中央空调水处理技术探讨
3.3 日常监测
最重要的水质管理是掌握补水和冷却水的水质,而且要把防患于未然的对策作为基本措施。但由于空调水系统一般现场不具备分析条件,一般都委托有关单位进行分析,由于采用自动化管理,所以监测分析可半月或每月进行一次,以便发现问题及时调整。
腐蚀监测,采用现场挂标准试片,每月或两月测定一次。
三、冷冻水处理
冷冻水是只通过制冷机使其温度下降后再流向冷却工艺的循环水,主要用于中央空调和工厂中需低温冷却的系统。就冷却系统的构成而言,冷冻水分为密闭式和非密闭式,非密闭式又分为部分敞开式和喷淋式两种类型。中央空调冷冻水系统多为密闭式;工厂中冷冻水系统多为敞开式,如天津大沽化工厂某分厂7℃水;带有喷淋装置的冷冻水系统主要见于需进行空气洗涤和控制空气湿度的地方,如纺织厂、电子元器件制造车间等。上述几种不同形式的冷冻水系统,有着许多共同的特点。
1.冷冻水的特点
与一般循环冷却水相比较有以下几个特点:
1.l 浓缩倍数基本保持不变。密闭式冷冻水系统在循环过程中,由于不与空气接触,没有蒸发,所以水量基本上没有损失。部分敞开式冷冻水系统仅是冷水池敞口部分暴露于空气之中,与空气之间的交换量很少,可以忽略不计,故在循环过程中几乎没有水量损失。带有喷淋装置的冷冻水系统,夏季在循环过程中有特殊的吸湿现象,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低于补充水。由于这种现象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,应引起重视,采取相应措施。而在冬季由于对空气起增湿作用冷冻水有一定的浓缩。
l.2 水温比较低,一般在1℃到20℃之间变化,大多数在6℃到12℃之间。
1.3 水处理药剂为一次性投入,为了保证药剂的有效性,在指定的周期内排污换药。
1.4 冷冻水对设备的危害主要是腐蚀,常因腐蚀原因出现红水现象。
1.5 一般来说,贮水量与循环水量要小些。
2.腐蚀机理
冷冻水系统因其水量基本保持不变,水中钙、镁离子不因循环而增加,所以结垢趋势并不严重。系统主要存在的问题为溶解氧腐蚀,碳钢在水中由于形成微电池而引起腐蚀。腐蚀反应的过程可表示为:
阳极反应FeFe2++2e
阴极反应1/2O2+H2O+2e20H-
在水中Fe2++20H-Fe(OH)2
氢氧化亚铁极易氧化成红棕色的铁锈,这是冷冻水出现红水的主要原因。在敞开式和喷淋式系统中,由于系统部分暴露于空气中或与空气直接接触,系统中溶解氧的含量比较充足;在密闭式冷冻水系统中,溶解氧会因腐蚀的发生而迅速消耗,变的不充分。但这些系统仍会有少量的溶解氧存在,主要是通过阀门、管接头、泵的压垫漏进来的。此外,冷冻水系统虽然补充水很少,但溶解氧也会随着补充水的加入而带入系统中。所以溶解氧是造成冷冻水系统腐蚀的主要原因。
伴随着氧化铁的腐蚀机理,另一种腐蚀循环反应也同时发生。
1/2Fe3++Fe23Fe2+
Fe2++1/2O2Fe3+
这是去离子水或软化水腐蚀的主要原因,一旦形成腐蚀反应,还有一个加速过程而这种腐蚀在氧的存在下是一个往复连锁反应。这是因为钙、镁、碱度对腐蚀而言为保护性离子,而软化水与去离子水正是去除了这些离子,所以在某些用户出现设备一年就穿孔腐蚀现象,从水处理方面讲,密封式系统严禁使用去离子水或软化水。另外Cl-等腐蚀性离子也参加了反应且腐蚀因素较多,这里不—一叙述。未经加药处理的冷冻水系统腐蚀严重。
3.药剂的选择
根据冷冻水上述的主要腐蚀原因,分别对铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、钼酸盐、锌盐及有机酸、硫脲、硫醇、唑啉等药剂进行对比实验,因其中铬酸盐严重污染环境、亚硝酸钠的致癌原因而弃置不用。
我们以天津自来水为实验用水(数据见表1),采用挂片法,对单一及复配药剂进行一系列腐蚀实验,根据结果及实践经验,筛选出具代表性的几种复配药剂,试验数据见表2。
从表2结果看出,磷系、硅系、钼系三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。硅系复配药剂虽然效果好、价格便宜,但因易生成硅垢且不易去除,使用时慎重。钼系复配药剂缓蚀效果好,且冷冻水中药量损失不大,经济上可以接受。我们又以相同的配方对四川某厂冷冻水进行对比实验,其结果与上述一致。
磷系与钼系药剂相比,钼系主要以吸附膜、沉淀膜原理缓蚀,其效果可以使碳钢腐蚀率小到几乎测不出来,其缺点就是用量较大,复配药剂用量大于2000ppm,成本较高;而磷系药剂主要加入除氧剂等多种形式进行缓蚀,用量较小,一般为500ppm左右,成本低些,但效果不如钼系配方。
近几年,国家工业水处理工程技术研究中心,针对冷冻水和采暖水系统的特点,开发出一种新型的低钼药剂TS-52706,用量为100—500ppm,碳钢腐蚀率几乎为零,其阻垢环蚀效果非常优秀,专门适用于密闭系统。

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