臭氧在工業(yè)冷卻循環(huán)水處理方面的應(yīng)用

精品文檔 1歡迎下載 臭氧在工業(yè)冷卻循環(huán)水處理方面的應(yīng)用臭氧在工業(yè)冷卻循環(huán)水處理方面的應(yīng)用 臭氧是一種氧化性很強但又不穩(wěn)定的氣體 作為殺生劑 臭氧的作用機理與其 它氧化性殺生劑有許多相同之處 臭氧與蛋白質(zhì)結(jié)合 破壞細胞呼吸所不可缺 少的還原酶的活性 臭氧化后檢驗細菌的細胞時發(fā)現(xiàn) 細胞已失去了維持生命的細胞質(zhì)而被破壞 和氯不同的是 用臭氧作殺生劑不會增加水中的氯離子濃度 冷卻水排放時 不會污染環(huán)境或傷害水生物 因為臭氧會自行分解生成氧 臭氧是干燥空氣經(jīng)過臭氧發(fā)生器工作而生成的氣體 添加臭氧時 首先將它 溶解在水中 然后把溶解有臭氧的水注入冷卻水中 臭氧可以從不同的部位注入冷卻水系統(tǒng) 例如可以加入到冷去塔的集水池中 或加到冷卻水循環(huán)泵出口的一側(cè) 在較為簡單的冷卻水系統(tǒng)中 只需在一處加 入臭氧就足夠了 對于復(fù)雜的 有多個支路的體系 則建議在幾個不同的部位 加入臭氧 使臭氧在水中的分布較為均勻 在制定臭氧應(yīng)用工藝時 需要考慮的因素是 該冷卻水系統(tǒng)的工況 水量 補充水和循環(huán)水的水質(zhì) 尤其是 COD 和 PH 值 精品文檔 2歡迎下載 使用臭氧作為殺生劑后 原先存在于冷卻水系統(tǒng)中的生物沉積物和冷卻塔中 的藻類也隨之消失 循環(huán)冷卻水變得清澈透明 異樣菌數(shù)也比以前大大減少 換熱效果明顯改善 臭氧作為冷卻水殺劑的優(yōu)點是 臭氧是制備過程不會引起環(huán)境的污染 臭氧最后分解生成氧 故不像其他的殺生劑 它不會增加冷卻水中的含鹽量 它不會增加冷卻水的 COD 通入臭氧不會像通氯時那樣在水中生成有機氯化物 作殺生劑使用時 不需要另外再加入分散劑或表面活性劑 從長遠看 它是一種很有希望的氯殺生劑的換代殺生劑 臭氧處理循環(huán)冷卻水的研究與應(yīng)用王業(yè)耀 王占生 盧醒 清華大學(xué)環(huán)境 工程系 北京 摘要利用臭氧作為唯一的水處理藥劑處理循環(huán)冷 卻水是一項新技術(shù) 在循環(huán)冷卻水中加入 的臭氧 系統(tǒng)的緩蝕 阻垢和殺菌效果均優(yōu)于傳統(tǒng)的化學(xué)法 臭氧處理工業(yè)循環(huán)冷卻水的實驗研究 賴萬東楊卓如陳煥欽 華南理工大 學(xué)化工學(xué)院廣州 摘要針對工業(yè)循環(huán)冷卻水的水質(zhì)特性 采用單 一臭氧氧化法來代替常規(guī)的化學(xué)藥劑法對其進行處理 在自行設(shè)計的動態(tài)模擬 循環(huán)冷卻水實驗裝置中進行長時間的掛片試驗 借助先進的測試手段對臭氧氧 化法進行了綜合評估 實驗結(jié)果表明 臭氧不僅可以除掉循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中各 部件的垢層 還可防止重新結(jié)垢 抑制了設(shè)備的腐蝕 用臭氧作為單一藥劑的 水處理方法 是一種極有前途的循環(huán)冷卻水處理技術(shù) 冷卻水的化學(xué)處理是以投加各種化學(xué)藥劑對水系統(tǒng)進行緩蝕阻垢 殺菌滅 藻處理 似達到保護設(shè)備 提高熱交換效率和節(jié)約用水目的的一種方法 迄今 已 有 50 余年歷史 目前仍在為尋找高濃縮倍數(shù) 高效無毒或低毒藥劑并適應(yīng)各種 水質(zhì)而又經(jīng)濟的處理方案進行積極探索 值得注意的是 近幾年來在對化學(xué)處 理探度開發(fā)的同時 一種在觀念上具有更新意義的臭氧法冷卻水處理技術(shù)正在國 外興起 人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn) 在冷卻水中通入臭氧不僅能殺滅水中各種菌藻 病毒 精品文檔 3歡迎下載 還可抑制或消除結(jié)垢 控制設(shè)備腐蝕 此外 冷卻水無需再加任何化學(xué)藥劑 不調(diào) pH 不排污 濃縮倍數(shù)可高達 30 50 不污染環(huán)境 而且操作和維修費用比化學(xué)處 理法還低 因此倍受用戶歡迎 1 1 冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng) 循環(huán)冷卻水廣泛應(yīng)用于鋼鐵 能源 化工 輕工 食品等各大工業(yè)領(lǐng)域 中央 商務(wù)樓 商場 賓館 文化設(shè)施的中央空調(diào) 據(jù)不完全統(tǒng)計資料表明全國工業(yè) 用冷卻水用量占全部工業(yè)用水的 80 以上 取水量占 40 是我國水資源最大的 用戶之一 冷卻水是通過蒸發(fā)實現(xiàn)熱交換來達到降低水溫 可供循環(huán)使用 冷卻溫差一般 為 2 5 溫差要求越大 水的蒸發(fā)量就越多 需大量補充水 參見下表 例如在循環(huán)流量為 1000GPM 的系統(tǒng)中 冷卻塔水溫差 每天蒸發(fā)水量 噸 每年蒸發(fā)水量 噸 5 654 5 19900 10 11 10939800 我國冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)在線運行的實際總量 資料上難以統(tǒng)計 2 2 冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)本身存在的三大問題冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)本身存在的三大問題 2 12 1 結(jié)垢結(jié)垢 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中管道內(nèi)外表面結(jié)垢的主要成分是鈣鹽與鎂鹽 它們的溶解度 隨溫度的增高而降低 當循環(huán)冷卻水與加熱表面接觸時 如果溫度超過了化合 物的溶解度時 這類鹽就會沉積在加熱表面上 圖 1 熱交換器的嚴重結(jié)垢情況 精品文檔 4歡迎下載 圖 2 管道內(nèi)壁嚴重結(jié)垢情況 結(jié)垢的厚度與熱效的關(guān)系參見表 1 表 1 結(jié)垢的厚度與熱效的關(guān)系 結(jié)垢厚度 mm 0 150 30 610 841 22 熱效損失 5 310 821 532 243 0 2 22 2 生物膜生物膜 循環(huán)冷卻水適宜的溫度 大量不清潔的空氣 以及被太陽直射開放的集水池等 諸多條件 均有利于各種微生物的生存與繁殖 圖 3 是生物膜的放大形態(tài) 圖 3 生物膜的放大形態(tài) 大量的實地實驗證明 清潔的換熱器管道內(nèi)外表面是不易形成積垢的 無機物 沉淀后的垢質(zhì)是一種疏松的粉末 很容易被水流沖走 但微生物一旦生成 繼 而產(chǎn)生生物膜 無機物沉淀與生物膜結(jié)合催生的聚合物 將會很難處理 2 32 3 軍團菌軍團菌 軍團菌是一種菌種的總稱 屬革蘭氏陰性 嗜氧 干狀菌 其大小約為 2 5 0 3 0 9 微米 能隨水氣 水滴進入人體呼吸道而寄生肺組織細胞內(nèi) 表 2 幾種微生物細菌的世代期 微生物名稱世代時間 分鐘 蠟狀芽孢桿菌 18 覃狀芽孢桿菌 28 精品文檔 5歡迎下載 嗜熱芽孢桿菌13 8 巨大芽孢桿菌 32 假單胞桿菌9 8 嗜酸乳酸菌66 90 乳鏈球菌 26 小球菌8 5 人們一旦被軍團菌所感染 一種較輕的軍團菌叫 傍帝亞克病 病人類似重感 冒 一般不會轉(zhuǎn)成肺炎 只需對癥下藥 通常 7 10 天內(nèi)可治愈 另一種被稱 為 嗜肺軍團病 感染潛伏期 2 10 天 病情發(fā)作呈現(xiàn)典型的肺炎病癥 1987 年北京首次發(fā)現(xiàn)軍團病以后 我國已將其納入傳染病防治名單 軍團菌普遍存在于水環(huán)境中 其存活 繁殖的溫度條件是 20 58 最佳 35 46 圖 4 水溫對微生物細菌繁殖的影響 由冷卻塔等設(shè)備形成的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是軍團菌容易生存 繁殖的場所之一 同時可借助冷卻塔冷卻風(fēng)機 將軍團菌散布至都市各個角落 對人體產(chǎn)生極大 的危害之隱患 3 3 簡述傳統(tǒng)處理方法與問題簡述傳統(tǒng)處理方法與問題 傳統(tǒng)處理循環(huán)冷卻水的方法主要是加入化學(xué)藥品來抑制微生物生長和結(jié)垢 但 因水中藥品和無機鹽隨水的蒸發(fā)而濃度增加 這樣必須排放部分含藥和無機鹽 的冷卻水 同時及時補充清潔水 傳統(tǒng)處理方法帶來的問題 系統(tǒng)用水量增加和大量排水 間接導(dǎo)致水費增加 微生物的抗藥性 要求及時地 適時地改變藥品 盡管如此 結(jié)垢問題 生物膜 軍團菌三大問題還是不能徹底解決 前二項 導(dǎo)致系統(tǒng)需要長期操作和維護的費用增加 3 43 4 隨著中國 GPT 的增長 環(huán)境保護及其執(zhí)行法規(guī)標準一再提高 直接涉及的 有 精品文檔 6歡迎下載 給水 排水 排污水都須交納稅費 且費用逐步提高 含有化學(xué)藥品 致病細菌等的循環(huán)冷卻水 不經(jīng)過處理的水 不得直接排 放 3 53 5 復(fù)雜的技術(shù)和管理 要求操作人員的從業(yè)水平較高 我國的各行業(yè)使用循環(huán)冷卻水是大量的 從中水資源的浪費不少 更可怕的是 其中帶有致病菌使接觸人群處于危險之中 二十一世紀的科學(xué)技術(shù)水平以及發(fā) 展 帶來較為成熟的水處理技術(shù) 臭氧的應(yīng)用 4 4 臭氧臭氧 自然界通常在電閃雷鳴時 會產(chǎn)生大量的臭氧 但極不穩(wěn)定 易揮發(fā) 1783 年 荷蘭人發(fā)現(xiàn)了合成臭氧 1840 年德國人在實驗室生產(chǎn)出臭氧 1906 年法國人利 用臭氧給水消毒 1937 年美國人首先在商業(yè)上應(yīng)用臭氧給大型游泳池消毒 1857 年 Werner Siemens 發(fā)明了通過靜電釋放而產(chǎn)生臭氧的方法 臭氧的比重較空氣重 在循環(huán)冷卻水中一般存于水的表面 臭氧極易在常溫空 氣中揮發(fā) 很少溶解于水 根據(jù) Henny s 定律 臭氧的濃度大一些 臭氧的 表面積適當 就可容易地被水溶解 臭氧的壽命一般在空氣中存在有 4 12 小時 在水中有 1 30 分鐘 一般只有 20 分鐘 當處理污水 污物或負荷較大時 只有 1 4 分鐘 事實是壓力 溫度 露點 PH 值對其壽命都有很大的影響 例如 45 以上 使用臭氧的效果 不是很好 臭氧 O3是公認的一種強氧化劑 消毒劑 臭氧被正式應(yīng)用在循環(huán)冷卻水處理技術(shù)上 是 1991 年的美國 美國能源部 戰(zhàn)略環(huán)境研究和發(fā)展計劃 聯(lián)邦技術(shù)警示局 新技術(shù)示范項目等 國家單位長期追蹤 并從 54 個節(jié)能新技術(shù)的市場實踐研究結(jié)果中篩選出來 美 國能源部對此項技術(shù)的總體評價 用臭氧對冷卻塔進行維護處理在節(jié)省操作和 維護費用方面都具有很大的潛力 原因是 表 3 殺生劑的殺菌效果比較 名 稱漂白劑氯溴季銨臭氧 水藻好好好極好極好 普通病菌極好極好好好極好 軍團病菌好好好一般極好 精品文檔 7歡迎下載 4 14 1 殺生作用 少量的臭氧就可起到強力的殺生劑作用 從而可減少或幾乎不 需要排放為降低冷卻塔系統(tǒng)有機和無機物濃度的冷卻水 同時還可以減少冷卻 水中的化學(xué)藥品添加量 表 3 是殺生劑的殺菌效果比較 4 24 2 消除生物膜 提高熱交換效率 在正確安裝和操作的系統(tǒng)中 細菌數(shù)減少 從而熱交換器表面的生物膜積結(jié)可減少到最低程度 結(jié)果 所使用的能量減少 冷卻塔工作效率提高 所需維護減少 有利于環(huán)保 排放的廢水也能達到排放 標準 4 34 3 一定的阻蝕作用 臭氧是一種腐蝕促進劑 不是一種阻蝕劑 然而 在清 潔的系統(tǒng) 不是受生物或化學(xué)污染的系統(tǒng) 中臭氧容易起到阻蝕劑的作用 5 5 臭氧技術(shù)在循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用臭氧技術(shù)在循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用 5 15 1 高級氧化技術(shù)高級氧化技術(shù) 高級氧化技術(shù) 簡稱 AOP Advanced Oxidation Process 是一種非常有效處 理難降解有機物的專有技術(shù) 主要是利用紫外線 UV 過氧化氫 H2O2 臭氧 O3 等 在一定條件下可產(chǎn)生羥基游離基等強氧化劑 能強力分解有機 物 微生物 來處理冷卻水 表 4 是各種強氧化劑的氧化性能 表四 各種強氧化劑的氧化性能 氧化劑 OHOO3H2O2HOClCl2Cl02O2 氧化性能 V 2 80 2 42 2 07 1 78 1 49 1 36 1 27 1 23 高級氧化技術(shù)處理循環(huán)冷卻水有許多特點 幾乎能與冷卻水中大部分的有機污染物起反應(yīng) 使之斷裂為小分子或者徹底 氧化為二氧化碳 水 無機鹽 氧氣等 一般不產(chǎn)生新的污染 以很低的濃度就能高效殺滅微生物 且不產(chǎn)生抗藥性 容易實現(xiàn)自動控制 等 5 25 2 臭氧是強大的微生物殺滅劑臭氧是強大的微生物殺滅劑 冷卻水中含有 0 1 毫克 升的臭氧存在 3 小時后可破壞 70 80 生物膜 當水 中殘留 0 4 毫克 升的臭氧時 2 3 分鐘即可 100 地殺滅制造生物膜細菌 維 持這一條件可阻止其再生長 臭氧殺滅細菌的速度比氯高 3200 倍 其能效強 50 倍 精品文檔 8歡迎下載 由于臭氧是直接破壞細胞壁 完全殺滅細菌而不會產(chǎn)生免疫抗藥性 經(jīng)臭氧處理后的冷卻塔循環(huán)水總菌落數(shù)為 100 1000cfu ml 比化學(xué)法處理后 的 1000000 cfu ml 低了 1 千至 1 萬倍 5 35 3 臭氧為何能防腐蝕臭氧為何能防腐蝕 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 氧化鐵 鈍化膜 對系統(tǒng)產(chǎn)生保護作用 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 就能夠達到防腐蝕的目的 實驗表明 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 有最佳的防腐 蝕效果 表五是常用材料的腐蝕率 5 45 4 臭氧為什么能阻垢臭氧為什么能阻垢 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)中的有機物 使垢 變松并脫落 脫落的垢基需人工的方法去除 表 5 使用臭氧在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行條件下常用材料的腐蝕率 材料銅鎳合金 70 30 黃銅灰鑄鐵軟鋼鋁 腐蝕率 mpy 0 01 0 020 01 0 02 1 3 1 8 0 7 0 8 0 01 0 02 注 mpy 為密耳 年 1 密耳 2 54mm 圖 5 冷卻塔循環(huán)水臭氧處理原理 精品文檔 9歡迎下載 6 6 冷卻塔臭氧處理系統(tǒng)的基本構(gòu)成冷卻塔臭氧處理系統(tǒng)的基本構(gòu)成 冷卻塔臭氧處理系統(tǒng)大多數(shù)由空氣預(yù)制裝置 空氣干燥器 空氣壓縮機 臭 氧發(fā)生器 臭氧與水接觸裝置 文丘里混合器 自動控制儀器等組成 參見 圖五 臭氧可用氣泡擴散法 正壓注入法 逆流氣泡接觸法 渦輪混合法等溶解于水 中 但更合適地冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)的臭氧融合裝置 還是文丘里管加靜態(tài)混合 器 噴射器加靜態(tài)混合器 空氣經(jīng)壓縮干燥后 純氧制臭氧效果更佳 氧氣濃度提高 6 臭氧的得率會提 高 16 在臭氧發(fā)生器中電離產(chǎn)生臭氧 臭氧一般通過冷卻塔循環(huán)水的側(cè)流 加入 此處的水溫最低 實驗表明 臭氧宜在 40 以下工作 此時臭氧在循環(huán) 水中的溶解度小于 3 毫克 升 最好能低于 37 7 以下 能將最大量的臭氧 溶入水中 臭氧量在工程應(yīng)用上 已成功的經(jīng)驗 瓶裝水 0 7ppm 廢水 5 0 8 0ppm 冷卻塔 0 1 0 4ppm 7 7 臭氧應(yīng)用于循環(huán)冷卻水的案例臭氧應(yīng)用于循環(huán)冷卻水的案例 20 世紀 70 年代末期 臭氧技術(shù)被首次應(yīng)用于冷卻塔的水處理 7 17 1 NASANASA 美國航空航天局 美國航空航天局 1984 1985 年對一個 600 噸的冷卻塔進行了試驗 采用固態(tài)臭氧發(fā)生器 電耗 比變壓器 玻璃 電極式發(fā)生器要小 60 試驗結(jié)果是冷卻塔上水垢變松 脫落 細菌數(shù)要減少 4 個數(shù)量級 濁度要降低 8 倍 冷凝器管道清潔如新 問題是臭氧對鍍鋅鋼管 銅制件 尼龍制件等材料有腐蝕 最后換上 PVC 不 銹鋼制件 7 27 2 肯尼迪航空航天中心肯尼迪航空航天中心 4 臺陶瓷充填的水泥冷卻塔 用于溫濕度控制的空調(diào)系統(tǒng) 每臺容量為 2500 噸 8750KW 精品文檔 10歡迎下載 由于美國環(huán)保法規(guī)的嚴格 不能再象以往將冷卻塔循環(huán)水排入地面水 為了減 少排放水 就安裝了臭氧系統(tǒng) 每 100 噸冷卻容量 3 6 克 小時臭氧 在不 到 1 年的時間內(nèi) 大大地減少了廢水排放 實用結(jié)果是每年節(jié)水 3500 萬加侖 1 億 3 千 5 百萬升 7 37 3 我國的北京恒動科技開發(fā)有限責(zé)任公我國的北京恒動科技開發(fā)有限責(zé)任公 司在燕山石化影劇院空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)中使用了臭氧處理技術(shù) 已成功運行了四 年 8 8 結(jié)論結(jié)論 2004 年 1 月法國加萊海峽省的埃克森 美孚屬下兩家工廠和當?shù)佧溈鲜砥瑥S 爆發(fā) 軍團病 導(dǎo)致 10 多人死亡 2004 年初 北京市疾病預(yù)防控制中心對 14 家飯店 38 個冷卻塔檢查 發(fā)現(xiàn) 12 家飯店 21 個冷卻塔的軍團菌超標 并稱在飯店 寫字樓的人群 軍團菌的感 染率為 9 9 而一般人群不超過 3 5 循環(huán)冷卻水處理 不僅要簡單地改善熱交換的效率 延長設(shè)備的使用期等 同 時必須考慮社會利益 臭氧技術(shù)是解決這些問題的合適項目 一項應(yīng)用技術(shù)能解決一個系統(tǒng)的全部問題 我認為很難 臭氧技術(shù)應(yīng)用在循環(huán) 冷卻水系統(tǒng)要解決本文中涉及的一些問題 同樣是不可能的 臭氧技術(shù)確實能對改善循環(huán)冷卻水系統(tǒng)遇到的一些難題 但需要加強管理 同 時還要輔助一些其他技術(shù)措施 根據(jù)單一循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的特例 強化水處理 的效果 參考文獻 參考文獻 1 李德興冷卻塔 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1981 5 2 龍荷云循環(huán)冷卻水處理 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社 1984 12 3 Baldwin L V et al 46th Annual Meeting Intemational Water Conference Pittsburgh PA 1985 36 4 S E Mayes Using Ozone for Water Treatment ASHRAE Journal May 1988 39 42 5 沙尚之上海市輕工業(yè)研究所 臭氧的工業(yè)應(yīng)用 2003 6 法國加萊海峽省爆發(fā) 軍團病 制冷 2004 3 7 王雅珍中央空調(diào)水系統(tǒng)的防菌防藻問題 制冷空調(diào)與電力機械 2004 6 精品文檔 11歡迎下載 8 劉乃玲 等 空調(diào)冷卻水的水質(zhì)控制及殺菌方法 制冷 2004 9 9 吳金城水處理與軍團病 水處理是預(yù)防軍團病的基礎(chǔ) 冷暖空調(diào)網(wǎng) 10 沙尚之 等 上海市輕工業(yè)研究所 循環(huán)冷卻水處理從傳統(tǒng)走向新技術(shù) 2005 8 11 Don M Cooper An Introduction to Ozone 2005 8 in Shanghai 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 中央空調(diào)機冷卻水機 組 發(fā)電廠 化肥廠 化工廠 制藥生產(chǎn) 機械 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入水中 造成各種無機離子和有機物 質(zhì)的的富集 從而為細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菌及微生物的生長 微生物的代謝產(chǎn)物會造成嚴重的 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 同時會滋生軍團菌等致命細菌 這些細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 認為可以使 用價格低廉的氯制劑或毒性極大的有機殺生劑 對環(huán)保節(jié)能根本不予考慮 在 實際使用中 由于細菌產(chǎn)生抗藥性速度非?？?加之循環(huán)水呈堿性 氯制劑及 有機殺生劑的作用很小 不能有效殺滅細菌及病毒 同時還會帶來很大的毒性 及腐蝕性 因而 歐美各發(fā)達國家均大力推廣使用環(huán)保型強力殺菌劑臭氧發(fā)生 器裝置 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 年代末 當時 美國環(huán)保署發(fā)現(xiàn)使用氯消毒會產(chǎn)生多種致癌 的氯化有機物 因而限制循環(huán)水使用氯消毒 這直接促進了臭氧在美國循環(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 排污量少 既能節(jié)水節(jié)能 又不用調(diào)節(jié)水的 值 不存在二次污染等優(yōu)點 對循環(huán)水的 緩蝕 阻垢 殺生等方面均有良好的效果 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 認為 臭氧不具備分解水垢的能力 但 美國能源部 和 美 國國家航空航天局 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可達到 硬度可達到 以 計 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 硝酸的生成及臭氧具有使碳酸鹽向重碳酸鹽方向移動的能力 臭氧防腐 蝕極佳 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 氧化鐵鈍化膜 對系統(tǒng)產(chǎn)生保護作用 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 就能夠達到防腐蝕非常 好的效果 實驗表明 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 有最佳的防腐蝕效果 表 1 是常用材料的腐蝕率 臭氧為什么 精品文檔 12歡迎下載 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)運行條件下常用材料的腐蝕率材料 銅鎳合金 70 30 黃銅 灰 鑄鐵 軟鋼 鋁 腐蝕率 mpy 0 01 0 02 0 01 0 02 1 3 1 8 0 7 0 8 0 01 0 02 注 mpy 為密耳 年 1 密耳 2 54mm 臭氧殺生滅菌 臭氧是 最強的氧化型殺生劑 是公認的高效無污染殺生劑 在 的濃度下 即可有效殺滅病毒及細菌 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 臭氧處理冷卻塔的優(yōu)點采用臭 氧技術(shù)處理冷卻塔循環(huán)水 具有如下優(yōu)點 歐美國經(jīng)驗 污水排放量減 少 以上 不需要化學(xué)藥劑 可完全滿足環(huán)保要求 臭氧是最 好的殺生滅菌劑 可以有效的殺滅細菌及病毒 包括軍團菌 去除生物粘泥 藻類 霉菌等 使用臭氧可降低腐蝕速率 以上 包括鋼鐵和銅 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 最高可節(jié)能 壓縮機能力提高 由于臭 氧是現(xiàn)場制造 只使用電及空氣 可實現(xiàn)自動控制 不需要儲存和投加藥品 因 而可節(jié)約操作及管理費用 以上 投資可在 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) 已成功運行了 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 如有 臺 冷噸的空調(diào)機 組 每臺機組功耗約為 按節(jié)電 計算 每天節(jié)電 度 每 月節(jié)電為 度 節(jié)約藥劑費用 元以上 節(jié)約水費 元 以上 每臺機組每月至少節(jié)約運行成本 萬元以上 臭氧添加及旁濾系統(tǒng) 的應(yīng)用 由于冷卻塔循環(huán)冷卻水實際上是在對大量的空氣進行清洗 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)計院由于對影響機組效率的因素以及是否節(jié)水不關(guān) 心 因而在設(shè)計上幾乎無人采用旁濾罐 而實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 精品文檔 13歡迎下載 在水處理領(lǐng)域中 共聚物能有效地解決以磷系鋅系配方處理的冷卻水系統(tǒng) 中所產(chǎn)生的磷酸鈣 鋅泥和氧化鐵的沉淀問題 本文對丙烯酸 丙烯酸甲酯和 碳酸的共聚物 AA AMPS EA 聚丙烯酸 PAA 聚馬來酸酥 PMA 丙烯酸 和碳酸共聚物 AA AMPS 的阻垢分散性能進行了研究 認為 AA AMPS EA 是 一種多功能阻垢分散劑 正實驗部分 1 1 材料分散劑性能指標如下 PAA 淡 黃色液體 分子量 ZOOO 4000 活性物含量 3O 密度 1 18g cm PH 值 2 8 1 水液 AA AMPS 淡黃色透明液體 分子量 450O 700O 活性物含 量 31 密度 1 14g cm PH 值 1 5 1 水液 PMA 桔黃色粘稠液體 分子量 400 800 活性物含量 51 密度 1 19g cm PH 值 1 l 水液 AA AMPS EA 淡黃色液體 分子量 40O0 600O 活性物含量 31 密度 1 lOg cm PH 值 3 1 水液 其他所用試劑皆為分析純 1 2 穩(wěn)定 Zn 性 能的評定 Zn 初始濃度為 IXIc mol l 阻垢分散劑加入量及 X10 moH 精品文檔 14歡迎下載 工業(yè)冷卻循環(huán)水處理工業(yè)冷卻循環(huán)水處理 工業(yè)冷卻循環(huán)水處理 工業(yè)冷卻循環(huán)水處理 中國專利 ZT 臭氧水處理 污 水處理系列 發(fā)明專利 ZL200910019972 4 實用新型專利 ZL200620081876 4 ZL99247354 3 ZL99247356 X 1 工作原理 水處理中 臭氧和其在水中分解的中間產(chǎn)物氫氧基 OH 協(xié)同作用 具 有 很強的氧化性 可以分解一般氧化劑難以破壞的有機物 而且反應(yīng)安全 速 度快 具有殺菌 消毒 除臭 脫色等功效 且無殘留及毒副作用 有意環(huán)保 可廣泛用于礦泉水 純 凈水 飲料 釀造用水 自來水 食品加工用水 城市 二次供水消毒及多種工業(yè)廢水 醫(yī)院污水 工業(yè)循環(huán)水 游泳池水 水族館用 水 水產(chǎn)養(yǎng)殖水 城市生活污水與中水的凈化 與回用 精品文檔 15歡迎下載 2 工藝圖 臭氧在污水處理方面的應(yīng)用臭氧在污水處理方面的應(yīng)用 一 水與廢水臭氧化的發(fā)展前景 1 與廢水臭氧化的發(fā)展前景 臭氧處理技術(shù)的發(fā)展可從兩方面來看 一是臭氧作為預(yù)處理或后處理與其他處 理方法的聯(lián)合 使用 如絮凝 氣浮 生化等 二是臭氧處理單元自身的發(fā)展 如光催化 金 屬催化氧化等 精品文檔 16歡迎下載 臭氧與其他處理方法聯(lián)合的工藝流程有很多形式 如 O3 生化 活性污泥 生物活性炭 法 O3 絮凝 膜處理 O3 膜處理 O3 氣浮 吹脫 O3 活性炭吸 附 O3 絮凝 O3 臭氧處理單元自身有以下幾種形式 O3 O3 H2O2 O3 H2O2 UV O3 UV O3 固體催化劑 固體催化劑如活性炭 金屬及 其氧化物 2 臭氧 活性炭技術(shù) 活性炭在反應(yīng)中 可能如同堿性溶液中 OH 作用一樣 加速臭氧分解生成如 OH 等自由基 作為催化劑 活性炭與臭氧共同作用降解微量有機污染物的反應(yīng)同其他涉及 臭氧生成 OH 的反應(yīng) 如提高 PH 值 投加 H2O2 UV 輻射 一樣 屬于高級氧化技術(shù) 3 臭氧生物活性炭作用及應(yīng)用 臭氧生物活性炭對有機物的去除包括三個過程 臭氧氧化 活性炭吸附和生物 降解 即在對 精品文檔 17歡迎下載 有機物的去除上 先發(fā)揮臭氧的強氧化能力 將有機物氧化成可被生物降解的 小分子有機物 接著利用活性炭良好的吸附性能將其吸附 再由吸附在活性炭上的生物對吸 附的有機物進 行生物降解 而臭氧分解后產(chǎn)生的氧 提高水中的溶解氧 使水中溶解氧常呈 飽和狀態(tài)或接 近飽和狀態(tài) 又為活性炭處理中的生物降解除提供必要條件 這一臭氧與顆粒 活性炭濾池相 結(jié)合的臭氧生物活性炭凈水處理工藝 BAC 法 一般置于凈水常規(guī)處去除水 中的有機物 且由于應(yīng)用了生物技術(shù) 大大延長了活性炭的運行同期 二 工業(yè)廢水的臭氧氧化處理 1 工業(yè)廢水 無論是