臭氧在工业冷却循环水处理方面的应用.doc

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1、臭氧在工业冷却循环水处理方面的应用臭氧是一种氧化性很强但又不稳定的气体，作为杀生剂，臭氧的作用机理与其它氧化性杀生剂有许多相同之处，臭氧与蛋白质结合，破坏细胞呼吸所不可缺少的还原酶的活性。    臭氧化后检验细菌的细胞时发现，细胞已失去了维持生命的细胞质而被破坏。    和氯不同的是，用臭氧作杀生剂不会增加水中的氯离子浓度，冷却水排放时不会污染环境或伤害水生物，因为臭氧会自行分解生成氧。    臭氧是干燥空气经过臭氧发生器工作而生成的气体，添加臭氧时，首先将它溶解在水中，然后把溶解有臭氧的水注入冷却水中。    臭氧可以从不同的部位注入冷却水系统。例如可以加

2、入到冷去塔的集水池中，或加到冷却水循环泵出口的一侧。在较为简单的冷却水系统中，只需在一处加入臭氧就足够了，对于复杂的，有多个支路的体系，则建议在几个不同的部位加入臭氧，使臭氧在水中的分布较为均匀。    在制定臭氧应用工艺时，需要考虑的因素是：该冷却水系统的工况、水量、补充水和循环水的水质，尤其是COD和PH值。    使用臭氧作为杀生剂后，原先存在于冷却水系统中的生物沉积物和冷却塔中的藻类也随之消失，循环冷却水变得清澈透明，异样菌数也比以前大大减少，换热效果明显改善。  臭氧作为冷却水杀剂的优点是：① 臭氧是制备过程不会引起环境的污染；② 臭氧最后分解生成

3、氧，故不像其他的杀生剂，它不会增加冷却水中的含盐量；③ 它不会增加冷却水的COD；④ 通入臭氧不会像通氯时那样在水中生成有机氯化物；⑤ 作杀生剂使用时，不需要另外再加入分散剂或表面活性剂；⑥ 从长远看，它是一种很有希望的氯杀生剂的换代杀生剂。臭氧处理循环冷却水的研究与应用王业耀，王占生，卢醒（清华大学环境工程系，北京１０００８４）摘要利用臭氧作为唯一的水处理药剂处理循环冷却水是一项新技术。在循环冷却水中加入０．０１～０．３ｍｇ／Ｌ的臭氧，系统的缓蚀、阻垢和杀菌效果均优于传统的化学法。臭氧处理工业循环冷却水的实验研究赖万东杨卓如陈焕钦（华南理工大学化工学院广

4、州５１０６４１）摘要针对工业循环冷却水的水质特性，采用单一臭氧氧化法来代替常规的化学药剂法对其进行处理。在自行设计的动态模拟循环冷却水实验装置中进行长时间的挂片试验，借助先进的测试手段对臭氧氧化法进行了综合评估。实验结果表明，臭氧不仅可以除掉循环冷却水系统中各部件的垢层，还可防止重新结垢，抑制了设备的腐蚀。用臭氧作为单一药剂的水处理方法，是一种极有前途的循环冷却水处理技术。冷却水的化学处理是以投加各种化学药剂对水系统进行缓蚀阻垢、杀菌灭藻处理,似达到保护设备、提高热交换效率和节约用水目的的一种方法,迄今,已有50余年历史。目前仍在为寻找高浓缩倍数、高效无毒或

5、低毒药剂并适应各种水质而又经济的处理方案进行积极探索。值得注意的是,近几年来在对化学处理探度开发的同时,一种在观念上具有更新意义的臭氧法冷却水处理技术正在国外兴起。人们已经发现,在冷却水中通入臭氧不仅能杀灭水中各种菌藻、病毒,还可抑制或消除结垢,控制设备腐蚀。此外,冷却水无需再加任何化学药剂,不调pH,不排污(浓缩倍数可高达30~50),不污染环境,而且操作和维修费用比化学处理法还低,因此倍受用户欢迎。1.冷却塔循环水系统循环冷却水广泛应用于钢铁、能源、化工、轻工、食品等各大工业领域；中央商务楼、商场、宾馆、文化设施的中央空调。据不完全统计资料表明全国工业用

6、冷却水用量占全部工业用水的80%以上，取水量占40%，是我国水资源最大的用户之一。冷却水是通过蒸发实现热交换来达到降低水温，可供循环使用。冷却温差一般为2～5℃，温差要求越大，水的蒸发量就越多，需大量补充水，参见下表。例如在循环流量为1000GPM的系统中：冷却塔水温差（℃）每天蒸发水量（吨）每年蒸发水量（吨）5～654．51990010～1110939800我国冷却塔循环水系统在线运行的实际总量，资料上难以统计。2.冷却塔循环水系统本身存在的三大问题2.1结垢循环冷却水系统中管道内外表面结垢的主要成分是钙盐与镁盐，它们的溶解度随温度的增高而降低。当循环冷却

7、水与加热表面接触时，如果温度超过了化合物的溶解度时，这类盐就会沉积在加热表面上。图1热交换器的严重结垢情况图2管道内壁严重结垢情况结垢的厚度与热效的关系参见表1。表1结垢的厚度与热效的关系结垢厚度（mm）0．150．30．610．841．22热效损失（%）5．310．821．532．243．02.2生物膜循环冷却水适宜的温度，大量不清洁的空气，以及被太阳直射开放的集水池等诸多条件，均有利于各种微生物的生存与繁殖，图3是生物膜的放大形态。图3生物膜的放大形态大量的实地实验证明，清洁的换热器管道内外表面是不易形成积垢的，无机物沉淀后的垢质是一种疏松的粉末，很容易

8、被水流冲走。但微生物一旦生成，继而产生生物膜，无机物