2016-2017年臭氧是一项处理循环冷却水系统的合适技术(总结).doc
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1、臭氧是一项处理循环冷却水系统的合适技术,同时对军团病的预防有一定的益处。臭氧技术的新应用需大量的实践,主要目的是探索最佳的应用数据和操作的方法。关键字: 臭氧 循环冷却水 军团病1.冷却塔循环水系统 循环冷却水广泛应用于钢铁、能源、化工、轻工、食品等各大工业领域;中央商务楼、商场、宾馆、文化设施的中央空调。据不完全统计资料表明全国工业用冷却水用量占全部工业用水的80%以上,取水量占40%,是我国水资源最大的用户之一。 冷却水是通过蒸发实现热交换来达到降低水温,可供循环使用。冷却温差一般为25,温差要求越大,水的蒸发量就越多,需大量补充水,参见下表。 例如在循环流量为1000GPM的系统中:冷却
2、塔水温差() 每天蒸发水量(吨) 每年蒸发水量(吨) 56 545 19900 1011 109 39800 我国冷却塔循环水系统在线运行的实际总量,资料上难以统计。 2.冷却塔循环水系统本身存在的三大问题 2.1 结垢 循环冷却水系统中管道内外表面结垢的主要成分是钙盐与镁盐,它们的溶解度随温度的增高而降低。当循环冷却水与加热表面接触时,如果温度超过了化合物的溶解度时,这类盐就会沉积在加热表面上。 结垢的厚度与热效的关系参见表1。 表1 结垢的厚度与热效的关系结垢厚度 (mm) 015 03 061 084 122热效损失 (%) 53 108 215 322 430 2.2 生物膜 循环冷却
3、水适宜的温度,大量不清洁的空气,以及被太阳直射开放的集水池等诸多条件,均有利于各种微生物的生存与繁殖,图3是生物膜的放大形态。 大量的实地实验证明,清洁的换热器管道内外表面是不易形成积垢的,无机物沉淀后的垢质是一种疏松的粉末,很容易被水流冲走。但微生物一旦生成,继而产生生物膜,无机物沉淀与生物膜结合催生的聚合物,将会很难处理。2.3 军团菌 军团菌是一种菌种的总称,属革兰氏阴性,嗜氧,干状菌,其大小约为250.30.9微米,能随水气、水滴进入人体呼吸道而寄生肺组织细胞内。 表2 几种微生物细菌的世代期微生物名称 世代时间(分钟)蜡状芽孢杆菌 18覃状芽孢杆菌 28嗜热芽孢杆菌 138巨大芽孢杆
4、菌 32假单胞杆菌 98嗜酸乳酸菌 6690乳链球菌 26小球菌 85 人们一旦被军团菌所感染,一种较轻的军团菌叫“傍帝亚克病”,病人类似重感冒,一般不会转成肺炎,只需对症下药,通常710天内可治愈;另一种被称为“嗜肺军团病”,感染潜伏期210天,病情发作呈现典型的肺炎病症。 1987年北京首次发现军团病以后,我国已将其纳入传染病防治名单。 军团菌普遍存在于水环境中,其存活、繁殖的温度条件是2058(最佳3546)。 由冷却塔等设备形成的循环冷却水系统是军团菌容易生存、繁殖的场所之一,同时可借助冷却塔冷却风机,将军团菌散布至都市各个角落,对人体产生极大的危害之隐患。 3.简述传统处理方法与问题
5、 传统处理循环冷却水的方法主要是加入化学药品来抑制微生物生长和结垢,但因水中药品和无机盐随水的蒸发而浓度增加,这样必须排放部分含药和无机盐的冷却水,同时及时补充清洁水。传统处理方法带来的问题: 系统用水量增加和大量排水,间接导致水费增加; 微生物的抗药性,要求及时地、适时地改变药品;尽管如此,结垢问题、生物膜、军团菌三大问题还是不能彻底解决; 前二项,导致系统需要长期操作和维护的费用增加。 随着中国GPT的增长,环境保护及其执行法规标准一再提高,直接涉及的有: 给水、排水、排污水都须交纳税费,且费用逐步提高; 含有化学药品、致病细菌等的循环冷却水(不经过处理的水),不得直接排放。 复杂的技术和
6、管理,要求操作人员的从业水平较高。 我国的各行业使用循环冷却水是大量的,从中水资源的浪费不少,更可怕的是其中带有致病菌使接触人群处于危险之中。二十一世纪的科学技术水平以及发展,带来较为成熟的水处理技术臭氧的应用。 4.臭氧 自然界通常在电闪雷鸣时,会产生大量的臭氧;但极不稳定,易挥发。1783年荷兰人发现了合成臭氧;1840年德国人在实验室生产出臭氧;1906年法国人利用臭氧给水消毒;1937年美国人首先在商业上应用臭氧给大型游泳池消毒。 1857年,Werner Siemens发明了通过静电释放而产生臭氧的方法。 臭氧的比重较空气重,在循环冷却水中一般存于水的表面(臭氧极易在常温空气中挥发,
7、很少溶解于水)。根据Hennys定律,臭氧的浓度大一些、臭氧的表面积适当,就可容易地被水溶解。 臭氧的寿命一般在空气中存在有412小时;在水中有130分钟(一般只有20分钟,当处理污水、污物或负荷较大时,只有14分钟)。事实是压力、温度、露点、PH值对其寿命都有很大的影响。例如45以上,使用臭氧的效果不是很好。 臭氧O3是公认的一种强氧化剂、消毒剂。 臭氧被正式应用在循环冷却水处理技术上,是1991年的美国。 美国能源部、战略环境研究和发展计划、联邦技术警示局、新技术示范项目等国家单位长期追踪,并从54个节能新技术的市场实践研究结果中筛选出来。美国能源部对此项技术的总体评价:用臭氧对冷却塔进行
8、维护处理在节省操作和维护费用方面都具有很大的潜力,原因是: 表3 杀生剂的杀菌效果比较名 称 漂白剂 氯 溴 季铵 臭氧水藻 好 好 好 极好 极好普通病菌 极好 极好 好 好 极好军团病菌 好 好 好 一般 极好 4.1 杀生作用:少量的臭氧就可起到强力的杀生剂作用,从而可减少或几乎不需要排放为降低冷却塔系统有机和无机物浓度的冷却水,同时还可以减少冷却水中的化学药品添加量;表3是杀生剂的杀菌效果比较。 4.2 消除生物膜,提高热交换效率:在正确安装和操作的系统中,细菌数减少,从而热交换器表面的生物膜积结可减少到最低程度。结果,所使用的能量减少,冷却塔工作效率提高,所需维护减少,有利于环保,排
9、放的废水也能达到排放标准; 4.3 一定的阻蚀作用:臭氧是一种腐蚀促进剂,不是一种阻蚀剂。然而,在清洁的系统(不是受生物或化学污染的系统)中臭氧容易起到阻蚀剂的作用。 5.臭氧技术在循环冷却水中的应用 5.1 高级氧化技术 高级氧化技术,简称AOP(Advanced Oxidation Process),是一种非常有效处理难降解有机物的专有技术。主要是利用紫外线(UV)、过氧化氢(H2O2)、臭氧(O3)等,在一定条件下可产生羟基游离基等强氧化剂,能强力分解有机物、微生物,来处理冷却水。 表4是各种强氧化剂的氧化性能。 表四 各种强氧化剂的氧化性能氧化剂 OH O O3 H2O2 HOCl C
10、l2 Cl02 O2氧化性能(V) 2.80 2.42 2.07 1.78 1.49 1.36 1.27 1.23 高级氧化技术处理循环冷却水有许多特点: 几乎能与冷却水中大部分的有机污染物起反应,使之断裂为小分子或者彻底氧化为二氧化碳、水、无机盐、氧气等,一般不产生新的污染; 以很低的浓度就能高效杀灭微生物,且不产生抗药性; 容易实现自动控制等。 5.2 臭氧是强大的微生物杀灭剂 冷却水中含有0.1毫克/升的臭氧存在,3小时后可破坏7080%生物膜;当水中残留0.4毫克/升的臭氧时,23分钟即可100%地杀灭制造生物膜细菌。维持这一条件可阻止其再生长。 臭氧杀灭细菌的速度比氯高3200倍,其
11、能效强50倍。 由于臭氧是直接破坏细胞壁,完全杀灭细菌而不会产生免疫抗药性。 经臭氧处理后的冷却塔循环水总菌落数为1001000cfu/ml,比化学法处理后的1000000 cfu/ml低了1千至1万倍。 5.3 臭氧为何能防腐蚀 在低浓度含臭氧的水中PH值为89,这一条件不利于化学腐蚀的发生;其次,由于臭氧分解产生的氧原子能与铁离子反应,使铁管表面形成致密的-氧化铁钝化膜,对系统产生保护作用;第三,臭氧能有效杀灭噬硫噬铁等微生物,切断了腐蚀源。 只要把臭氧控制在一定浓度范围,就能够达到防腐蚀的目的。实验表明:经臭氧处理的水质控制总碱度大于240毫克/升,ORP为550以下时,有最佳的防腐蚀效
12、果。 表五是常用材料的腐蚀率。 表5 使用臭氧在循环冷却水系统运行条件下常用材料的腐蚀率材料 铜镍合金(70:30) 黄铜 灰铸铁 软钢 铝腐蚀率mpy 0.010.02 0.010.02 1.31.8 0.70.8 0.010.02 注:mpy为密耳/年,1密耳=2.54mm 5.4 臭氧为什么能阻垢 臭氧不能直接攻击垢的主要成分如碳酸钙,但臭氧在氧化过程中会生成(OH)、(HO2)、(O3-)、(H2O2)等自由基中间产物,氧化垢基质中的有机物,使垢变松并脱落。 脱落的垢基需人工的方法去除。 6.冷却塔臭氧处理系统的基本构成 冷却塔臭氧处理系统大多数由空气预制装置(空气干燥器、空气压缩机)
13、、臭氧发生器、臭氧与水接触装置(文丘里混合器)、自动控制仪器等组成,参见图五。 臭氧可用气泡扩散法、正压注入法、逆流气泡接触法、涡轮混合法等溶解于水中,但更合适地冷却塔循环水系统的臭氧融合装置,还是文丘里管加静态混合器、喷射器加静态混合器。 空气经压缩干燥后(纯氧制臭氧效果更佳,氧气浓度提高6%,臭氧的得率会提高16%),在臭氧发生器中电离产生臭氧;臭氧一般通过冷却塔循环水的侧流加入,此处的水温最低(实验表明:臭氧宜在40以下工作,此时臭氧在循环水中的溶解度小于3毫克/升;最好能低于37.7以下),能将最大量的臭氧溶入水中。 臭氧量在工程应用上,已成功的经验: 瓶装水 0.7ppm 废水 5.
14、08.0ppm 冷却塔 0.10.4ppm 7.臭氧应用于循环冷却水的案例 20世纪70年代末期,臭氧技术被首次应用于冷却塔的水处理。 7.1 NASA(美国航空航天局) 19841985年对一个600吨的冷却塔进行了试验,采用固态臭氧发生器(电耗比变压器/玻璃-电极式发生器要小60%)。 试验结果是冷却塔上水垢变松,脱落;细菌数要减少4个数量级,浊度要降低8倍;冷凝器管道清洁如新。 问题是臭氧对镀锌钢管、铜制件、尼龙制件等材料有腐蚀,最后换上PVC、不锈钢制件。 7.2 肯尼迪航空航天中心 4台陶瓷充填的水泥冷却塔,用于温湿度控制的空调系统,每台容量为2500吨(8750KW)。 由于美国环
15、保法规的严格,不能再象以往将冷却塔循环水排入地面水,为了减少排放水,就安装了臭氧系统(每100吨冷却容量36克/小时臭氧)。在不到1年的时间内,大大地减少了废水排放。 实用结果是每年节水3500万加仑(1亿3千5百万升)。 7.3 我国的北京恒动科技开发有限责任公司在燕山石化影剧院空调循环水系统中使用了臭氧处理技术,已成功运行了四年。 8.结论 2004年1月法国加莱海峡省的埃克森-美孚属下两家工厂和当地麦肯薯片厂,爆发“军团病”,导致10多人死亡。 2004年初,北京市疾病预防控制中心对14家饭店、38个冷却塔检查,发现12家饭店、21个冷却塔的军团菌超标;并称在饭店、写字楼的人群,军团菌的
16、感染率为9.9%,而一般人群不超过3.5%。 循环冷却水处理,不仅要简单地改善热交换的效率,延长设备的使用期等;同时必须考虑社会利益。臭氧技术是解决这些问题的合适项目。 一项应用技术能解决一个系统的全部问题,我认为很难,臭氧技术应用在循环冷却水系统要解决本文中涉及的一些问题,同样是不可能的。 臭氧技术确实能对改善循环冷却水系统遇到的一些难题,但需要加强管理,同时还要辅助一些其他技术措施,根据单一循环冷却水系统的特例,强化水处理的效果。 参考文献: 1李德兴冷却塔 上海科学技术出版社 19815 2龙荷云循环冷却水处理 江苏科学技术出版社 198412 3Baldwin L V,et al.46
17、th Annual Meeting, Intemational Water Conference,Pittsburgh,PA,1985:36 4S.E.Mayes,Using Ozone for Water Treatment,ASHRAE Journal,May 1988;39-42 5沙尚之上海市轻工业研究所 臭氧的工业应用 2003 6法国加莱海峡省爆发“军团病” 制冷20043 7王雅珍中央空调水系统的防菌防藻问题 制冷空调与电力机械20046 8刘乃玲,等 空调冷却水的水质控制及杀菌方法 制冷20049 9吴金城水处理与军团病水处理是预防军团病的基础 冷暖空调网 10沙尚之,等 上海
18、市轻工业研究所 循环冷却水处理从传统走向新技术20058 11Don M Cooper, An Introduction to Ozone 20058in Shanghai-范文最新推荐- 工会党支部工作总结工会党支部工作总结 xxxx年,我们工会党支部在师直党工委的正确领导下,认真学习贯彻“三个代表”重要思想,学习党的十六届四中全会精神,自觉用“三个代表”重要思想指导工作,进一步加强党支部的建设,在工作中较好的发挥了政治核心和战斗堡垒作用,工会党支部工作总结。现将xxxx年的支部工作情况总结汇报如下。一、努力加强党支部的思想建设、组织建设和作风建设1.思想建设:在工会全体党员中继续深入学习邓
19、小平理论和“三个代表”的重要思想。在党的十六大四中全会召开以后,认真学习大会的精神和文件,特别是对全会讨论通过的关于加强中国共产党执政能力建设的决定,不仅在支部成员内部认真学习贯彻,而且还在工会全体工作人员中传达贯彻学习。坚持严肃认真地进行党员民主评议工作,切实解决党支部、党员中存在的问题和不足,努力提高全体党员的思想认识,为圆满完成全年的各项工作,提供思想保证。同时开好领导班子民主生活会,认真征集职工意见,认真开展批评与自我批评,找差反思,并进行认真整改,进一步完善领导班子的工作。全年共召开民主生活会2次,均取得了良好效果,大家普遍反映心更近了,关系更融洽了,工作氛围更加和谐了,团队的力量更
20、加强大了。2.加强党支部的组织建设,发挥先锋模范作用。支部坚持“三会一课”制度,按时召开支委会、支部大会和党课学习,坚持党支部委员经常碰头,有问题及时研究解决。努力提高组织生活质量,发挥党支部战斗力。继续认真做好对入党积极分子的培养教育和考察、引导工作。党支部认真贯彻关于进一步开展“创建学习型组织,争做知识型职工”活动的通知,认真组织党员参加学习,结合部门工作具体实际,发动党员积极投入“创争”活动,为我师的职工素质工程作出积极的贡献。在支部内部,充分发挥领导干部和骨干党员的先锋模范作用,带动了支部工作跃上了一个新的台阶。经支部考核评议,推荐经济工作部部长唐志刚同志为“优秀党员”和“优秀公务员”
21、。3.继续努力建设高素质的党员和员工队伍。进一步开展、落实“立党为公,勤政为民”的活动,深入开展与基层单位挂钩活动,经常深入基层连队和职工家庭,详细了解职工群众思想状况和实际困难,并结合工会工作开展理论研讨,撰写出了有一定指导意义的调研论文。支部要求党员要在各项政治学习活动、日常工作以及机关集体等活动中起模范带头作用,特别强调全体党员在工作中要以维护职工群众根本利益为第一目标,处处为职工群众着想。支部要求全体党员在日常工作中以周到的服务、热情的态度、高效的工作和清洁优雅的环境,使各项工作让职工群众满意、基层满意。二、围绕师党委中心工作,全力开展好工会各项业务工作今年,工会党支部紧紧围绕师党委的
22、中心工作大局,从维护、建设、教育、参与四项职能出发,切实履行部门工作职能,充分发挥作用,积极投身全师三个文明建设,以作为求地位,以实绩求发展,开拓创新,求真务实,使部门各项业务工作取得了新的进展,工作总结工会党支部工作总结。(一)按照兵团“1+3”文件关于“两个扩大”的要求,不断扩大职工经营自主权和基层民主政治权,以坚持和完善职工代表大会、平等协商签订集体合同、民主选举、团(连)务公开等各项制度为重点,狠抓“六公开、三上墙、两监督和明白卡”等民主管理措施的落实,切实维护职工的合法权益。在民主管理工作中,今年重点抓了政务公开、明白卡和明白包的发放和管理工作。(二)积极投身经济建设主战场,大力实施
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