暖通與空調(diào)制冷水處理現(xiàn)狀、問題及對策

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　1、暖通與空調(diào)制冷水處理現(xiàn)狀

　　1.1 熱水供暖系統(tǒng)、空調(diào)（制冷）冷水或熱水（以下簡稱冷熱水系統(tǒng)）的水處理，以前曾采用鈉離子交換器對自來水（或深井水）進行軟化處理的方法，現(xiàn)今也有沿用此方法的。制冷（或空壓、空分）冷卻水（以下簡稱冷卻水系統(tǒng)）， 以前沒有采取任何水處理方法，而現(xiàn)今仍有不做任何水處理的。

　　1.2 冷熱水系統(tǒng)采用鈉離子交換器對自來水（或深井水）進行軟化處理，而冷卻水系統(tǒng)則采用電子水處理儀、磁水器等物理方法進行水處理。

　　1.3 冷熱水系統(tǒng)雖然裝有加藥罐，但運行中并未堅持使用，而冷卻水系統(tǒng)則采用電子水處理儀、磁水器等物理方法進行水處理。

　　1.4 冷熱水系統(tǒng)及冷卻水系統(tǒng)均采用電子水處理儀、磁水器等物理方法進行水處理。

　　1.5 冷熱水系統(tǒng)采用人工或自動加藥設(shè)備對系統(tǒng)實行加藥的化學(xué)水處理，而冷卻水系統(tǒng)則采用電子水處理儀、磁水器等物理方法進行水處理。

　　1.6 冷熱水系統(tǒng)及冷卻水系統(tǒng)二套系統(tǒng)，均采用人工或自動加藥設(shè)備對系統(tǒng)實行化學(xué)水處理。

　　2、暖通與空調(diào)制冷循環(huán)水系統(tǒng)特點

　　2.1 冷熱水系統(tǒng)一般為閉式循環(huán)水系統(tǒng)，但也有開式循環(huán)水系統(tǒng)（比如棉紡織廠的噴淋式空氣處理室等組成的系統(tǒng)等）。其運行、調(diào)試前的首次充水及運行期間的補充水一般為城市自來水（但也有用深井水的）。運行期間的補充水量，開式循環(huán)水系統(tǒng)比閉式循環(huán)水系統(tǒng)要大得多，并且對循環(huán)水水質(zhì)要求也比較高。如水的細菌含量，水是否有毒性，水是否符合國家衛(wèi)生標(biāo)準等。

　　2.2 冷熱水系統(tǒng)，其循環(huán)水的溫度夏季多在7—12℃；冬季65—50℃之間，而中央空調(diào)末端設(shè)備冬季供水溫度一般多在60℃及其以下。

　　2.3 除蒸汽鍋爐以外的系統(tǒng)，熱水供暖系統(tǒng)循環(huán)水的溫度多在100℃以下，但也有高溫水供暖系統(tǒng)，比如110—70℃、130—70℃、150—90℃等。

　　2.4 閉式循環(huán)水系統(tǒng)的水不受周圍環(huán)境影響，并且沒有濃縮水中原有各種離子的問題，其質(zhì)量濃度不變；而開式循環(huán)水系統(tǒng)的水則會受周圍環(huán)境影響，如車間生產(chǎn)設(shè)備散發(fā)的粉塵、新風(fēng)采集及處理過程中的污物等都會對循環(huán)水造成污染。

　　2.5 表冷器加噴淋的空調(diào)機或噴淋式空調(diào)機（室）的水箱內(nèi)很容易滋生大量細菌，水箱底部存有大量粘泥，衛(wèi)生條件很差。現(xiàn)已引起同行們的高度重視。

　　2.6 冷卻水系統(tǒng)一般為開式循環(huán)水系統(tǒng)，但也有閉式循環(huán)水系統(tǒng)。其首次充水及運行期間的補充水亦為城市自來水或深井水。冷卻水溫度一般為32～37℃，或低于該溫度。冷卻水受環(huán)境影響比較大，如塵埃（空氣中的懸浮物）、細菌、空氣中的氧氣、二氧化硫、氮氧化合物、酸雨等。這些物質(zhì)一旦進入冷卻水系統(tǒng)，則將嚴重污染冷卻水，加上由于冷卻水不斷蒸發(fā)，水中的Ca₂＋、Mg₂＋、Cl－、SO42－及溶解固形物、懸浮物的濃度不斷增加，造成對冷卻水系統(tǒng)設(shè)備和管路的腐蝕、結(jié)垢以及出現(xiàn)細菌藻類的繁殖，嚴重時會產(chǎn)生粘泥并堵塞管道或設(shè)備。

　　3、暖通與空調(diào)制冷循環(huán)水系統(tǒng)的基本問題

　　閉式循環(huán)冷熱水系統(tǒng)的主要問題是腐蝕，而敞開式冷卻水系統(tǒng)的主要問題則是結(jié)垢和腐蝕。

　　3.1 閉式循環(huán)水系統(tǒng)的主要問題是普遍存在著腐蝕現(xiàn)象，而不是人們所想像的結(jié)垢。如天津市河西區(qū)某道路改造中將跨道路的架空供熱管道拆除時，發(fā)現(xiàn)管內(nèi)壁并沒有結(jié)垢而是出現(xiàn)全表面腐蝕并伴有點蝕現(xiàn)象；最近天津某大學(xué)在拆除供熱管道時也同樣出現(xiàn)上述腐蝕問題，通過調(diào)查，得知他們的系統(tǒng)沒有采用化學(xué)藥劑方法進行水處理。所以閉式循環(huán)水系統(tǒng)，在工程設(shè)計時應(yīng)首先考慮如何防止系統(tǒng)腐蝕，與此同時，當(dāng)然還要考慮如何防止系統(tǒng)結(jié)垢等問題。針對上述問題應(yīng)該轉(zhuǎn)變思想觀念，將如何防止系統(tǒng)腐蝕放在首位，其次是防止結(jié)垢等問題。其理由是：暖通與制冷空調(diào)的閉式循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水量大、水溫低，且設(shè)備換熱表面溫度亦低；因而不會像蒸汽鍋爐的爐水那樣，會使?fàn)t水中各種離子發(fā)生濃縮現(xiàn)象。加之暖通與制冷空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的補充水量雖然比較少，但是含有一定量的溶解氧及含鹽量，故腐蝕問題已成為首要問題。

　　3.2 冷卻水系統(tǒng)是一個最不利的系統(tǒng)，更應(yīng)搞好水處理工作。我們曾對某單位的冷卻塔進行清洗工作時發(fā)現(xiàn)，這個冷卻水系統(tǒng)設(shè)有一臺500T/h的橫流式冷卻塔，并設(shè)有多臺電子水處理儀。經(jīng)過一個夏季的運行后，冷卻塔的填料上出現(xiàn)了大量碳酸鹽水垢，其厚度約為20—50μm；進出水管道的內(nèi)壁產(chǎn)生了很明顯的氧化鐵皮。將清理出的水垢和氧化鐵皮收裝起來足有6小麻袋。如果不及時清洗的話，將這些水垢、氧化鐵皮帶進設(shè)備，很容易堵塞冷凝器，造成事故停車。后來該單位接受建議，采用自動加藥水處理設(shè)備，對系統(tǒng)實行化學(xué)水處理，結(jié)垢問題隨之得到了解決。

　　4、暖通與空調(diào)制冷水處理的有關(guān)設(shè)計規(guī)范

　　4.1 應(yīng)嚴格執(zhí)行水處理的三個技術(shù)法規(guī)

　　國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的2001年版中華人民共和國國家標(biāo)準“工業(yè)鍋爐水質(zhì)”（GB1576-2001）、1995年版中華人民共和國國家標(biāo)準“工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范”（GB50050-95）及“工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計規(guī)范”（GB/T50102-2003），是本行業(yè)水處理的技術(shù)法規(guī)，應(yīng)當(dāng)認真貫徹執(zhí)行。

　　4.2 新標(biāo)準放寬了給水硬度指標(biāo)

　　新標(biāo)準“工業(yè)鍋爐水質(zhì)”（GB1576-2001）中，對熱水鍋爐給水采用化學(xué)藥劑處理水的工藝放寬了給水的硬度。原標(biāo)準 GB1576-1991中規(guī)定給水硬度≤4mmol/L，新標(biāo)準GB1576-2001中規(guī)定給水硬度≤6mmol/L.而我國大部分地區(qū)的自來水的硬度均為6mmol/L左右（天津灤河水的硬度約3.4 mmol/L，pH=7，溶解氧10mg/L）。這對以水為載體的供暖、空調(diào)制冷循環(huán)水系統(tǒng)，為采用化學(xué)藥劑水處理方法創(chuàng)造了十分有利的條件。也就是說，中國大部分地區(qū)的熱水供暖系統(tǒng)、空調(diào)冷熱水系統(tǒng)完全可以采用化學(xué)藥劑處理水。因為這樣就可減少以去除水的硬度為主要目的而采取鈉離子交換方法，致使每年產(chǎn)生大量的、數(shù)以萬噸的廢鹽液污染地下水的問題。

　　5、暖通與空調(diào)制冷水處理設(shè)計要點

　　5.1 收集有關(guān)水質(zhì)資料

　　在進行水處理設(shè)計時，應(yīng)首先收集系統(tǒng)用水的水質(zhì)資料，如：硬度、pH值、溶解氧、氯離子濃度、溶解固形物（或含鹽量）、懸浮物等。以便為工程設(shè)計中設(shè)法解決循環(huán)水系統(tǒng)普遍存在的腐蝕或結(jié)垢現(xiàn)象提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　5.2 了解系統(tǒng)中設(shè)備與材料的材質(zhì)

　　應(yīng)確定或了解系統(tǒng)中設(shè)備、管道、閥門、水泵等所用材質(zhì)，以適應(yīng)設(shè)計工作對水質(zhì)的要求及確定水處理方案，并防止系統(tǒng)腐蝕及結(jié)垢。

　　5.3 冷熱水系統(tǒng)的水處理工藝

　　熱水供暖系統(tǒng)、空調(diào)冷熱水系統(tǒng)的水處理方案，首先應(yīng)采用先進技術(shù)及行之有效的方法——水處理自動加藥設(shè)備對系統(tǒng)實行自動加藥的化學(xué)水處理方法。單一采用鈉離子交換器制取的軟化水只防止系統(tǒng)結(jié)垢，不防止系統(tǒng)腐蝕，但空調(diào)冷、熱水的腐蝕性大于自來水。這是由于，自來水中含有天然的碳酸氫鈣，它是一種陰極性緩蝕劑。當(dāng)自來水軟化后，雖然提高了水的PH值，但是隨著硬度成分的去除，水中原有的天然緩蝕劑——碳酸氫鈣也被除去了；加之鈉離子交換器的軟化水比原水含鹽量有所增加，其計算式為：

　　ΔG=2.95HCa+10.84HMg

　　式中 ΔG—軟化水含鹽量的增加量，mg/L；HCa—原水中Ca硬度，mmol/L；HMg—原水中Mg硬度，mmol/L.

　　因此，單一采用鈉離子交換器制取的軟化水，還應(yīng)投加化學(xué)藥劑以阻止系統(tǒng)的腐蝕。這種方法既會使鈉離子交換器產(chǎn)生大量再生廢鹽液而污染地下水，又會使設(shè)備一次總投資比采用化學(xué)復(fù)合藥劑方法的水處理設(shè)備大得多。不僅如此，采用與循環(huán)冷、熱水系統(tǒng)特點相對應(yīng)的化學(xué)藥劑進行水處理，其運行費用也較低。它還是一種無污染的綠色環(huán)保產(chǎn)品，應(yīng)大力推廣。

　　以物理方法進行水處理，如采用磁水器、電子水處理儀等裝置，在某種水質(zhì)的情況下有阻垢效果，但沒有防止腐蝕的作用，因而會使系統(tǒng)發(fā)生嚴重的腐蝕。某商廈安裝2臺日立牌螺桿冷水機組，運行幾年后發(fā)現(xiàn)設(shè)備、管道嚴重腐蝕，原物理水處理設(shè)備未能起作用。2002年初將原有的“電子水處理儀”及所有腐蝕管道全部拆除，拆除過程中發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)壁有大量銹瘤及氧化鐵。因此對螺桿冷水機組也作了化學(xué)清洗。后改用“化學(xué)藥劑方法”的水處理方案，采用自動加藥設(shè)備，對空調(diào)冷熱水系統(tǒng)及冷卻水系統(tǒng)，均實施化學(xué)水處理，運行二年來收到了良好的效果。

　　5.4 冷卻水系統(tǒng)的水處理工藝

　　為防止制冷（或空壓、空分）水系統(tǒng)，受環(huán)境影響，使冷卻水中混入大量的塵埃、細菌、空氣中的氧氣、二氧化硫、氮氧化合物、酸雨等的污染，并由于冷卻水不斷蒸發(fā)，水中原有的Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO42－及溶解固形物、懸浮物濃度不斷增加，從而造成對冷卻水系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢和細菌藻類的繁殖，以致產(chǎn)生粘泥并堵塞管道或設(shè)備。所以在設(shè)計上應(yīng)首選“化學(xué)藥劑方法”的水處理方案。從目前現(xiàn)有技術(shù)來看，采用與冷卻水系統(tǒng)特點相對應(yīng)的化學(xué)藥劑進行水處理，比其它任何一種方法更行之有效，符合現(xiàn)行國家技術(shù)監(jiān)督局與建設(shè)部發(fā)布的國家標(biāo)準。該方法從國標(biāo)（GB50050-95）——“工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范”及“工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計規(guī)范”（GB/T50102-2003）考慮，優(yōu)于其它任何一種方法。

　　5.5 應(yīng)嚴格控制系統(tǒng)首次充水及運行期間的補水水質(zhì)

　　如果首次充水或補水的水質(zhì)不符合要求，則會對系統(tǒng)設(shè)備、管道造成腐蝕。即使是不銹鋼設(shè)備（如SUS304、SUS316等材料），如Cl－離子濃度過大，也會產(chǎn)生設(shè)備腐蝕甚至造成穿孔。

　　6、暖通與制冷空調(diào)水處理技術(shù)展望

　　6.1 破除傳統(tǒng)觀念，采用水處理新技術(shù)，人人都從綠色環(huán)保的角度出發(fā)設(shè)計、建設(shè)、管理美好家園。

　　6.2 呼吁有關(guān)部門制定優(yōu)惠政策及相關(guān)法規(guī)，研制、生產(chǎn)更多廉價的綠色化學(xué)水處理藥劑，以適應(yīng)保護環(huán)境的需要。無磷（膦）、無毒性綠色化學(xué)水處理藥劑，經(jīng)在熱水供暖系統(tǒng)、空調(diào)冷熱水系統(tǒng)及冷卻水系統(tǒng)使用證明，具有對環(huán)境無污染、無破壞的良好效果，其運行費用與含有機膦酸鹽的阻垢、緩蝕藥劑相當(dāng)。特別值得一提的是運行中的排污不會造成對環(huán)境的磷污染。

　　6.3 水處理自動加藥設(shè)備是一種可實現(xiàn)對循環(huán)水系統(tǒng)自動或定時加藥，以減少人員勞動強度的設(shè)備。該設(shè)備可根據(jù)補水量的多少，比例式的自動加藥或定時加藥，還可以根據(jù)水中的pH值及補水量定量加藥在線控制。我們要不斷開發(fā)技術(shù)先進、操作簡便、性價比優(yōu)越的自動水處理加藥設(shè)備，以促進我國暖通與制冷空調(diào)行業(yè)化學(xué)水處理的發(fā)展。