１．循環(huán)冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生的問題

循環(huán)冷卻水廣泛應用于：*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*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?？欤又h(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。

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ｐＨ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。

（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由于不斷蒸發(fā)濃縮而結晶析出形成水垢。一般認為，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，水中的總溶解固體可達到１７００ｍｇ／ｌ，硬度可達到７２４ｍｇ／ｌ（以ＣａＣＯ３計）而不結垢，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，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

 

注：mpy為密耳/年，1密耳=2.54mm

 

（３）臭氧殺生滅菌：臭氧是zui強的氧化型殺生劑，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，能氧化垢層基質中的有機物成分，使垢層失去粘結劑變松脫落，從而起到除垢的作用。

３．臭氧處理冷卻塔的優(yōu)點

采用臭氧技術處理冷卻塔循環(huán)水，具有如下優(yōu)點（歐美國經(jīng)驗）：
Ａ． 污水排放量減少５０％以上；
Ｂ． 不需要化學藥劑，可*環(huán)保要求；
Ｃ． 臭氧是的殺生滅菌劑，可以有效的殺滅細菌及病毒，包括軍團菌，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，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)水技術在國外得到了廣泛的應用，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，已成功運行了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)機組，每臺機組功耗約為６５０ ｋｗ，按節(jié)電５％計算，每天節(jié)電７８０度，每月節(jié)電為２３４００度，節(jié)約藥劑費用３０００元以上，節(jié)約水費３０００元以上，每臺機組每月至少節(jié)約運行成本２萬元以上。

４．臭氧添加及旁濾系統(tǒng)的應用

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的清潔，而國內(nèi)的設計院由于對影響機組效率的因素以及是否節(jié)水不關心，因而在設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，水質清澈無垢、環(huán)保節(jié)水。