CN1084423A

CN1084423A - 空调系统循环冷却水处理方法及装置

Info

Publication number: CN1084423A
Application number: CN 93108366
Authority: CN
Inventors: 陆耘; 朱世平; 符若文; 卢泓泽; 曾汉民
Original assignee: National Sun Yat Sen University
Current assignee: National Sun Yat Sen University
Priority date: 1993-07-17
Filing date: 1993-07-17
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2013-07-17
Also published as: CN1045725C

Abstract

本发明公开了一种空调系统循环冷却水处理方法及装置。该方法是将功能碳纤维处理材料固定在循环冷却水流程中，让水自然通过处理材料，所采用的处理材料从根本上起到防腐、防垢，抑制微生物生长的作用；装置仅由过滤芯和外壳构成，安装于空调系统中，简单易用。用本发明的方法及装置来处理空调系统循环冷却水，具有效率高，节省人力物力，节约维修费用，保持设备与管道清洁，不会带来新的水质污染等优点，还能延长设备使用寿命和维修期。

Description

本发明涉及一种水处理方法及其装置，特别是空调系统循环冷却水处理方法及其装置。

空调系统冷却水在处理方法使用过程中，由于：1、溶解氧浓度高，2、含有空气中各类污染物质，3、CO₂的脱除，4、水中固体物质的浓缩，5、水中悬浮物的积聚以及微生物的繁衍滋生等原因，使得水质逐渐劣化，对制冷设备造成腐蚀、长垢以及微生物大量繁衍而产生生物粘泥等危害，从而使得制冷设备的热交换效率降低、制冷量下降，设备腐蚀、穿孔，造成泄漏，影响了制冷设备的正常运行。

对空调系统冷却水的水质处理，目前多采用化学药剂法，即在水循环系统内，定期定量加入不同性能的化学药品、以期起到改善水质、防腐、防垢、杀死微生物的作用，如加入能与Ca²⁺、Mg²⁺络合的螯合剂聚磷酸盐类等，或者通入CO₂、降低冷却水的pH值，增加Ca²⁺、Mg²⁺的溶解度，令Ca²⁺、Mg²⁺不易生成无机盐沉淀，加入分散剂如聚丙烯酸盐等，能阻碍CaCO₃、MgCO₃晶体的生长和正常聚集，使得沉淀物难以在金属表面形成致密而牢固的垢层，以上可起到防垢的作用;于水中通入氯气或加入含氯化合物、有机季胺盐等杀菌剂，均可防止微生物的繁衍;防腐蚀方法有阳极钝化和阴极保护两种，前者是在循环冷却水中加入氧化剂铬酸盐、亚硝酸盐等，在金属表面氧化生成耐腐蚀的氧化膜，后者是加入聚磷酸盐等缓蚀剂。由于化学药剂法要添加多种药品才能起到防腐、防垢、抑制微生物生长的作用，所加的各种药剂间难免发生化学反应，而且化学药剂必须定期定量添加，掌握不当反而会加快水质的劣化，产生相反的作用;同时，所添加的药品中的Cr⁶⁺、NO^2-等会带来水质的污染，因此，化学药剂法难以在根本上改善冷却水的水质，制冷设备仍有一定程度的污染微生物生成和腐蚀现象，运行一段时间后需要停机清除污垢等，才能保证冷却系统继续正常运行。

本发明的目的是提供一种空调系统循环冷却水的处理方法及其装置，从根本上改善水质，有效地防止系统中的腐蚀、长垢和微生物滋生，确保制冷系统长期正常运行。

本发明的方法是将处理材料固定在空调系统循环冷却水流程中，让冷却水自然流过处理材料，所用处理材料为功能碳纤维。

处理材料的用量依循环系统而定，对于敞开式冷却塔，循环水量为T（吨/小时）时，处理材料的用量A（公斤）＝（0.04～0.07）T+0.5;对于冷冻水循环系统，冷冻水总量为T（吨）时，处理材料的用量为A（公斤）＝（1/3～1/2）T。

为便于把处理材料固定在冷却水流程中，本发明设计了一种专用处理装置，该装置由过滤芯和外壳构成，过滤芯包括芯套和处理材料，其中芯套为可透水的材料做成，芯套内装的处理材料为功能碳纤维;外壳包括壳体和进水口、出水口。

芯套也可以分隔成若干部分，处理材料均匀地分布于各部分中，以避免处理材料受水流冲击而产生分布不均匀的现象。

可在进水口与过滤芯之间加一隔尘网，以隔除灰尘与浮游物，这样可避免灰尘与浮游物沉积在过滤芯的芯套所造成的妨碍冷却水顺利通过过滤芯而影响处理效果的现象，隔尘网可定期拆出清洗或更换。

本发明的处理装置安装于空调系统循环冷却水流程中，循环冷却水从进水口流入装置，通过过滤芯，经出水口流出，再进入空调系统进行下一次循环。

本发明的方法所采用的功能碳纤维处理材料，是以天然有机纤维为原料，给碳化和功能化反应而制得的耐热、耐酸碱的新型功能材料。实验表明，它具有降低水的电势，消耗水中溶解氧，吸附水中钙、镁离子等功能。

图1是用铂电极测定自来水中加入ZS-1型功能碳纤维前后的电势曲线图，图中以平衡时间t（min）为横坐标，电势E（v）为纵坐标，曲线中①部分为纯水中测得的电势，②部分为加入功能碳纤维后测得的电势，由结果可见，加入ZS-1型功能碳纤维后，水中电势明显下降，这是ZS-1型功能碳纤维能防腐的一个重要原因。

功能碳纤维消耗水中溶解氧的实验结果如表1所示，加入功能碳纤维前后水中溶解氧的浓度用MnSO4法测定，表中第一栏为纯水中的实验结果，第二、第二栏为纯水中加入ZSA型、ZS-1型功能碳纤维后的实验结果。功能碳纤维能消耗水中溶解氧，在60分钟内，使得水中溶解氧的含量降低16～22.5%，这是因为功能碳纤维有很强的吸附能力，它可把溶解在水中的氧吸附到纤维表面，并与之进行反应，生成CO₂而消耗氧，从而降低金属腐蚀程度。

表1

体系	溶解体积	0.1M Na₂S₂O₃消耗量(ml)	溶解氧量(mg/l)
				测定时间（min)	测定时间(min)
						20 60	20 60
水水＋ZS－A水＋ZA－1	202020			2.50 2.502.10 2.061.94 2.05	400 400336 330310 328

表2为功能碳纤维对水中钙、镁离子吸附作用的实验结果，表中钙、镁离子浓度是用原子吸收光谱法测得，1号试验为自来水，2、3和4号试验均为自来水中加有功能碳纤维，结果表明，自来水中加入功能碳纤维后，钙、镁离子浓度下降，这是因为功能碳纤维吸附了水中的钙、镁离子，且随着时间的延长吸附量不断增加，水中钙、镁离子浓度的降低，能减少碳酸钙、碳酸镁沉淀的生成量，从而减少空调设备、管道的长垢现象。

表2

另外，由于功能碳纤维本身不含有微生物生长所需的N、P等类营养物质，加上水中溶解氧浓度的降低，使微生物失去了其繁衍生长的环境条件，因此，功能碳纤维的加入，抑制了微生物的繁衍生长，避免了微生物所产生的生物粘泥。

以上实验所用ZS-1型功能碳纤维为广东汉辉功能纤维实业公司生产。

功能碳纤维所具有的上述功能，能够从根本上改善循环冷却水的水质，起到防腐、防垢、抑制微生物生长的作用，使得设备与管道保持清洁干净，保证空调系统长期正常运行。

本发明方法简单，只需将功能碳纤维处理材料固定在循环冷却水流程中，使冷却水自然流过处理材料，本发明方法所用的装置仅由过滤芯和外壳构成，处理材料包含在过滤芯中，该装置易于安装在原有系统中而对原有设备无需作改动，较之于化学药剂法，用本发明的方法及装置处理空调系统循环冷却水，具有效率高、节省人力物力，不会带来新的水质污染等优点，不仅延长了设备使用寿命和检修期，而且节约了维修费用。

下面结果具有实施例及其附图对本发明作进一步的说明。

图2是过滤芯结构示意图，其中图2a为过滤芯的正面图，图2b为图2a的C-C剖面图。

图3是敞开式冷却塔中处理装置的示意图;

图4是图3的A-A剖面图;

图5是冷冻水循环系统中处理装置的示意图;

图6是图5的B-B剖面放大示意图。

敞开式冷却塔中的循环冷却水处理装置如图3和图4所示，冷却塔中央有一进水管（7），处理装置放置在冷却塔内下半部，分置进水管（7）的两边并固定在架子（6）上，处理装置由过滤芯（1）、外壳（2）构成，外壳为两个用PVC塑料或玻璃钢做成的近似半圆形的盘，盘的半圆边沿向上向外倾斜，以便尽可能多的冷却水流经装置，盘口为进水口（4），网状盘底为出水口（5），过滤芯上面有一隔尘网（3）。循环水在冷却塔内经冷却后流入盘口（进水口），先流经隔尘网、再通过过滤芯，然后流过网状盘底（出水口），最后排出冷却塔，进行下一次循环。

过滤芯（1）为近似长方体形（图2A所示），按以下步骤做成：

①用涤纶网缝成小长方形袋，内装处理材料后封口，做成为小过滤芯;所用处理材料为广东汉辉功能纤维实业公司生产的ZS-1型功能碳纤维;

②用涤纶网缝成大长方形袋，再沿短轴方向相隔一定距离缝合，将大长方形袋分隔成若干个小长方形袋，成为芯套（2B）;

③将小过滤芯装入芯套中的各个小长方形袋内，即成近似长方体形过滤芯。

冷冻水循环系统中的处理装置如图5和图6所示，装置安装于循环系统原进水口处（9），循环水由装置的进水口（4）流入，流经隔尘网（3），通过过滤芯（1）、从出水口（5）流出，再进入循环系统。过滤芯（1）为近似圆柱体形，由近似长方体形过滤芯（图2A）沿长边卷成（图6），外壳（2）由金属或塑料做成，中部为圆筒状，两边为圆锥状，两端分别作进水口（4）和出水口（5）。中部与两边均用法兰盘（8）联接，以便于安装和拆卸。

Claims

1、一种空调系统循环冷却水处理方法，其特征是将处理材料固定在冷却水流程中，让冷却水自然通过处理材料，所用处理材料为功能碳纤维。

2、根据权利要求2所述的方法，其特征是所说的处理材料为广东汉辉功能纤维实业公司生产的ZS-1型功能碳纤维。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所说的处理材料用量A为：对于敞开式冷却塔，循环水量为T（吨/小时）时，A（公斤）＝（0.04～0.07）T+0.5，对于冷冻水循环系统，冷冻水总量为T（吨）时，A（公斤）＝（1/3～1/2）T。

4、一种权利要求1所述方法的专用装置，其特征是该装置由过滤芯（1）和外壳（2）构成，过滤芯包括芯套（2B）和处理材料（2A），其中芯套为可透水的材料做成，芯套内装的处理材料（2A）为广东汉辉功能纤维实业公司生产的ZS-1型功能碳纤维，外壳包括壳体和进水口（4）、出水口（5）。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征是所说的过滤芯（1）为近似长方体形，外壳（2）为用PVC塑料或玻璃钢作成的两个近似半圆形的盘，盘口为进水口（4），网状盘底为出水口（5）。

6、根据权利要求4所述的装置，其特征是所说的过滤芯（1）为近似圆柱体形，外壳（2）的中部为圆筒状，两边为圆锥状，两端分别为进水口（4）和出水口（5）。

7、根据权利要求4、5、6所述的装置，其特征是所说的进水口（4）与过滤芯（1）之间有一隔尘网（3）。

8、根据权利要求4所述的装置，其特征是所说的芯套（2B）由涤纶网做成。

9、根据权利要求4、8所述的装置，其特征是所说的芯套（2B）可分隔成若干部分，处理材料（2A）均匀分布于各部分中。