水处理技术 
 1　水处理的目的

 

　　水处理的目的大致分为三部分。

 

　　1.1　延长管线和设备的使用寿命

 

　　即水处理的效果是使管线和设备达到设计的使用寿命，见表1。

 

　　1.2　节水节能

 

　　当结垢和腐蚀产生锈垢堆积物时，会导致系统制冷效率下降，为了达到同样的制冷效率，必须加大能源消耗，同时带来了安全隐患。进行恰当的水处理，可防止水系统结垢、腐蚀，杀菌灭藻，设备也可高效、经济、安全运行。节约大量能源，以及节约大量工业用水。

 

　　1.3　达到改善风机盘管系统运行状况，创造稳定舒适的工作和生活环境，保证中央系统稳定经济正常运行。

 

2　中央水处理的方法及实践

 

　　水处理方法根据水质条件、设备要求的差异而有所区别，下面对目前常用的一些水处理方法做一一介绍。

 

　　2.1　pH值调节法

 

　　根据朗格利尔指数，算出LSI饱和指数为零时的pH值，达到这个理论值，理论上水既不结垢，也不腐蚀，通过加硫酸或盐酸使理论值不变，但是由于水质条件及工况的日常变化，在实际操作中难度太大，基本不采用。

 

　　2.2　软化水处理

 

　　在北方地区，由于水质硬度高，过去最常用的就是将水中结垢性离子如Ca、Mg通过置换去除。但实际上，带来了更为严重的腐蚀现象，腐蚀穿孔、泄漏经常发生。因为，去除钙镁离子后，打破了离子平衡，从朗格利尔指数的变化，可知为严重腐蚀性倾向会更加加剧以下反应的进行，随着时间的推移，腐蚀有一个加速过程，其反应为自催化反应。

 

　　Fe + O2 + H2O → Fe2+　，　Fe2+ + O2　→ Fe3+　，　Fe3+ + Fe → Fe2+

 

　　所以，在循环水系统中，尽量少使用软化水和去离子水，如果原水硬度过高，可以在水处理专业公司指导下，根据水质情况进行配水。现在，欧美等国家已经逐渐取消软化水的装置，因为排污会带来更为严重的环境污染。

　2.3　电子、静电场处理

 

　　利用外加电场，使水中阴、阳离子处于电场之中，使水中的钙镁等阳离子发生极化，以致于使水中碳酸钙等晶体发生晶格畸变，使其分散在水中，不能结成晶核，生成沉淀。但由于其电场只能在一定的距离内有效，一旦距离发生变化或者由于电场力的减弱，水中离子频率的不断变化，往往时间一长，便失去了阻垢作用。

 

　　2.4　磁化处理

 

　　外加磁场，使水中各种积团磁化而稳定在水中，但在实际应用中，理论与实用并不相符，处理能力与电子、静电场差不多，具体实用效果有待证实。

 

　　2.5　传统的化学水处理

 

　　化学方法处理是通过投加各种水质稳定剂，如缓蚀阻垢剂、分散剂、杀菌剂，使水中的结垢性离子稳定在水中，其原理是通过螯合、络合和吸附分散作用，使钙镁离子稳定地通过螯合物络合溶于水中，并对氧化铁、二氧化硅等胶体有良好的分散作用。由于缓蚀剂在金属表面形成不溶于水或难溶于水的保护膜，由于阻碍金属离子的水合反应或溶解氧反应，而抑制腐蚀反应。具体的化学阻垢缓蚀作用下面介绍，此方法是目前中央水处理使用最为普遍的一种方法，也是在工业水处理中应用面最广、技术最成熟的一种方法，实践证明了是有效而又经济的方法。

 

3　中央水系统的特点

 

　　3.1　循环冷却水系统特点

 

　　中央循环冷却水系统的浓缩倍数和运行时间的关系，见图1所示，运行条件见表2。

 

 

　　从图1和表2可以看出，A曲线代表小型冷却塔，B、C曲线代表中型冷却塔，若不采取强制排污，A、B系统在数十小时内浓缩倍数就将达到10倍以上，C曲线是强制排污占循环水量的0.35%，浓缩倍数是3。相对于直流冷却水来说，浓缩倍数在2.5时，节约水量为98.6%，浓缩倍数为3时，节约水量为98.8%，浓缩倍数为4时，节约水量为98.9%，所以在日常加药处理时没必要刻意在高浓缩倍数下运行，反而有时在控制不当的情况下会引发故障，所以一般浓缩倍数在3左右合适。

 

　　循环冷却水系统的特点决定了必须解决的三大问题：结垢、腐蚀和藻类细菌滋生。

 

 

　　3.2　冷冻水系统特点

 

　　1） 冷冻水系统一般为密闭式循环系统，没有蒸发，水量基本不会损失，但是，值得大家注意的是，带有喷淋装置的冷冻水系统，夏季有特殊的吸湿现象，即在循环过程中没有水量损失，反而因空气中的水蒸气进入系统而使系统中的离子浓度小于补充水。由于这种现象的发生在某些地区引起冷冻水变化较大，也是药量损失的主要因素。

 

　　2） 冷冻水温较低。

 

　　3） 冷冻水对设备的危害主要是腐蚀现象发生，常因腐蚀反应产生黄水、红水现象。

 

　　3.3　接水盘冷凝水特点

 

　　夏天空气潮湿，当湿度大于露点时，冷凝管表面能析出冷凝液，冷凝液在夏季极易生成细菌，导致冷凝液流出不畅，造成冷凝水溢出接水盘，污染客房的墙壁、地毯和家具。

 

4　中央水处理系统化学药剂的选择

 

　　根据上面的阐述，根据循环冷却水和冷冻水系统的特点，以及产生结垢、腐蚀和细菌藻类等，采用合适的化学水处理技术是能够解决的，针对中央的水系统的水质、设备材质、工况条件选择缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂和分散剂、正确匹配成合理的能发挥“协同效应”和“稳定效应”的水处理配方，并提出工艺控制条件、相应的预膜和加药方案等等，指导开机，提供及时有效的跟踪水处理技术服务，这是中央水处理技术的主要内容。

 

　　我们以实验用水水质，对复配药剂进行了一系列的腐蚀实验，根据结果及经验，大致确定了合适的复配药剂配方。磷系、硅系、钼系3类复配药剂在缓蚀方面均取得了良好的效果，挂片腐蚀率远远低于国家标准。

 

　　根据从全国各地用户反馈的信息看，在循环冷却水系统中采用以上三种复配药剂经过合理的正交配方后在缓蚀阻垢方面取得了良好的效果。

 

　　在冷冻水-采暖水系统中，采用钼系和有机缓蚀阻垢剂组成的药剂，对于防止腐蚀和结垢，效果也非常显著。

 

　　空调接水盘冷凝处理，可以采用空调防霉片，防霉片可置于冷凝管接水盘中，能有效地抑制细菌和粘泥的生成。可以保证接水盘的排水口不堵塞，达到预防冷凝液污染地毯、墙壁和家具的目的。

 

5　加药水质管理

 

　　5.1　浓缩倍数的管理

 

　　针对于不同地方的水系统，由于水源状况的差异以及设备性能的不同，要请专业水处理公司对系统作出合适的浓缩倍数，确定每天合适的排污量。

 

　　5.2　加药浓度的管理

 

　　如果加药浓度的有效含量不能维持在一定浓度上，则不能充分发挥药效。而如果过量加药，会造成经济上的损失。所以一般都要每隔一到两个星期，进行水质分析监测，进行跟踪服务，针对天气、环境和温度的改变，及时调整药剂含量或提出建设性意见，以便发现问题及时调整。

　5.3　水处理系统的在线控制

 

　　对中央空调冷冻水和冷却水系统来说，设备运行负荷往往变动较大，特别对冷却水系统来说，外界环境变化也较大（如昼夜温差、湿度等），而贮水量相对循环量的数值太小，即使进行一定的强制排污，冷却水的浓缩倍数仍在变化，甚至变化较大。所以现场控制难度较大，因此，在水处理时，为了使循环冷却水的水质维持在一定范围内，需要建立自动加药和排污管理系统的在线监控（见图2）。

 

　　自动加药和排污管理系统采用电导率控制器与电磁阀相联，当水的浓缩倍数过高时，则通过传感器启动电磁阀进行排污，并及时启动计量泵补充随排污流失的药量，自动化的采用，使循环冷却水的管理大大简化，实现了现场无人化管理，而且灵活、准确。俗话说：“三分药剂、七分管理”，强调的是浓缩倍数、药剂浓度的现场管理，传统的人工定期投加方法，虽然在一定程度上发挥了药效，但在实际操作中，水处理药剂浓度如果控制不准，则不能充分发挥药效；而过量的加药会造成经济上的损失。

 

　　所以，建议有关单位在经济允许的情况下加装自动加药排污一体化装置，以便使中央系统的水处理管理更加先进、操作更方便、经济更合理。水资源和能源更合理地得到利用。

 

6　结束语

 

　　综合以上所述，怎样在保护和延长设备的使用寿命情况下，合理利用水资源，是水质工作者需考虑的问题。对于用户来说，建议找有相应资质证明的专业水处理公司指导，才能真正达到事半功倍之效。针对中央水处理系统的特点，作了大量的水处理实验研究工作及参考了其他同行的意见，在此表示感谢，撰写此文，以便大家交流。