分為密閉式循環水冷卻係統和敞開式循環水（shuǐ）冷卻係統。密閉式（shì）循環水冷卻係統中，水是密閉循環的，水的冷卻（què）不與（yǔ）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（fèn）為水麵冷卻、噴（pēn）水冷（lěng）卻池冷卻和冷卻塔冷卻等。 
 

　　敞開式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（yī）般水質不受汙染，僅補充在循環使用過程中（zhōng）損失的少量水量（liàng）。補充水可流入冷水池，也可流入冷卻構築物下部。冷水池也可設在（zài）冷卻塔下麵（miàn），與集水池合並。 
 

　　　　　　　補充水→ 冷水池 → 循環泵房 
 

　　　　　　　　　　↑ 　　　　↓ 
 

　　　　　　　　　冷卻塔 ← 生產車間或冷卻設備 
 

　　　　　　　　　壓力回流式循環冷卻係統 
 

　 

 

　　2.重（chóng）力回流式循環水冷卻係統 

 

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

 

　　3.需要經處理的循環（huán）水冷卻係統 
 

 

需要經處理的（de）循環水冷卻係統 
 

　　　　　　 

　　從生產車間（jiān）或製冷設備（bèi）出來的熱水需設置淨化或水質穩定處理構築物進行處理，處理後的熱水再流入熱水池，經（jīng）熱（rè）水泵提升送（sòng）入冷卻塔冷卻。冷水泵再從（cóng）冷水池抽水送（sòng）入生（shēng）產車間或製冷設備（bèi）。此係統水經二次提升（shēng），多數為壓力回流式。在有條件的情況下，也可布置成（chéng）重力回（huí）流（liú）式，以減（jiǎn）少麵積和設備，節省（shěng）能耗。 
 

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

（1）能冷卻熱量，降低水溫； 
 

（2）水溫高，有利於提高處理效果和節省藥劑； 
 

（3）避免後置設備和構築物的汙染。 
 

　　冷卻（què）塔盡可能布置在高處，如屋（wū）頂、平台、泵房（fáng）屋頂及水（shuǐ）池上麵等，並在（zài）周圍無建築物阻擋。這樣，通風條（tiáo）件好，有利於提（tí）高水的冷卻效果。 
 

 

三、臭（chòu）氧的應用 

 

　　值得特別指出的是，近年來臭氧對水的（de）處理又拓寬到一個新的領域-臭氧處理冷卻（què）水。據文獻報導，美國（guó）七十（shí）年代末期已開始這（zhè）方麵的探索和（hé）研究。1990年10月第51屆國際（jì）水會議上（shàng），美（měi）國全國水處理公司（National Water Management Corporation）的A、poryor做了一個"臭（chòu）氧冷卻水處理的特（tè）點與經濟性"的報告，介紹了該公司在很近三年的時間裏，用臭（chòu）氧成功地處理了130座冷卻塔，受到熱（rè）烈（liè）的歡迎。認為，臭氧可以作為的處理藥劑來替（tì）代其它的處理冷卻水處（chù）理劑，它能阻（zǔ）垢、緩蝕、殺（shā）菌、能使冷卻水係（xì）統在高濃縮倍數甚至在零排汙下運行，從（cóng）而節（jiē）水節能，保護水資源；同時，臭氧冷卻水處理不存在任何環境汙染（rǎn）。90年3月，在美國辛（xīn）辛那提召開的"全美腐蝕工程學會年會（NACE）上，討論（lùn）臭氧冷卻水處（chù）理的論文就有七篇，幾乎占了冷卻水處理論文的一（yī）半。 
 

　　單一用臭氧冷卻水（shuǐ）處理起源於（yú）美國電力研究（jiū）所（EPRI）、噴（pēn）氣推（tuī）進實驗室（IPL）、美國宇航局（NASA）和國際商（shāng）用（yòng）機器公司，NASA並由此獲（huò）得 （USP、4127、786）。 
 

　　NASA在（zài）佛羅（luó）裏達（dá）州肯尼迪宇航中心（KSC）進行的臭（chòu）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，條件及結果（guǒ）如下： 
 

　　表3-1 KSC補充水質情況 
 

項目 平均值 
 

PH 7.8--8.4 
 

電導（微歐（ōu）姆/厘米） 650--750 
 

P--堿度（PPM） 0--6 
 

M--堿度（PPM） 40--70 
 

鈣硬（PPM） 60--90 
 

總硬（PPM） 100--130 
 

氯（lǜ）化物（PPM，以（yǐ）Cl計） 180--220 
 

 

　在開始停藥、置換水、並通入臭氧後三（sān）周，細菌總數從1×104-6×107降至2.0-3.0×102 ，塔壁粘泥從綠色變灰（huī）色並開（kāi）始脫落。係（xì）統（tǒng）水濁度於（yú）3-4周內從30-60NTU逐步降至5-10NTU，水質變清，塔（tǎ）池底部聚積數英寸的鬆垢和粘泥。 
 

　　使用臭氧後逐漸減少排汙，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，和Langelier指數2-2.5的情況下非常良好的運行了14個月。這期（qī）間用電化學腐蝕儀及掛片監測（cè）水係統碳鋼的（de）腐蝕速率，結（jié）果為3-5mpy。4個月後停車打開冷凝器檢查，發現管（guǎn）壁幾乎（hū）無垢，有一（yī）個未經清洗的舊冷凝器舊垢也脫落了。係統中（zhōng）細菌一直在2.0-3.0×102 之間。因此KSC認為在高溫高濕條件下，單（dān）用臭氧處理冷卻水，既能殺菌，又能緩蝕和阻垢，並能使水質變清。 
 

　　表3-2 臭氧處理與藥劑處理操作費用比較表 

 

項目 傳統化學處理 臭氧處理 

A藥（yào）劑 
 

緩蝕劑 1800.00(美元) 0 
 

殺菌劑A 810.00(美元) 0 
 

殺（shā）菌劑B 250.00(美元) 0 
 

水耗KMH排汙（加侖） 1260000 0 
 

電（diàn）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（měi）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（jì） 12045.00 3565.00美（měi）元 
 

 

　美（měi）國全（quán）國水處理公司（sī）（National Water Management Corporation）在一個麵積為3000 m2的計算機研究大（dà）樓空調係統（tǒng）中，用臭氧冷卻水處理一年，比傳統的化（huà）學法冷卻水處理純節約費用達45000.00美元。 
 

　　我國從80年（nián）代初期，已開始對飲用水消毒和工業廢水深度處理予以注意（yì），由於種種（zhǒng）原因，發展較慢。在臭氧用於脫垢，阻垢滅菌（jun1）的冷（lěng）卻水處理方麵，還（hái）剛剛開始，還沒有一個（gè）關於臭氧處理冷卻水的報道。但由於臭氧法（fǎ）處理的經濟性，可靠性及絕（jué）對無毒、無二次汙染、就地產生等一係列優點，可以預言，臭氧在冷卻水方麵（miàn）的（de）應用（yòng）普及和廣泛的應用，在我國（guó）是指日可待的 。