中央空调水处理工艺过程最新进展分析

焦合金

[摘要]中央空调的水处理过程日趋复杂化，其药剂的使用，清洗的过程都较以往有所不同。在中央空调清洗工艺的设计过程中，需要针对具体的工艺设备和流程，以及对工艺和设备的详尽了解和熟悉，之后，对设备的老化进行检验，以取得最原始的数据，加以分析，得到正确的合理的清洗过程流程a对循环的水资源，冷却系统的控制定量分析，加以总结，为更好的完善水处工艺为积累经验。

[关键词]水处理中央空调废水循环利用

中图分类号：TB6文献标识码：A文章编号：1671－7597(2009)0210075－02

一、中央空调水处理过程阶段分析

(一)物理清洗

对主机水侧铜管进行“通炮”，适用于主机水侧铜管轻微软垢或新建系统，是一种经济有效的方法。具体操作：打开主机端盖，用通炮器逐一对铜管逐根通炮，清洗管壁的生物粘泥和锈渣，通炮完毕则用高压水冲洗干净，然后将水室侧面，端盖内壁所有锈渣，垢块彻底铲除，并刷两遍防锈漆，起到除锈，防锈，除垢，防垢的作用。主机水侧铜管通炮清洗一般一年一次。

(二)化学清洗

采取单台循环专业清洗方法，采用有机高分子螯合清洗剂，配以高效缓蚀剂，对铜管的腐蚀比无机酸低十几倍，在有效地保护设备的基础上可以快速除垢。除锈，清洗结束后对铜管进行预膜处理，可以极大地延缓设备的腐蚀速度。具体步骤为：化学除垢，漂洗中和，药剂预膜。

(三)其他主要空调设备清洗

风机盘管系统的清洗，板式热交换器的清洗，冷却塔的清洗等；风机盘管系统清洗主要包括：Y型过滤器拆洗，冷凝水盘，表冷器，风机等清洗及消毒：板式热交换器清洗主要包括：对板交进行化学清洗和物理拆洗两种方式相结合进行清洗；冷却塔的清洗主要包括：对冷却塔填料，集水池底部等部位进行除垢，除锈，除藻及黏泥清洗以及杀菌处理。

二、水处理过程中废水的产生和回收利用

凝结水回收利用的优点：

(一)节水

蒸汽凝结水在管道和设备无腐蚀现象的前提下水质非常好，接近蒸馏水水质，是良好的补充水源。如果凝结水全部回收，则锅炉房补充的软水仅为锅炉排污损失部分。如果锅炉以开一备一，开机时间平均为每小时开机45分钟，每天以24小时，每年以365天计，则一年可节水：

4υh×45mm/60min×24h×365＝26280(砘)

每吨工业用水按2.5元计，则每年因节水可节约费用6.57万元。

(二)节能

凝结水是通过疏水阀由蒸汽项出，因此凝结水中夹带有蒸汽，温度很高，如果回收系统保温措施妥当，凝结水回到锅炉房后水温还在90℃以上。如果自来水一年的平均水温以15℃计，则每年可节能：

Q＝m·c·△t＝26280×10³×1×(90－15)＝1.97×10⁹kcal

油的燃烧热以1×104kcal/kg计，锅炉的热效率以80％计，则每年可节油：

如果以2000元／吨油计，则每年因节油可节约费用：

246吨×2000元／吨＝49.2(万元)

(三)节省水处理费用

蒸汽凝结水不含钙镁离子，因此不需软化处理，可节省硬水软化的费用。

三、冷却水系统特点

冷却水在循环使用过程中不断蒸发浓缩，含盐量不断上升，为了不使含盐量无限制的升高，必须排放掉一部分冷却水，同时补入新鲜水，前者称之为排污，后者称之为补水。含盐量上升后极易在热交换器的水侧形成水垢，垢的形成不仅使传热效率下降、制冷负荷增大，还会形成垢下腐蚀，造成水电浪费和缩短机组使用寿命。冷却水系统的另一特点是保有水量小，极易浓缩，如掌握不好排污量和补水量，浓缩倍数波动较大，难以保证水处理效果。因此，对于冷却水系统水处理的重点是控制结垢兼顾缓蚀并定时加药、排污、补水。

通过计算设置两台双良中央空调机组，制冷量为100×104Kcal/h和70×104Kcal/h，以确保工作环境温度在2722以下，大约每年5月初开机，10月中旬停机。循环冷却水系统循环量为200m³/h和150m³/h，保有水量为30m³和20m³。冷冻水系统保有水量为15m³和10m³。补充水为天津自来水(水质情况见表1)。机组安装后由于未采用化学水处理技术，造成换热器结垢，严重影响了制冷效果，每年必须进行一次酸洗除垢，不仅损伤了设备，缩短了中央空调的使用寿命，而且增加了耗水量和提高了运行费用。

由天津化工设计院院提供使用的Ts－51121冷冻水处理药剂和TS－51123冷却水处理药剂及水处理工艺，并采用技术指导和现场服务的方式甲乙双方密切合作，每周作一次或两次水质分析，根据分析结果确定排污量、补水量和加药量。经过近一个多月的摸索，找出了一定的规律。以制冷量为100×104Kcal/h的机组为例，每天加药一次，每次加药3.5Kg，每天下午两点开始排污，排污两个小时，排污量约5m3，同时补充新鲜水，控制浓缩倍数2.7～3.2倍，取得了较好的水处理效果。

四、关于细菌微生物的除去

中央空调的循环系统在运行过程中所生成的细菌、藻类、垢、锈以及生物粘泥，严重地损害了空调主机和循环水管道，造成空调热交换率下降，从而影响空调制冷、制热的效果。目前，由于绝大多数空调用户误认为这种现象是主机质量问题或风机盘管、热泵机组或过滤网等其他产品的质量出现了问题，于是舍重求轻，不断维修主机，拆洗过滤网和风机盘管。甚至更换产品，这样既浪费了时间，又浪费了大量的资金，而并没有解决实际问题。在这里，我建议各用户单位正确认识中央空调的冷热交换原理及循环水的要求，从根本上解决中央空调运行负担。

工艺过程：

(一)杀菌剥离

1．循环时间为20小时左右。

2．用药：1#清洗剂、4#分散剥离剂、5#杀菌灭藻剂。

说明：以上药品是杀菌、灭藻、发酵、分散剥离药品，主要是杀死细菌藻类，疏散生物粘泥。

(二)化学清洗

1．循环时间为20小时。

2．用药：3#除垢剂、4#分散剥离剂、8#除锈剂、i0#缓蚀剂。

(三)预膜

1．循环时间为24－72小时。

2．用药：9#预膜剂、2#预膜辅助剂、8#除锈剂、10#缓蚀剂。

(四)水稳药

1．循环时间为30分钟左右。

2．用药：6#水稳药、9#预膜剂、10#缓蚀剂、7#湿保剂(冷却水专用)。

五、冷却水的处理

腐蚀：冷却水在循环使用中，水在冷却塔内和空气充分接触，使水中的

溶解氧得到补充，所以循环水中溶解氧总是饱和的，水中溶解氧是造成金属电化学腐蚀的主要原因，这是冷却水循环后易带来的问题之一。

结垢：水在冷却塔中蒸发，使循环水中含盐量逐渐增加，加上水中二氧化碳在塔中解析逸散，使水中碳酸钙在传热面上结垢析出的倾向增加。

粘泥垢：冷却水和空气接触，吸收了空气中大量的灰尘、泥沙、微生物及其孢子，使系统的污泥增加。冷却塔内的光照、适宜的温度、充足的氧和养分都有利于细菌和藻类的生长，从而使系统粘泥增加，在换热器内沉积下来，造成了粘泥的危害，这是水循环使用后易带来的问题。

冷却水的循环使用对换热器带来的腐蚀、结垢和粘泥问题要比使用直流水严重一些或严重得多。因此，循环冷却水如果不加以处理，则以上问题的发生将使换热设备的水流阻力加大，水泵的电耗增加，传热效率降低，并使生产工艺条件处于不正常状况。现代的一些工厂，为了提高传热效率的需要，换热器的管壁很薄，并且严格控制污垢的厚度，换热器一旦发生腐蚀或结垢，尤其是局部腐蚀的发生，将使换热系统必须综合解决腐蚀、结垢和粘泥(微生物)。

冷却水的化学处理是用加入化学药品的方法来防止循环冷却水系统腐蚀、结垢和粘泥等问题的产生。常用的处理药剂有缓蚀剂、阻垢剂和杀生剂等。

水循环腐蚀机理：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Fe＝Fe^2＋＋2e

阴极反应O2＋2H₂O＋4e＝40H-

在水中Fe^2＋＋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。

Fe³＋2Fe＝3Fe^2＋＋3e

2Fe^2＋＋O2＝2Fe^3＋＋20-

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。

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。