冷卻塔中的臭氧水處理
作者：湖北武漢辦事處 時間：2021-05-19 15:47 閱讀：
冷卻塔是臭氧處理的一個相對較新的領(lǐng)域。因此，該領(lǐng)域的用戶仍在發(fā)現(xiàn)該技術(shù)的益處。與傳統(tǒng)的化學(xué)水處理相比，臭氧水處理的主要優(yōu)點在于節(jié)約用水和節(jié)約能源?；瘜W(xué)品使用的減少和可能的消除也為用戶帶來了成本效益。水冷卻塔面臨的第一個問題是生物生長和礦物質(zhì)的積累，也稱為水垢。這些問題抑制了冷卻塔的傳熱效率。過去這個問題的解決方法是使用氯和螯合劑等化學(xué)試劑。雖然這可以解決原始問題，但化學(xué)品會導(dǎo)致其他問題。由于塔中水的蒸發(fā)，剩余的水達到高水平的化學(xué)和污染物濃度。為了對此進行調(diào)節(jié)，將水從系統(tǒng)中排出，并用新鮮的“補充”水代替。排出的水可能會出現(xiàn)問題，并且會產(chǎn)生額外的污水成本。
臭氧處理解決了原始問題，大大減少了次要成本和考慮因素。臭氧作為一種強大的生物殺滅劑，殺死病毒和傳染性細菌，已被證明具有積極的除垢效果。由于臭氧的環(huán)境友好性，它還大大降低了排出水的水平，以及處理它的單位成本。除此之外，由于現(xiàn)場產(chǎn)生臭氧，降低了存儲成本和處理化學(xué)品，從而節(jié)省了成本。這一事實大大簡化了法規(guī)遵從性。
目錄
本頁的目的是提供冷卻塔水處理基礎(chǔ)知識的廣泛概述。如下所示，臭氧開辟了新的可能性，顯著提高了冷卻塔的性能并便于操作。
為何使用臭氧處理
臭氧治療潛力
臭氧機制
腐蝕性低
案例研究數(shù)據(jù)
使用臭氧處理時需要考慮的重要參數(shù)
主要污染物影響
生物處理 - 生物殺滅劑
殺菌劑的例子
水硬度和結(jié)垢
濃度循環(huán)
測量濃度循環(huán)
監(jiān)測和調(diào)整礦物質(zhì)濃度
臭氧劑量和工藝設(shè)計
測量和調(diào)節(jié)臭氧需求
臭氧兼容材料
與臭氧相容的化學(xué)品
為何使用臭氧處理？
通過對冷卻塔實施臭氧化水處理，可以實現(xiàn)三種主要類型的節(jié)約：
提高冷卻運行效率（降低功耗）。
減少排污量（減少補給水和化學(xué)廢物排放的成本）。
降低維護成本。臭氧化處理系統(tǒng)的維護人工成本很小。
消毒劑或消毒副產(chǎn)物的積聚不明顯
非常有效的消毒劑
由于原位生產(chǎn)，無需處理危險化學(xué)品
低腐蝕
環(huán)保治療，促進法規(guī)遵從
對于運營自己的水和污水處理設(shè)施的場地，下面列出了一些具體的好處：
由于減少了補給水消耗，降低了抽水能力以從水庫提取水并將水輸送到水處理設(shè)施
降低化學(xué)，過濾和維護成本
減少抽水運輸?shù)轿鬯幚淼某樗β?br /> 減少從水處理到最終用戶的水運輸?shù)某樗β?br /> 將處理過的水排放到環(huán)境中的許可證成本降低
臭氧治療潛力
在正確安裝和操作的系統(tǒng)中，細菌數(shù)量減少，隨后最小化熱交換器表面上的生物膜積聚。能源需求的減少，運行效率的提高以及維護工作量的減少提供了成本節(jié)約以及環(huán)境效益，并提高了排污廢水排放的法規(guī)遵從性。
臭氧機制
臭氧通過氧化其有機成分并使細胞壁破裂而有效地滅活和殺死微生物。它是一種殺微生物過程，微生物不能產(chǎn)生免疫力。例如，0.4mg / L濃度導(dǎo)致生物膜生產(chǎn)者熒光假單胞菌在2-3分鐘內(nèi)100％殺死。 0.1mg / L濃度將在3小時內(nèi)除去約80％的生物膜。臭氧化技術(shù)也具有有益的結(jié)垢處理效果。通過去除附著有水垢的生物膜，當(dāng)存在生物膜時，可以顯著降低結(jié)垢效果。
腐蝕性低
腐蝕效應(yīng)是一種用途使用臭氧時常見的問題。然而，由于需要非常低的濃度和短的半衰期，臭氧的腐蝕作用低（或甚至是氯化處理產(chǎn)生的一半）。此外，作為殺生物劑的有效性使由微生物活性引起的顯著腐蝕效應(yīng)最小化。而且，臭氧處理已經(jīng)顯示出通過形成鈍化膜覆蓋并保護暴露表面來增加腐蝕保護。
冷卻塔化學(xué)和臭氧處理的成本比較
使用臭氧處理時需要考慮的重要參數(shù)
在設(shè)計，安裝和利用臭氧化方法時，應(yīng)考慮以下幾個方面：
臭氧發(fā)生器入口空氣的制備。為了最大限度地延長臭氧發(fā)生器的使用壽命和容量，應(yīng)提供干燥，濃縮的空氣進料。
充足的劑量和臭氧發(fā)生器的容量
高效的臭氧發(fā)生器冷卻。這對于實現(xiàn)發(fā)電機的長壽命和容量也是至關(guān)重要的。
在化妝品或當(dāng)?shù)乜諝鈼l件下從水中引入高COD水平的情況下使用會更加困難。這消耗了臭氧的主要部分。例如，這就是為什么在一些化學(xué)和石化工廠中臭氧處理更加困難的原因，因為有機材料從空氣中引入系統(tǒng)。
高于150ppm鈣硬度的補充水質(zhì)可能需要側(cè)流過濾器。臭氧處理不應(yīng)考慮鈣（CaCO3）硬度高于500ppm或硫酸鹽高于100ppm。
水溫。冷卻水溫度不應(yīng)超過45℃，以便進行有效的臭氧處理。這主要是因為臭氧在較高溫度下的溶解度低。
長管道系統(tǒng)。由于大約10立方米的半衰期短，所以在大于約400立方米的冷卻塔中可能需要多個注入點。
使用與臭氧相容的材料并監(jiān)測腐蝕（例如使用腐蝕試樣）。
主要污染物影響
如上所述，循環(huán)冷卻塔水時出現(xiàn)四個主要問題，即腐蝕，結(jié)垢，生物污染和病原生長。
主要的四種主要污染物影響及其各自的處理方法簡述如下表：
腐蝕由于氧化反應(yīng)，腐蝕通常出現(xiàn)在水接觸應(yīng)用中。這會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和設(shè)備損壞，從而影響過程的性能和壽命。添加腐蝕性化學(xué)物質(zhì)可以增強這些效果。
>治療雖然可以控制，但腐蝕基本上是不可能完全避免的。同樣，不同的化妝水質(zhì)量需要不同的處理。然而，重要的是要注意當(dāng)使用柔軟或軟化的補充水時腐蝕效果很嚴重。
縮放規(guī)模的形成導(dǎo)致兩個主要問題，即流體流動阻塞和顯著降低的傳熱效率。例如銅的導(dǎo)電率是碳酸鈣的導(dǎo)電率的400倍以上。例如，1.5密耳或0.025毫米的碳酸鈣層使傳熱效率降低約12.5％。
>治療比例采用不同的方法治療。結(jié)垢抑制化學(xué)品既可用于吸附生長晶體上的礦物質(zhì)，也可用于將結(jié)垢形成離子轉(zhuǎn)化為非水垢形成化合物。另一種方法涉及通過酸添加降低pH，其溶解水垢。最后，通過添加軟化的補充水也可以減輕結(jié)垢效果。
生物污損生物污垢顯示出與結(jié)垢相似的負面影響，但具有比碳酸鈣水垢更低的電導(dǎo)率。因此，在礦物質(zhì)含量和微生物方面管理水質(zhì)非常重要。
>處理氧化和非氧化殺生物劑（見下面的描述）。
病原體冷卻水回路中的致病性爆發(fā)是一個常見問題，會導(dǎo)致鄰近地區(qū)的感染風(fēng)險。