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工业循环水设备中央空调

 

杀菌、灭藻、防腐、阻垢技术说明

 

BF--319腐垢停C型（生物导弹）

 

前 　言

在工业循环水中，由于水流、空气、生产中物料等因素，一般都含有无机物、有机物。特别是敞开式工业循环冷却水中有充足的溶解氧、有机物、无机物、尘埃，水温的温度在２５℃—４０℃之间，这些因素的存在给微生物的生长繁殖提供了适宜的条件。这些微生物的滋生会使水系统的金属壁上，产生生物垢—黏泥。有些细菌也可直接导致金属的腐蚀破坏，造成物料泄漏，甚至停产，增加维修费用，减少了设备的使用寿命。微生物黏泥的存在，会使换热器设备效率下降，严重时会使设备的管路堵塞，直接影响生产效率。

有些设备使用者为了达到设备的使用温度，采用直流水冷却，浪费了大量的淡水资源，这与打造节能、节水型社会是极不协调的体现。

目前，市售的水处理剂绝大部分是“磷”系水处理剂。特别是我国水处理技术局限在“磷”系配方上。“磷”元素的存在，又是微生物生长的重要营养成份，更利于水栖菌藻的大量滋生和繁殖。“磷”的排放给水体造成污染，使水体富营养化。这也是工业循环水给环保上造成的“黑洞”之一。

为了环保，限制工业的发展，这有些太牵强。开发新一代水处理剂，已成为社会和科研工作者的当务之急。BF--319腐垢停的开发，解决了磷排放问题，弥补了“磷”系水处理剂的不足。对循环水杀菌、灭藻、设备的防腐、防垢一次性完成可以说是当今水处理剂的尖端产品。

 

循 环水 设 备 的 结 垢

   在循环水设备、中央空调中，存在着冷却水和冷冻水。水是一种良好的冷却介质，比较廉价，但即使经过自来水厂处理过的水仍有不同程度地含有溶解固体、气体及各种悬浮物。如果采用地表水、地下水、有些物质的含量会更高。这些溶解固体、气体及悬浮物等会引起诸如沉积物、腐蚀、微生物（藻类、菌泥）繁殖等问题，而这些问题的存在，          会给冷却水设备及中央空

空调的安全运行带来危害。

水系统在运行过程中，会有各种物质沉积在换热器的传热面上，这些物质统称为沉积物。它们主要由水垢、淤泥、腐蚀产物和生物沉积构成的。统称为污垢。

一、水垢

有些循环水设备、中央空调的冷却水系统是开放式的循环系统，随着水份的蒸发和风干，水中溶解的盐类（如重碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐等）的浓度增高，一些盐因过饱和而析出，而某些盐则通过换热器传热表面时会受热分解：

Ca（HCO₃）₂=====CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑

冷却水通过冷却塔相当于一个暴气过程，溶解在水中的CO₂会逸出。因此，水的PH值会升高。此时重碳酸盐在碱性的条件下也会发生如下反应：

Ca（ HCO₃）₂=====CaCO₃↓+2H₂O+CO₃^2-↑

当水中溶有氯化钙时，会产生下列置换反应：

CaCI₂+CO₃^2-=====CaCO₃↓+2CI^-

如水中有适量的磷酸盐时，磷酸根将与钙离子生成磷钙：

2PO₄^3-+3Ca²⁺=====Ca₃（PO₄）₂↓

上述一系列反应生成的CaCO₃和Ca₃（PO₄）₂，均属微溶性盐，它们的溶解度比CaCI₂和Ca（HCO₃）₂要小得多，此外，CaCO₃和Ca₃（PO₄）₂的溶解度是随着温度的升高而降低。因此，在冷凝器的传热面上，这些微溶盐很容易达到过饱和状态而从水中结晶析出。当水流速度比较小或传热面比较粗糙时，这些结晶沉积物就容易沉积在传热面上，形成水垢。

这些水垢都由无机盐组成，结晶致密，比较坚硬，故又称无机物垢硬垢。它们通常牢固地附在换热器的表面或管道壁上，不易被水冲掉。

大多数情况下，中央空调水系统中形成的水垢是以碳酸钙为主的，这是因为硫酸钙的溶解度远大于碳酸钙。例如在O℃时，硫酸钙的溶解度是1800㎎/L，比碳酸钙大90倍。同时天然水中含磷酸盐较少，除向水中投加“磷”系药剂，否则磷酸钙水垢将较少出现。

中央空调冷冻水系统一般为封闭式。冷冻水在封闭系统中循环，水分不蒸发，不浓缩，不存在溶解盐过饱和问题，水温也很低，因此，冷冻水系统的水垢是很少的。

 

二、污垢

污垢一般是由棵粒细小的泥沙、尘土、不溶性盐类的泥状物、胶状氢氧化物、杂质碎屑、腐蚀产物、油污、菌藻的尸体及粘性分泌物等组成。这些物质本质不会形成硬垢的，但它们在冷却水中起到了CaCO₃微结晶的晶核作用，这就加速了Ca CO₃的结晶析出过程，当存在有这些物质的水质流经换热器的表面时，容易形成污垢沉积物，特别是流速较慢的部分污垢沉积物更多。这种沉积物一般都体积较大、质地疏松较软，故又称软垢。它们是垢下腐蚀的主要原因，也是某种细菌生存和繁殖的温床。

当防腐蚀措施不当时，换热器的换热表面经常会有锈瘤附着，其外壳坚硬，但内疏松多孔，而且分布不均。它们常与水垢，微生物粘泥等一起沉积在传热表面。这种锈瘤状腐蚀产物形成的沉积物，除了影响传热外，更严重的是助长某些细菌繁殖，最终导致换热器腐蚀而穿孔。

循环水设备的腐蚀

 

在中央空调和循环水设备中，大多数的设备是由金属制造的。对于碳钢、铜、铝、不锈钢、镀锌管等设备，在不同的水质或采用不同的药剂，长期使用冷冻水或冷却水，都会发生腐蚀穿孔。其腐蚀的原因是各种因素造成的。

一、         水中的溶解氧、二氧化碳引起的腐蚀 

    冷却水和冷冻水都溶解了一定浓度的O₂和CO₂，并且在冷却水系统中，水与空气能充分的接触，因此水中氧能达到饱和状态。当碳钢与溶解氧的水接触时，由金属的表面不均匀性和水的导电性，在碳钢的表面会形成许多腐蚀微电池，微电池的阴极区和阳极区分别产生下列的氧化反应和还原反应：

_二、      阳极区：Fe—— Fe²⁺+2e

阴极区 ½O₂+H₂0+2e —— 2OH^-

在水中：Fe²⁺+2HO^- —— Fe（OH）₂

_三、              Fe（OH）₂+¼O₂+½H₂O— Fe（OH）₃

_四、              2Fe(OH)₃——Fe₂O₃+3H₂0

_五、      产生的Fe₂O₃结垢疏松，无保护作用，这些反应，会使微电池的阳极区的金属不断溶解而被腐蚀。

_六、      水中CO₂的腐蚀主要是下列反应进行：

_七、              3Fe（HCO₃）₂+½O₂——Fe₃0₄+6CO₂↑+3H₂O

二、腐蚀产物引起的腐蚀

铁锈和氧一样，可作为腐蚀反应的去极化剂，总反应如下：

Fe+Fe₂O₃·nH₂O+½O₂——F₃O₄+nH₂O

 

三、有害离子引起的腐蚀

循环系统有碳钢管、铜管、镀锌管等。当水中存在Cu²⁺时，既使其在水中的浓度很低，但它是阳极反应的去极化剂，因此，对腐蚀过程有明显的影响，其腐蚀反应如下：

阳极：Fe——Fe²⁺+2e

               Zn——Zn²⁺+2e

阴极：2Cu²⁺+4e——2Cu

随着Cu²⁺浓度的增加，由于Fe和Zn的活性远大于Cu 就会在钢管和镀锌管上出现镀铜现象，在铜管上产生点蚀。

另外，在冷却水的浓缩过程中，除重碳酸盐浓度随浓缩倍数增加外，其它的盐类如氯化物，硫酸盐等浓度也会增加，当CI^-和SO₄^3-离子浓度增高时，会加速碳钢的腐蚀。CI^-和SO₄^3-会使金属上的保护膜的保护性能降低，尤其是CI^-的半径小，穿透性强，容易穿过膜层，置换氧原子，形成氯化物，加速阳极过程的进行，使腐蚀加速，所以，氯离子是引起点蚀的原因之一，对于不锈钢设备CI^-是引起应力腐蚀的主要作用。

 

微生物引起的腐蚀

 

在冷却水循环系统中，含有微生物的补充水不断进入，与此同时，冷却塔中从上面喷淋下来的水又从相遇的空气中捕集了大量的微生物进入冷却水系统。冷却水系统中充沛的氧为这些进入的微生物的生长提供了可靠的保障。冷却水的水温范围又特别适用某些微生物的生长。一些水质处理药剂及水中的盐类为微生物提供了营养源及所需能量的来源。冷却水在冷却塔内的喷淋过程中溶入了大量的氧气，为好氧性微生物提供了必要的条件，而一些污垢等沉积物又为厌氧性细菌提供了屁护所，在冷冻水循环系统中，也存在着大量的微生物。

微生物的滋生也会使金属腐蚀。这是由于微生物排放的粘液与无机垢，泥沙杂物等形成的沉积物附着在金属表面形成氧的浓差电池，促使金属腐蚀，此外，在金属表面与沉积物之间缺乏氧，因此一些厌氧菌（主要指磷酸盐还原菌）得以繁殖。当温度为25℃——30℃时，繁殖更快，它分解水中的硫酸盐，产生H₂S，引起碳钢腐蚀，铁细菌是钢铁锈瘤产生的主要原因，它能使 Fe²⁺氧化为Fe ³⁺ 释放的能量供细菌生存之需要。

在循环水系统中，细菌，真菌和藻类等常引起故障。

a、细菌：在循环水系流中引起故障的细菌通常有产粘泥，细菌和铁细菌、硫酸盐还原菌。产粘泥细菌又称粘液形成菌，粘液异氧菌等，是水中最大的一种有害细菌，它们能产生一种胶状的，粘性的或粘泥状的，附着力很强的沉积物，这种沉积物遮盖在金属表面上，降低了换热效率，并引起垢下腐蚀。

 铁细菌又称铁沉积细菌，它能把溶于水中的Fe²⁺转化为不溶于水的Fe₂O₃的水合物，作为其代谢作用的一部分而在水中产生大量氢氧化铁沉淀。铁细菌还通过锈瘤建立氧浓差腐蚀电池，从而引起钢铁腐蚀。硫酸盐还原菌又称产硫化细菌，它能把水溶性的硫酸盐还原成硫化氢，产生的硫化氢反一些金属有腐蚀作用，另外，产生的硫化氢还可以和加入到水中的络酸盐和锌盐等反应，使之从水中沉淀出来，生产的沉淀则沉积在金属的表面而形成污垢。

产酸细菌，如硝化细菌和硫杆细菌。它们能将水中存在的氨或可溶性硫化物转变成硝酸或硫酸，从而使金属受到腐蚀。

b、真菌：真菌一般生长在冷却塔的木质结构件上，水槽壁上或换热器中，真菌生长所产生的粘泥沉积覆盖在换热器的换热表面，降低了换热效率，而且会在金属表面建立差异腐蚀电池而引起金属腐蚀。

C、藻类：中央空调的水循环系统的藻类主要有绿藻、蓝藻和硅藻，它们常在水中引起金属表面引起差异腐蚀电池的形成,从而导致沉积物不腐蚀。块状的还会堵塞换热器中的管路。降低水流量，从而降低换热效果。

 

循环水设备腐蚀、结垢、微生物的危害

、

一，降低换热效果：

多数换热器用碳钢制成，碳钢的导热系数为46.4～52 .2w/(m.k)但碳酸盐水垢的导热系数为0.464～0.697w/( m.k），只有碳钢的1%左右，由此可见，水垢和其他沉积物的导热系数比金属低的多，因此，当水垢和其他沉积物覆盖在换热器的换热表面时，就会大大降低换热器的换热效率。

二、使循环水量减少

沉积物或微生物粘泥覆盖在换热器中的换热管壁甚致堵塞换热管，使得循环水通道的截面积和通量变小，从而使热效果进一步降低。

三、药剂使、降低了水处理用效果

沉积物以及微生物粘泥覆盖在金属的表面，阻止了水中的缓蚀剂，阻垢剂和杀菌剂等水处理药剂到达金属表面发生缓蚀、阻垢和杀菌作用，并且有些微生物还会和水处理剂发生反应，从而破坏和降低了这些药剂的使用效果。

四、加速了腐蚀

沉积物和微生物的产生，促使了浓差腐蚀电池的形成及垢下腐蚀的产生，从而使金属的腐蚀加剧。

五、缩短了设备的使用寿命

沉积物和微生物粘泥等覆盖了换热器表面，阻止了设备的有效换热，从而使换器表面的金属长期处于高温热负荷状态，导致金属疲劳，另一方面，腐蚀的发生会导致设备如换热器的换热管管壁减薄，尤其是垢下腐蚀还会导致设备穿孔泄漏。这些情况的发生，使设备的使用寿命缩短。

六、增加了运行成本

为使设备保持足够的换热率，必须采取诸如增加水量等措施，同时因除垢增加清洗费用，因腐蚀增加了维修费用，从而加大了设备的运行成本。

专 家 点 评

对循环水设备必须做好杀菌、灭藻、缓蚀、防垢处理，方可确保设备的经济运行，特别是中央空调更要严格杀菌、消毒，以免病毒、传染源扩散，危害人群，国家职能部门也要加大力度监督，对已结垢的设备，有垢必除，没有妥协的余地，但必须要有专业的清洗队伍操作，对不同的设备材质，不同的菌类进行个性化处理，在除垢的同时不要腐蚀设备，这是关键所在。

防垢是让设备有效运行，减少除垢费用，防腐是让设备延长使用寿命，减少事故，减少维修量，菌、藻能产生菌泥垢，也能造成垢下腐蚀和直接腐蚀金属，还能影响药剂的使用效果，所以必须严加抑制。

 

 

BF--319腐垢停C型（生物导弹）简介

 

该产品是本厂与日本三井株式会社、联合开发的新一代生物水处理剂，打破了水处理行业，预膜、缓蚀、防垢、杀菌、灭菌等烦琐的传统膜式，和传统做法的局限性。该产品性能广泛，对水处理的要求一次完成，为冷却水系统的水处理提出了新的理念，开辟了新的溪径。在国内属领先水平的高科技产品，在国际可与发达的同类产品相媲美，该产品使我们与发达国家站到了同一起跑线上。

产 品 特 点

1、广谱、高效、无毒，操作简单，对黏泥有分散和剥离作用；

2、水循环系统的其它药剂不发生干扰作用；

3、对系统的各种金属无腐蚀作用，并有缓蚀功能；

4、系统水的PH值、温度、漏料对药剂的活性无明显影响。

5、排放物易于降解；

6、使用操作方便，安全、经济、不需增加任何设备和改变原有的工艺路线。

产 品 功 能

1、对系统中的菌、藻有抑制作用，广谱、防止变异功能；

2、有防止碳酸盐水垢生长功能；

3、对菌泥垢有剥离作用，对碳酸盐水垢有渗透作用，使垢龟裂，既使设备带垢，也不会影响效果；

4、对各种金属有缓蚀作用，因有渗透功能，对垢下金属也起到了缓蚀作用；

5、如果与其它药剂配合使用，不发生干扰；

6、对新投入运行设备，可代替预膜剂，所形成的膜致密、坚固，在水质不改变的前提下，不易脱落。

7、对结成的菌泥垢、硬垢有缓慢除垢功能。

 

 

使 用 方 法

1、溶剂药剂初始投药量按系统水和蓄水池总容量50g/m³·水投药，直接加入蓄水池既可，随补水，随补药。

2、有条件的单位，可采用投药箱用给水泵负压带入。

3、每隔15天冲击式加药一次，既以50g/m³·水投药。

4、对蓄水池中有青苔死亡，要人工打捞，以免堵塞管道。

5、对小型蓄水池可采用固体药剂，按每吨水1㎏投药，随补水，随加药。加药后如有水温升高和水体混浊，是因垢的脱落，正常现象将水全部放掉，重新加药既可。

6、投药期间，对水的稳定指数和电导率、浊度要进行监测，是否药剂调整和排放措施。

 

与传统药剂的比较

传统的做法、品种功能单一，杀菌、灭藻、缓蚀、防垢都得分别进行，非常烦琐、浪费人力、物力，不经济，该产品一次性完成、省时、省力、经济。

一般传统的杀菌剂大部分采用氯系产品，氯不稳定性和毒性问题、操作、运输、仓储存在安全问题，氯对水PH值的要求较窄，PH值升高会降低杀生效果。如水中有氨和硫化氢、亚铁离子都降低杀菌功能，如果水中有硫酸盐还原菌的存在，氯是不起作用，有很多用户采用氯杀菌后没有效果，就是此故。氯对现市售的膦系水处理剂有消耗和抑制作用，要想达到理想的防腐、防垢效果，就要加大剂量，造成经济上的浪费。传统的杀菌剂，是药剂作用于菌体的特殊部位，使菌死亡，但尸体存在，多时尸体会堵塞管道，E型药剂进入菌体心脏，使菌体爆炸，不存在菌体堵塞问题。故称生物导弹。采用洗必泰，价格昂贵，成本高，不经济，限制了使用。用膦系水处理剂防腐、防垢，膦系水处理剂对水质的条件要求苛刻，水中的铁、铝离子的浓度高时影响药剂的效果。很难监测。所以，有些使用效果不佳。采用E型水处理剂、杀菌、灭藻、防垢、防腐一次性完成，操作简单，经济、不会有死亡菌尸堵塞管道问题，对水的PH值要求宽，水中的离子不会影响药剂效果。

市售的膦系药剂，有效期短，仓储困难，E型药剂有效期长，易于仓储。

 

循环水设备服务项目

1、新装设备运行前预膜剂；

2、杀菌、灭藻剂；

3、防腐、防垢剂；

4、设备停车清车清洗；

5、设备不停车清洗；

6、杀菌、灭菌、防腐、防垢合成一体药剂；