中央空調水處理中冷凍水處理流程方法及原理

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　　中央空調水處理的過程中，冷凍水處理也是一個特別重要的過程，這一直是專業人士研究的方向之一，本文給大家詳細的來介紹冷凍水處理的方式。

　　冷凍水是只通過制冷機使其溫度下降后再流向冷卻工藝的循環水，主要用于中央空調和工廠中需低溫冷卻的系統。

　　就冷卻系統的構成而言，冷凍水分為密閉式和非密閉式，非密閉式又分為部分敞開式和噴淋式兩種類型。中央空調冷凍水系統多為密閉式;工廠中冷凍水系統多為敞開式;帶有噴淋裝置的冷凍水系統主要見于需進行空氣洗滌和控制空氣濕度的地方，如紡織廠、電子元器件制造車間等。上述幾種不同形式的冷凍水系統，有著許多共同的特點。

　　冷凍水的特點

　　與一般循環冷卻水相比較有以下幾個特點：

　　1、濃縮倍數基本保持不變。密閉式冷凍水系統在循環過程中，由于不與空氣接觸，沒有蒸發，所以水量基本上沒有損失。部分敞開式冷凍水系統僅是冷水池敞口部分暴露于空氣之中，與空氣之間的交換量很少，可以忽略不計，故在循環過程中幾乎沒有水量損失。帶有噴淋裝置的冷凍水系統，夏季在循環過程中有特殊的吸濕現象，即在循環過程中沒有水量損失，反而因空氣中的水蒸氣進入系統而使系統中的離子濃度低于補充水。由于這種現象在某些地區引起冷凍水變化較大，也是藥量損失的主要因素，應引起重視，采取相應措施。而在冬季由于對空氣起增濕作用冷凍水有一定的濃縮。

　　2、水溫比較低，一般在1℃到20℃之間變化，大多數在6℃到12℃之間。

　　3、水處理藥劑為一次性投入，為了保證藥劑的有效性，在指定的周期內排污換藥。

　　4、冷凍水對設備的危害主要是腐蝕，常因腐蝕原因出現紅水現象。

　　5、一般來說，貯水量與循環水量要小些。

　　腐蝕機理

　　冷凍水系統因其水量基本保持不變，水中鈣、鎂離子不因循環而增加，所以結垢趨勢并不嚴重。系統主要存在的問題為溶解氧腐蝕，碳鋼在水中由于形成微電池而引起腐蝕。腐蝕反應的過程可表示為：

　　陽極反應 Fe Fe2+ + 2e

　　陰極反應 1/2O2+H2O+2e 20H-

　　在水中 Fe2+ +20H- Fe (OH)2

　　氫氧化亞鐵極易氧化成紅棕色的鐵銹，這是冷凍水出現紅水的主要原因。在敞開式和噴淋式系統中，由于系統部分暴露于空氣中或與空氣直接接觸，系統中溶解氧的含量比較充足;在密閉式冷凍水系統中，溶解氧會因腐蝕的發生而迅速消耗，變的不充分。但這些系統仍會有少量的溶解氧存在，主要是通過閥門、管接頭、泵的壓墊漏進來的。此外，冷凍水系統雖然補充水很少，但溶解氧也會隨著補充水的加入而帶入系統中。所以溶解氧是造成冷凍水系統腐蝕的主要原因。

　　伴隨著氧化鐵的腐蝕機理，另一種腐蝕循環反應也同時發生。

　　1/2 Fe3+ + Fe2 3 Fe2+

　　Fe2+ +1/2O2 Fe3+

　　這是去離子水或軟化水腐蝕的主要原因，一旦形成腐蝕反應，還有一個加速過程而這種腐蝕在氧的存在下是一個往復連鎖反應。這是因為鈣、鎂、堿度對腐蝕而言為保護性離子，而軟化水與去離子水正是去除了這些離子，所以在某些用戶出現設備一年就穿孔腐蝕現象，從水處理方面講，密封式系統嚴禁使用去離子水或軟化水。另外Cl-等腐蝕性離子也參加了反應且腐蝕因素較多，這里不—一敘述。未經加藥處理的冷凍水系統腐蝕嚴重。

　　藥劑的選擇

　　根據冷凍水上述的主要腐蝕原因，分別對鉻酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、鉬酸鹽、鋅鹽及有機酸、硫脲、硫醇、唑啉等藥劑進行對比實驗，因其中鉻酸鹽嚴重污染環境、亞硝酸鈉的致癌原因而棄置不用。

　　我們以天津自來水為實驗用水，采用掛片法，對單一及復配藥劑進行一系列腐蝕實驗，根據結果及實踐經驗，篩選出具代表性的幾種復配藥劑。

　　磷系、硅系、鉬系三類復配藥劑在緩蝕方面均取得了良好的效果，掛片腐蝕率遠遠低于國家標準。硅系復配藥劑雖然效果好、價格便宜，但因易生成硅垢且不易去除，使用時慎重。鉬系復配藥劑緩蝕效果好，且冷凍水中藥量損失不大，經濟上可以接受。我們又以相同的配方對四川某廠冷凍水進行對比實驗，其結果與上述一致。

　　磷系與鉬系藥劑相比，鉬系主要以吸附膜、沉淀膜原理緩蝕，其效果可以使碳鋼腐蝕率小到幾乎測不出來，其缺點就是用量較大，復配藥劑用量大于2000ppm，成本較高;而磷系藥劑主要加入除氧劑等多種形式進行緩蝕，用量較小，一般為500ppm左右，成本低些，但效果不如鉬系配方。

　　近幾年，國家工業水處理工程技術研究中心，針對冷凍水和采暖水系統的特點，開發出一種新型的低鉬藥劑TS-52706，用量為100—500ppm，碳鋼腐蝕率幾乎為零，其阻垢環蝕效果非常優秀，專門適用于密閉系統。

　　冷凍水處理藥劑損失

　　l、 由于系統本身密閉性不強，在某些接口及泵處有泄漏現象，藥量隨之流失。一般情況下，損失的藥量占總藥量的1%一10%。但在某些系統，泄漏帶走的藥量為主要損失;因為冷凍水系統貯水量較小，只有幾個至幾十個立方，泄漏一個立方也會在幾天或幾十天系統里的水就會置換一次。某些系統一年回補好幾次藥，甚至每月都補。

　　2、系統本身要吸附一些藥劑，其損失量很小，約占總藥量的1%左右。

　　3、在某些帶有噴淋裝置的冷凍水系統中，由于吸濕作用，系統水量增加而發生溢流造成藥劑損失。

　　4、使用磷系配方，因除氧劑的消耗而必須定時補藥，周期為1～2月/每次。

　　加藥方式

　　冷凍水藥量損失較小，但為了保證藥劑在水中的有效性，須人為的進行有規律的排污、補水、加藥。目前，對冷凍水中加藥的間隔時間還未見報道，這里介紹幾種方法。

　　1、 根據水質檢測結果不定期加藥。

　　2 、連續加藥：即連續地小量排水與補水，同時連續加藥。

　　3、 定期加藥：即每隔一定時間，換水加藥。因換水會帶走大量的冷能，故此方法一般采用部分排水補水進行，也有采用隔幾個月換掉部分冷凍水、補充部分藥劑的方法。

　　4 、自動控制加藥：現場可通過儀器反映冷凍水的電導率、排污量等來控制加藥。還有更先進的方法是通過反映藥劑中示蹤離子含量的儀器來控制加藥。這種方法的優點是現場操作方便，節省人力物力，節省藥劑。但此類儀器價格較高，所以僅在大型中央空調系統中使用。