１．循環(huán)冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生的問題

循環(huán)冷卻水廣泛應(yīng)用于：*空調(diào)機(jī)冷卻水機(jī)組、發(fā)電廠、化肥廠、化工廠、制藥生產(chǎn)、機(jī)械、冶金、食品工業(yè)等。在循環(huán)使用時由于水的蒸發(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同時會滋生軍團(tuán)菌等致命細(xì)菌，這些細(xì)菌會隨空氣四處飄散，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)為可以使用價格低廉的氯制劑或毒性*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?？欤又h(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，同時還會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)力殺菌劑臭氧發(fā)生器裝置。

２．臭氧發(fā)生器處理冷卻塔循環(huán)水原理效果
臭氧發(fā)生器處理循環(huán)冷卻水在國外始于７０年代末，當(dāng)時，美國環(huán)保署發(fā)現(xiàn)使用氯消毒會產(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*）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。其原因可能是微量酸性物質(zhì)的生成及臭氧具有使碳酸鹽向重碳酸鹽方向移動的能力。

（２）臭氧防腐蝕

    在低濃度含臭氧的水中PH值為8～9，這一條件不利于化學(xué)腐蝕的發(fā)生；其次，由于臭氧分解產(chǎn)生的氧原子能與鐵離子反應(yīng)，使鐵管表面形成致密的γ-氧化鐵鈍化膜，對系統(tǒng)產(chǎn)生保護(hù)作用；第三，臭氧能有效殺滅噬硫噬鐵等微生物，切斷了腐蝕源。

    只要把臭氧控制在一定濃度范圍，就能夠達(dá)到防腐蝕非常好的效果。實(shí)驗(yàn)表明：經(jīng)臭氧處理的水質(zhì)控制總堿度大于240毫克/升，ORP為550以下時，有*的防腐蝕效果。

    表1是常用材料的腐蝕率。

    臭氧為什么能阻垢

    臭氧不能直接攻擊垢的主要成分如碳酸鈣，但臭氧在氧化過程中會生成（OH）、（HO2）、（O3-）、（H2O2）等自由基中間產(chǎn)物，氧化垢基質(zhì)中的有機(jī)物，使垢變松并脫落。

 脫落的垢基需人工的方法去除。

表1 使用臭氧在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行條件下常用材料的腐蝕率

 

注：mpy為密耳/年，1密耳=2.54mm

 

（３）臭氧殺生滅菌：臭氧是zui強(qiáng)的氧化型殺生劑，是*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，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)（歐美國經(jīng)驗(yàn)）：
Ａ． 污水排放量減少５０％以上；
Ｂ． 不需要化學(xué)藥劑，可*環(huán)保要求；
Ｃ． 臭氧是的殺生滅菌劑，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，zui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)自動控制，不需要儲存和投加藥品，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，我們在深圳西部通道工程空調(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６５０冷噸的空調(diào)機(jī)組，每臺機(jī)組功耗約為６５０ ｋｗ，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，每臺機(jī)組每月至少節(jié)約運(yùn)行成本２萬元以上。

４．臭氧添加及旁濾系統(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，我們在深圳西部通道工程空調(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、環(huán)保節(jié)水。