暖通与空调制冷水处理现状、问题及对策

　　1、暖通与空调制冷水处理现状
　　1.1 热水供暖系统、空调（制冷）冷水或热水（以下简称冷热水系统）的水处理，以前曾采用钠离子交换器对自来水（或深井水）进行软化处理的方法，现今也有沿用此方法的。制冷（或空压、空分）冷却水（以下简称冷却水系统）， 以前没有采取任何水处理方法，而现今仍有不做任何水处理的。
　　1.2 冷热水系统采用钠离子交换器对自来水（或深井水）进行软化处理，而冷却水系统则采用电子水处理仪、磁水器等物理方法进行水处理。
　　1.3 冷热水系统虽然装有加药罐，但运行中并未坚持使用，而冷却水系统则采用电子水处理仪、磁水器等物理方法进行水处理。
　　1.4 冷热水系统及冷却水系统均采用电子水处理仪、磁水器等物理方法进行水处理。
　　1.5 冷热水系统采用人工或自动加药设备对系统实行加药的化学水处理，而冷却水系统则采用电子水处理仪、磁水器等物理方法进行水处理。
　　1.6 冷热水系统及冷却水系统二套系统，均采用人工或自动加药设备对系统实行化学水处理。
　　2、暖通与空调制冷循环水系统特点
　　2.1 冷热水系统一般为闭式循环水系统，但也有开式循环水系统（比如棉纺织厂的喷淋式空气处理室等组成的系统等）。其运行、调试前的首次充水及运行期间的补充水一般为城市自来水（但也有用深井水的）。运行期间的补充水量，开式循环水系统比闭式循环水系统要大得多，并且对循环水水质要求也比较高。如水的细菌含量，水是否有毒性，水是否符合国家卫生标准等。
　　2.2 冷热水系统，其循环水的温度夏季多在7—12℃；冬季65—50℃之间，而中央空调末端设备冬季供水温度一般多在60℃及其以下。
　　2.3 除蒸汽锅炉以外的系统，热水供暖系统循环水的温度多在100℃以下，但也有高温水供暖系统，比如110—70℃、130—70℃、150—90℃等。
　　2.4 闭式循环水系统的水不受周围环境影响，并且没有浓缩水中原有各种离子的问题，其质量浓度不变；而开式循环水系统的水则会受周围环境影响，如车间生产设备散发的粉尘、新风采集及处理过程中的污物等都会对循环水造成污染。
　　2.5 表冷器加喷淋的空调机或喷淋式空调机（室）的水箱内很容易滋生大量细菌，水箱底部存有大量粘泥，卫生条件很差。现已引起同行们的高度重视。
　　2.6 冷却水系统一般为开式循环水系统，但也有闭式循环水系统。其首次充水及运行期间的补充水亦为城市自来水或深井水。冷却水温度一般为32～37℃，或低于该温度。冷却水受环境影响比较大，如尘埃（空气中的悬浮物）、细菌、空气中的氧气、二氧化硫、氮氧化合物、酸雨等。这些物质一旦进入冷却水系统，则将严重污染冷却水，加上由于冷却水不断蒸发，水中的Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO42－及溶解固形物、悬浮物的浓度不断增加，造成对冷却水系统设备和管路的腐蚀、结垢以及出现细菌藻类的繁殖，严重时会产生粘泥并堵塞管道或设备。
　　3、暖通与空调制冷循环水系统的基本问题
　　闭式循环冷热水系统的主要问题是腐蚀，而敞开式冷却水系统的主要问题则是结垢和腐蚀。
　　3.1 闭式循环水系统的主要问题是普遍存在着腐蚀现象，而不是人们所想像的结垢。如天津市河西区某道路改造中将跨道路的架空供热管道拆除时，发现管内壁并没有结垢而是出现全表面腐蚀并伴有点蚀现象；最近天津某大学在拆除供热管道时也同样出现上述腐蚀问题，通过调查，得知他们的系统没有采用化学药剂方法进行水处理。所以闭式循环水系统，在工程设计时应首先考虑如何防止系统腐蚀，与此同时，当然还要考虑如何防止系统结垢等问题。针对上述问题应该转变思想观念，将如何防止系统腐蚀放在首位，其次是防止结垢等问题。其理由是：暖通与制冷空调的闭式循环水系统循环水量大、水温低，且设备换热表面温度亦低；因而不会像蒸汽锅炉的炉水那样，会使炉水中各种离子发生浓缩现象。加之暖通与制冷空调循环水系统的补充水量虽然比较少，但是含有一定量的溶解氧及含盐量，故腐蚀问题已成为首要问题。
　　3.2 冷却水系统是一个最不利的系统，更应搞好水处理工作。我们曾对某单位的冷却塔进行清洗工作时发现，这个冷却水系统设有一台500T/h的横流式冷却塔，并设有多台电子水处理仪。经过一个夏季的运行后，冷却塔的填料上出现了大量碳酸盐水垢，其厚度约为20—50μm；进出水管道的内壁产生了很明显的氧化铁皮。将清理出的水垢和氧化铁皮收装起来足有6小麻袋。如果不及时清洗的话，将这些水垢、氧化铁皮带进设备，很容易堵塞冷凝器，造成事故停车。后来该单位接受建议，采用自动加药水处理设备，对系统实行化学水处理，结垢问题随之得到了解决。
　　4、暖通与空调制冷水处理的有关设计规范
　　4.1 应严格执行水处理的三个技术法规
　　国家技术监督局发布的2001年版中华人民共和国国家标准“工业锅炉水质”（GB1576-2001）、1995年版中华人民共和国国家标准“工业循环冷却水处理设计规范”（GB50050-95）及“工业循环水冷却设计规范”（GB/T50102-2003），是本行业水处理的技术法规，应当认真贯彻执行。
　　4.2 新标准放宽了给水硬度指标
　　新标准“工业锅炉水质”（GB1576-2001）中，对热水锅炉给水采用化学药剂处理水的工艺放宽了给水的硬度。原标准 GB1576-1991中规定给水硬度≤4mmol/L，新标准GB1576-2001中规定给水硬度≤6mmol/L.而我国大部分地区的自来水的硬度均为6mmol/L左右（天津滦河水的硬度约3.4 mmol/L，pH=7，溶解氧10mg/L）。这对以水为载体的供暖、空调制冷循环水系统，为采用化学药剂水处理方法创造了十分有利的条件。也就是说，中国大部分地区的热水供暖系统、空调冷热水系统完全可以采用化学药剂处理水。因为这样就可减少以去除水的硬度为主要目的而采取钠离子交换方法，致使每年产生大量的、数以万吨的废盐液污染地下水的问题。
　　5、暖通与空调制冷水处理设计要点
　　5.1 收集有关水质资料
　　在进行水处理设计时，应首先收集系统用水的水质资料，如：硬度、pH值、溶解氧、氯离子浓度、溶解固形物（或含盐量）、悬浮物等。以便为工程设计中设法解决循环水系统普遍存在的腐蚀或结垢现象提供基础数据。
　　5.2 了解系统中设备与材料的材质
　　应确定或了解系统中设备、管道、阀门、水泵等所用材质，以适应设计工作对水质的要求及确定水处理方案，并防止系统腐蚀及结垢。
　　5.3 冷热水系统的水处理工艺
　　热水供暖系统、空调冷热水系统的水处理方案，首先应采用先进技术及行之有效的方法——水处理自动加药设备对系统实行自动加药的化学水处理方法。单一采用钠离子交换器制取的软化水只防止系统结垢，不防止系统腐蚀，但空调冷、热水的腐蚀性大于自来水。这是由于，自来水中含有天然的碳酸氢钙，它是一种阴极性缓蚀剂。当自来水软化后，虽然提高了水的PH值，但是随着硬度成分的去除，水中原有的天然缓蚀剂——碳酸氢钙也被除去了；加之钠离子交换器的软化水比原水含盐量有所增加，其计算式为：
　　ΔG=2.95HCa+10.84HMg
　　式中 ΔG—软化水含盐量的增加量，mg/L；HCa—原水中Ca硬度，mmol/L；HMg—原水中Mg硬度，mmol/L.
　　因此，单一采用钠离子交换器制取的软化水，还应投加化学药剂以阻止系统的腐蚀。这种方法既会使钠离子交换器产生大量再生废盐液而污染地下水，又会使设备一次总投资比采用化学复合药剂方法的水处理设备大得多。不仅如此，采用与循环冷、热水系统特点相对应的化学药剂进行水处理，其运行费用也较低。它还是一种无污染的绿色环保产品，应大力推广。
　　以物理方法进行水处理，如采用磁水器、电子水处理仪等装置，在某种水质的情况下有阻垢效果，但没有防止腐蚀的作用，因而会使系统发生严重的腐蚀。某商厦安装2台日立牌螺杆冷水机组，运行几年后发现设备、管道严重腐蚀，原物理水处理设备未能起作用。2002年初将原有的“电子水处理仪”及所有腐蚀管道全部拆除，拆除过程中发现管道内壁有大量锈瘤及氧化铁。因此对螺杆冷水机组也作了化学清洗。后改用“化学药剂方法”的水处理方案，采用自动加药设备，对空调冷热水系统及冷却水系统，均实施化学水处理，运行二年来收到了良好的效果。
　　5.4 冷却水系统的水处理工艺
　　为防止制冷（或空压、空分）水系统，受环境影响，使冷却水中混入大量的尘埃、细菌、空气中的氧气、二氧化硫、氮氧化合物、酸雨等的污染，并由于冷却水不断蒸发，水中原有的Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO42－及溶解固形物、悬浮物浓度不断增加，从而造成对冷却水系统的腐蚀、结垢和细菌藻类的繁殖，以致产生粘泥并堵塞管道或设备。所以在设计上应首选“化学药剂方法”的水处理方案。从目前现有技术来看，采用与冷却水系统特点相对应的化学药剂进行水处理，比其它任何一种方法更行之有效，符合现行国家技术监督局与建设部发布的国家标准。该方法从国标（GB50050-95）——“工业循环冷却水处理设计规范”及“工业循环水冷却设计规范”（GB/T50102-2003）考虑，优于其它任何一种方法。
　　5.5 应严格控制系统首次充水及运行期间的补水水质
　　如果首次充水或补水的水质不符合要求，则会对系统设备、管道造成腐蚀。即使是不锈钢设备（如SUS304、SUS316等材料），如Cl－离子浓度过大，也会产生设备腐蚀甚至造成穿孔。
　　6、暖通与制冷空调水处理技术展望
　　6.1 破除传统观念，采用水处理新技术，人人都从绿色环保的角度出发设计、建设、管理美好家园。
　　6.2 呼吁有关部门制定优惠政策及相关法规，研制、生产更多廉价的绿色化学水处理药剂，以适应保护环境的需要。无磷（膦）、无毒性绿色化学水处理药剂，经在热水供暖系统、空调冷热水系统及冷却水系统使用证明，具有对环境无污染、无破坏的良好效果，其运行费用与含有机膦酸盐的阻垢、缓蚀药剂相当。特别值得一提的是运行中的排污不会造成对环境的磷污染。
　　6.3 水处理自动加药设备是一种可实现对循环水系统自动或定时加药，以减少人员劳动强度的设备。该设备可根据补水量的多少，比例式的自动加药或定时加药，还可以根据水中的pH值及补水量定量加药在线控制。我们要不断开发技术先进、操作简便、性价比优越的自动水处理加药设备，以促进我国暖通与制冷空调行业化学水处理的发展。

　　刘建华