中央空調(diào)循環(huán)水處理
時間: 2014-06-04 10:51:57 來源: 東莞市海韻水處理科技有限公司
中央空調(diào)的循環(huán)水系統(tǒng)主要包括冷卻水系統(tǒng)和冷凍（采暖）水系統(tǒng)兩部分，其中冷卻水系統(tǒng)則為敞開式循環(huán)體系，而冷凍（采暖）水系統(tǒng)一般為密閉式循環(huán)體系。雖然中央空調(diào)水系統(tǒng)的這兩個部分各有特點，但存在同樣的問題：它們均是以自來水作為工作介質(zhì)的，在外界條件（如溫度、流速、濃度）改變時，水質(zhì)多表現(xiàn)為不穩(wěn)定的狀態(tài)，就會發(fā)生結(jié)垢、腐蝕、生物粘泥等現(xiàn)象，如不進行適當(dāng)?shù)乃幚恚瑒荼貢鸸艿蓝氯?、腐蝕泄漏、換熱效率降低等一系列問題，影響整個中央空調(diào)系統(tǒng)的正常運行。
一、中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)存在的問題
在中央空調(diào)的循環(huán)水系統(tǒng)中由于水質(zhì)不穩(wěn)定而易引起系統(tǒng)結(jié)垢、腐蝕、生物粘泥及菌藻滋生等不良后果。
1 腐蝕
1.1 碳鋼材質(zhì)與水中的氧氣作用而發(fā)生腐蝕，其反應(yīng)如下：
Fe + O2 + H2O Fe(OH)3↓
1.2 有害離子引起的腐蝕
中央空調(diào)循環(huán)水在濃縮過程中，各種鹽類的濃度相應(yīng)增加，當(dāng)Cl和SO4離子濃度較高時，會使金屬表面保護膜的防腐性能降低。尤其是Cl的離子半徑小、穿透性強，容易破壞金屬表面的保護膜增加其腐蝕反應(yīng)的陽極過程速度，引起金屬的局部腐蝕。
1.3 兩種不同的金屬接觸時，因金屬間電位差而造成電池腐蝕，例如熱交換器的銅管與碳鋼端板，其接觸部分的鋼鐵材質(zhì)會因此加速腐蝕。
1.4 水中微生物的滋生也會產(chǎn)生細菌性腐蝕，如硫酸還原菌、鐵細菌等。
1.5 其它引起腐蝕的影響因素有：pH值、溶解的氣體、溫度、流速等。
2 結(jié)垢及沉積
在中央空調(diào)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，所溶解的重碳酸鹽濃度隨著蒸發(fā)濃縮而增加，當(dāng)其濃度達到飽和狀態(tài)，或者在經(jīng)過換熱器傳熱表面使水溫升高時，水中鹽份溶解平衡遭到破壞，會發(fā)生下列反應(yīng)即水垢的生成：
Ca(HCO3)2 =CaCO3↓+CO2↑+H2O
生成的CaCO3水垢沉積在換熱器的傳熱表面，形成一層硬垢，導(dǎo)熱性能很差，嚴重影響換熱效率。
其次，中央空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備、管道主要材質(zhì)是碳鋼，其腐蝕產(chǎn)物主要是氫氧化物和鐵的氧化物的水合物，呈膠體狀態(tài)，穩(wěn)定地懸浮于水中，但當(dāng)通過熱交換器時易在受熱面膠體相互凝集沉淀。沉淀的Fe2O3由于它的不連續(xù)性和不致密性而對金屬無保護作用，而且由于它的磁性，粘著力強，且比重大，消除困難，形成污垢。
另外，循環(huán)水中也有天然有機物、泥沙、微生物群落等懸浮物，它們于流速慢或溫度高的地方慢慢沉積而形成污垢沉積在設(shè)備、管道表面。此類污垢一般較為疏松，易用水沖洗去除。
3 微生物影響
微生物可分為細菌、真菌及藻類，由于其散布在自然界各個角落，而中央空調(diào)循環(huán)水之溫度、鹽份、pH值、溶解氧等比較適合微生物繁殖。若未能得到有效控制，微生物不斷滋生，并分泌出大量粘液，將水中不溶性雜質(zhì)粘結(jié)在一起，產(chǎn)生粘泥附著于設(shè)備和管道的內(nèi)表面，阻礙水的流動和系統(tǒng)熱交換，且在粘泥沉積地方往往會造成沉積物下腐蝕。
4 危害與不良影響
上述的水垢、腐蝕和微生物滋生等這三者不是孤立的，是互相聯(lián)系和相互影響的，如水垢和污垢往往結(jié)合在一起，結(jié)垢和生物粘泥又能引起或加重腐蝕。這些水垢、腐蝕物及生物粘泥給中央空調(diào)的安全運行帶來了嚴重的危害。
4.1設(shè)備管道水垢附著：水垢的導(dǎo)熱系數(shù)極低，降低傳熱效率或傳熱不勻，影響中央空調(diào)的制冷效果，使冷凝器壓力升高，增大壓縮機正背面壓力差，導(dǎo)致電機負荷增加，造成高壓運行，增加電能消耗，嚴重時可直接造成主機高壓事故停機。
4.2 使系統(tǒng)水循環(huán)量減少：沉積物（如水垢、微生物粘泥）覆蓋在中央空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備管道或換熱器流道表面，嚴重的將堵塞管道，阻礙水流動，使冷凍水循環(huán)量減少，熱交換效率進一步降低。
4.3腐蝕設(shè)備和管道：系統(tǒng)管道及設(shè)備內(nèi)壁常因腐蝕造成銹渣脫落，脫落的銹渣會堵塞盤管，使空調(diào)換熱效果下降，嚴重時造成穿孔泄漏等重大停機事故；同時腐蝕的存在還使設(shè)備的使用壽命大為縮短。
為了防止水垢的形成，抑制微生物的生長繁殖，控制設(shè)備及管道的腐蝕，提高熱交換效率，節(jié)約能源，延長設(shè)備的使用壽命，就必須對中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)進行清洗除垢及日常的水質(zhì)穩(wěn)定處理，以降低設(shè)備和管道的腐蝕，控制結(jié)垢生成，抑制微生物繁衍，保證系統(tǒng)正常安全運行。
二、中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)清洗除垢處理
按照國際慣例，中央空調(diào)每年都應(yīng)科學(xué)清洗保養(yǎng)一次，否則就會出現(xiàn)生物粘泥堵塞，從而影響中央空調(diào)制冷效果，浪費能源，增加維修費用。根據(jù)日本栗田水處理公司提供的資料，生垢0.2～0.5mm厚度，換熱效率降低33%，中央空調(diào)運行耗能平均增加20%左右。
目前化學(xué)清洗是清除中央空調(diào)水系統(tǒng)內(nèi)水垢和污垢的最為有效的辦法。中央空調(diào)清洗的范圍主要包括：
1.冷凍水系統(tǒng)清洗（包括：膨脹水箱、蒸發(fā)器、管道等）
1.1 膨脹水箱的清洗。
1.2 整個系統(tǒng)的殺菌剝離處理和全有機化學(xué)清洗
1.3 整個系統(tǒng)的緩蝕預(yù)膜處理。
2.冷卻水系統(tǒng)清洗（包括冷卻塔、冷凝器、管道等）
2.1 冷卻塔的物理清洗及殺菌滅藻。
2.2 整個系統(tǒng)的殺菌剝離處理和全有機化學(xué)清洗。
2.3 整個系統(tǒng)的預(yù)膜處理。
清洗之前要對水質(zhì)進行采樣分析，調(diào)查了解設(shè)備運行使用情況，判斷污垢主要成分，根據(jù)水質(zhì)分析、系統(tǒng)材質(zhì)和設(shè)備系統(tǒng)運行與結(jié)垢情況制訂清洗方案。其具體操作步驟分為：
清水沖洗：啟動系統(tǒng)循環(huán)水泵，用大流量的清水盡可能的沖洗掉系統(tǒng)中的灰塵、泥沙、脫落的藻類及腐蝕產(chǎn)物等疏松的污垢，以節(jié)約用清洗藥劑量，降低清洗成本，為下一步的化學(xué)清洗做準(zhǔn)備。
殺菌剝離：排放出污水后補充清水，在循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)的冷卻塔和膨脹水箱中分別一次性的加入殺菌剝離劑，殺死系統(tǒng)中菌藻類微生物，并使設(shè)備、管道內(nèi)表面附著的生物粘泥剝離脫落；通過水泵循環(huán)運行12～24小時，進行殺菌滅藻剝離污垢，最后從最低點排放污水。
清洗除垢：系統(tǒng)補入清水后加入具有溶垢、滲透與分散作用的清洗劑和清洗緩蝕劑，啟動水泵將管道系統(tǒng)內(nèi)的浮銹、水垢、油污等清洗下來，分散于水中，隨水排出，還原清潔的金屬表面。循環(huán)清洗兩次，每次12小時，并要求加清水置換排污至濁度小于20ppm即視為清洗結(jié)束，最后將Y型過濾器上的過濾網(wǎng)拆開，蘸藥劑手工清洗干凈。
鈍化或預(yù)膜：設(shè)備管道經(jīng)過清洗后其金屬表面處于十分活躍的活性狀態(tài)，極易二次氧化銹蝕。A：若設(shè)備清洗后封存，則對設(shè)備進行預(yù)膜鈍化處理；B：若設(shè)備清洗后立即投入使用，則需進行預(yù)膜緩蝕處理，以更好的保護潔凈的金屬表面防止氧化銹蝕。
目前，對于循環(huán)水系統(tǒng)預(yù)膜處理的藥劑主要有專用預(yù)膜劑和緩蝕劑兩種。
采用專用預(yù)膜劑進行預(yù)膜處理時，系統(tǒng)先補入清水，并確認系統(tǒng)中水的濁度小于15ppm后，則于冷卻塔或膨脹水箱處一次性投加具有分散作用的預(yù)膜劑，啟動循環(huán)水泵運行72小時以上，在金屬表面形成致密的聚合高分子保護膜；最后加水置換排污至濁度小于10ppm。這種預(yù)膜方式主要在敞開式冷卻水系統(tǒng)中較為廣泛應(yīng)用。
若采用緩蝕劑來進行系統(tǒng)預(yù)膜時，系統(tǒng)先補入清水，并確認系統(tǒng)中水的濁度小于15ppm后，則于冷卻塔或膨脹水箱處一次性大劑量的緩蝕劑，啟動水泵循環(huán)運行48小時以上，使藥劑能均勻分散于整個循環(huán)水系統(tǒng)中，在金屬表面形成致密的聚合高分子保護膜，以起防蝕作用。其后可以直接轉(zhuǎn)入日常水質(zhì)穩(wěn)定處理，無須再排污。這種預(yù)膜方式主要在密閉式的冷凍水系統(tǒng)中較為廣泛應(yīng)用，這其實也就是冷凍水系統(tǒng)水質(zhì)日常維護中投加緩蝕劑。
循環(huán)水系統(tǒng)清洗過程完成后，就進入了日常水質(zhì)維護階段，即通過加入水質(zhì)穩(wěn)定劑，降低金屬材質(zhì)生銹速率，抑制水中菌藻滋生，防止鈣、鎂鹽結(jié)垢、沉淀，最大限度的保持設(shè)備和管道的金屬表面清潔。這樣就可減少中央空調(diào)清洗次數(shù)，延長設(shè)備的使用壽命。
三、中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)穩(wěn)定處理
中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的日常水質(zhì)穩(wěn)定處理是相當(dāng)重要的，不僅可延長管線和設(shè)備的使用壽命，即水處理的效果是使管線和設(shè)備達到設(shè)計的使用壽命；而且能節(jié)約大量的電能及水資源；還可防止中央空調(diào)水系統(tǒng)結(jié)垢、腐蝕，菌藻附著，保證系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)濟而安全運行。當(dāng)然還能改善風(fēng)機盤管系統(tǒng)運行狀況，創(chuàng)造穩(wěn)定的舒適工作和生活環(huán)境。
目前，采用化學(xué)加藥處理方法是循環(huán)水質(zhì)穩(wěn)定處理中最為有效且經(jīng)濟的技術(shù)措施，即根據(jù)循環(huán)冷卻水和冷凍水系統(tǒng)的水質(zhì)和材質(zhì)特點，采用合適的水質(zhì)穩(wěn)定劑以控制系統(tǒng)結(jié)垢、腐蝕、細菌藻類滋生等。
中央空調(diào)循環(huán)水的化學(xué)處理，要根據(jù)使用當(dāng)?shù)厮此|(zhì)條件，使用的溫度，設(shè)備的材質(zhì)確定相應(yīng)的水質(zhì)穩(wěn)定劑，并且藥劑使用濃度也要依據(jù)具體水質(zhì)情況，由分析監(jiān)控決定投加量，以維持和修補系統(tǒng)內(nèi)金屬表面形成的保護膜，以阻止和分散各種成垢離子結(jié)垢，控制菌藻的生成，達到防腐、防垢和控制微生物生長的目的。
加藥處理后的循環(huán)水質(zhì)要求符合GB50050-95《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》，其中：碳鋼腐蝕率 ≤ 0.125mm/a；銅腐蝕率 ≤0.005mm/a；污垢熱阻 ≤4.0 ×10mk/s；異養(yǎng)細菌總數(shù)≤5*10個/mL。
一般來說，用于中央空調(diào)循環(huán)水處理的水質(zhì)穩(wěn)定劑主要有三大類：阻垢緩蝕劑、緩蝕劑和殺菌滅藻劑。
1.阻垢分散劑 該水質(zhì)穩(wěn)定劑為復(fù)合型水處理藥劑，具有協(xié)同增效作用，化學(xué)穩(wěn)定性強，耐高溫，低磷環(huán)保，可同時控制多種金屬材質(zhì)的腐蝕及污垢的產(chǎn)生，具有良好的阻垢緩蝕效果。能通過螫合、增溶和吸附分散作用，使Ca、Mg等致垢離子穩(wěn)定地溶于水中，對碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鹽及碳酸鋇等有卓越的阻垢效果，能很好地控制系統(tǒng)結(jié)垢，并對氧化鐵、二氧化硅等膠體也有良好的分散作用，同時能在碳鋼金屬表面形成致密的保護膜，阻止腐蝕性離子的浸入，對設(shè)備表面起到良好的緩蝕保護效果。
對于密閉式冷凍水系統(tǒng)而言，其加藥口為膨脹水箱處，以系統(tǒng)保有水量計，按每噸水投加0.2Kg阻垢分散劑比例一次性地加入冷凍水系統(tǒng)中即可。
對于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)而言，加藥口為冷卻水塔處，首次投加藥劑（即基礎(chǔ)加藥）時以系統(tǒng)保有水量計，按每噸水加入0.5Kg阻垢分散劑即可，補水時按補水量同比例補加藥劑，一般每月加藥一次。
2.緩蝕劑
這是一種陽極型緩蝕劑，穩(wěn)定性能好，能在碳鋼、銅及其合金材質(zhì)表面形成多層致密的高分子防護膜，使金屬表面不起氧化還原反應(yīng)，具有良好的緩蝕性能。
對于密閉式冷凍水系統(tǒng)而言，其加藥口為膨脹水箱處，以系統(tǒng)保有水量計，按每噸水投加0.5～1Kg緩蝕劑比例一次性地加入冷凍水系統(tǒng)中即可。
對于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)而言，加藥口為冷卻水塔處，首次投加藥劑（即基礎(chǔ)加藥）時以系統(tǒng)保有水量計，按每噸水加入0.5Kg緩蝕劑即可，補水時按照補水量同比例補加藥劑，一般每月加藥一次。
3.殺菌滅藻劑
本品是針對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)極易滋生菌藻的特點而設(shè)計的殺生劑配方。
本殺菌滅藻劑為低毒、高效、廣譜的殺生劑，分為氧化型和非氧化型兩種殺菌劑，能夠不可逆的有效控制和殺死范圍很廣的微生物，本身也能被分解或被微生物降解；具有穿透粘泥和分散或剝離粘泥的能力，兼有優(yōu)良的粘泥剝離和抑制菌藻繁殖的效果。同時在使用濃度下，與水中的緩蝕劑和陰垢分散劑能夠彼此相容。
在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，氧化型和非氧化型兩種殺菌劑交替投加，則可取得更好的殺菌滅藻和剝離效果，能削弱微生物的耐藥性。其投加量視水中菌藻滋生情況而定，按系統(tǒng)保有水量加藥，用藥濃度通常為每噸水投加0.5～1Kg殺菌劑，一般每月加藥殺菌一次，并且兩種殺菌劑間隔一周時間交替沖擊投加。中央空調(diào)水處理，是通過中央空調(diào)的循環(huán)水系統(tǒng)來實現(xiàn)的。中央空調(diào)水處理的循環(huán)水系統(tǒng)主要包括冷卻水系統(tǒng)和冷凍（采暖）水系統(tǒng)兩部分，其中冷卻水系統(tǒng)則為敞開式循環(huán)體系，而冷凍（采暖）水系統(tǒng)一般為密閉式循環(huán)體系。雖然中央空調(diào)水系統(tǒng)的這兩個部分各有特點，但存在同樣的問題：它們均是以自來水作為工作介質(zhì)的，在外界條件（如溫度、流速、濃度）改變時，水質(zhì)多表現(xiàn)為不穩(wěn)定的狀態(tài)，就會發(fā)生結(jié)垢、腐蝕、生物粘泥等現(xiàn)象，如不進行適當(dāng)?shù)乃幚?，勢必會引起管道堵塞、腐蝕泄漏、換熱效率降低等一系列問題，影響整個中央空調(diào)系統(tǒng)的正常運行。