中央水空调处理.docx

1、中央水空调处理中央水空调处理几种电磁水处理器的作用机理及其应用急急如意令提要:介绍了电磁场水处理的作用机理、几种水处理器构造和采用电磁水处理时在设计中要注意的问题。 关键词电磁水处理器偶极偶极矩洛伦兹力晶格 1机理 物质的分子可分为极性和非极性两种,对称分子如H2、O2和N2是非极性的,而H2O、N2O则是极性的。极性分子在无磁场作用时,以任意方式排列,但当磁场作用于极性分子时,会使偶极朝向磁场方向作定向排列。非极性分子在磁场作用下,极化而诱导成极性分子,从而带有偶极矩,产生相互吸引作用,形成定向排列。二极性分子在产生异极吸引同极相斥作用时,会使分子产生某些变形,极性增大,水中盐类的阴阳离子将

2、分别被水偶极子包围使之不易运动,抑制了钙、镁等盐垢析出。运动的电子在磁场作用下,就产生一个与电子运动方向垂直的力(洛伦兹力),这样就会使电子偏离正常晶格,从而抑制固体正常结晶的生成。同时可以减少水垢附着在金属表面。由于经电磁场处理的水分子极性增强,对水垢的渗透性增强,它破坏水垢与管道壁之间的结合力,从而使水垢脱落,这就是磁处理防垢机理之一。 水中正负离子在磁场作用下,分别向相反方向运动,形成微弱电流,水中O2+eO2-, 由于O2-的生成,使水中的O2减少。同时由于因管道自身的电位差腐蚀而产生的Fe2O3nH2O(俗称铁锈)和微弱电子流发生如下反应： 3Fe2O3nH2O+2e 2Fe3O4+

3、(1/2)O2+3nH2O Fe3O4在常温下很稳定,不再被氧化,称为磁性氧化铁。它形成的膜,将管道壁和水隔开、腐蚀即停止。 磁场作用使水中溶解氧减少,同时生成Fe3O4保护膜,使腐蚀大为减少。 前已提及,在微弱电流作用下,使水中的O2+e生成O2-称为活性氧。活性氧对水中微生物有强大的杀伤力,加速微生物机体衰老,强磁场作用,破坏了细胞的离子通道,改变了生存生物场,使其丧失了原生存环境,从而达到杀死生物的目的。 由电磁场理论可知,随时间变化的电流,将产生随时间变化的磁场,反之亦然。电磁场是相互依存而不可分。静电水处理和电子水处理等就是利用恒定的高、低压电流电磁场或高频电磁场的水处理方法。 应当

4、指出,电磁水处理机理解释有多种,要达到比较统一完善的认识,还有待于今后对此进行更深入的研究来阐明。 电磁水处理其效果虽不及药剂法,但由于其运行操作简单,并有明显的效果,人们可以相信,随着电磁水处理器机理的深入研究和水处理器结构构造的完善,其应用前景将日益广阔。 2几种电磁水处理器简介 目前,国内电磁水处理器主要有内磁水处理器、静电水处理器、电子水处理器和高频电子水处理器等几类。需要指出的是,此处统称水处理器是笔者根据其工作原理而称的,并不是生产厂的产品名称。 2.1内磁水处理器 内磁水处理器构造 内磁水处理器是在其横断面上,内外筒体表面之间设置了必要数量的极性相反的永久性磁铁(一般不少于5对)

5、。流体通过其中垂直于磁场的通道而被磁化处理。整个横断面磁场应均匀,壳体应屏蔽,以减少对外界的干扰影响,构造简图如图1所示。根据我国行业标准,中心最大磁感应强度B值160MT,外壳漏磁感应强度B值2MT(1MT=106Wb/m2)。 2.2静电水处理器和电子水处理器 静电水处理器和电子水处理器的构造相似,均由两部分组成,如图2所示。 静电水处理器构造(1)水处理器其壳体为阴极,一般由镀锌钢管制成,壳体中心装一阳极。静电水处理器的阳极是一个芯棒,芯棒外套四氟乙烯管,确保有良好绝缘。电子水处理器的阳极是一根金属电极,它直接与水接触。被处理的介质通过阳极和壳体之间的环状空间而被处理。 (2)直流电源静

6、电水处理器采用高压直流电源,又称高压发生器。电子水处理器则采用低压直流电源。 2.3高频电子水处理器 它由水处理器和电控器组成。水处理器由电极和壳体构成,其中电极为阳极,壳体为阴极。电控器即高频发生器,它的功能是利用电子元件产生高频电磁场。构造简图如图3所示。水通过其间即被处理。 高频电子水处理器构造为了提高处理效果,有人经研究提出在阳极之间加设屏蔽网(负极)进行屏蔽,确保各阳极独立工作,互不干扰。据称该项技术与不设屏蔽网的同类产品相比,效率可提高30%以上。 3适用条件 电磁水处理的处理效果,受水质如总硬度,暂时硬度,pH和其它成分的影响,不同水质其处理效果也不同。用于除垢时,主要适用于结垢

7、成分是碳酸盐的水,不同的硬度,抑垢率也不一样,对不同总硬度的水进行磁化处理研究表明：在250mg/L附近抑垢率出现极小值。当水中含有SO42-时,磁化抑垢效果被破环,一般当水中含有SO42-时要慎用。碱度对磁化防垢处理也有影响,当碱度远小于硬度时,抑垢效果不明显。研究表明,当水中碱度增大时,磁化处理和未磁化处理的水,结垢量都增加,不同的是未磁化处理水在碱度350mg/L(以CaCO3计)左右时结垢急剧增加,而磁化处理水的结垢增加相当平缓。水中主要结垢成分是磷酸盐、硅酸盐时,则不宜使用。 目前市场供应的主要几种水处理器的适用条件如表1。 表1不同水处理器的适用条件 项目内磁水处理器静电水处理器电

8、子水处理器高频电子水处理器温度()808010595130 流速(m/s)1.53.5 2.5适用水质含盐量3000mg/L总硬度700mg/L(CaCO3)总硬度550mg/L(CaCO3)总硬度700mg/L(CaCO3)应当指出,表1中适用水质一项,对于循环冷却水系统来说,是指循环冷却水而言,不是补充水。 4水处理器的选用 在选用水处理器时,除前述水质外,还应注意考虑： (1)根据所需要处理的水量来选择水处理器的规格,为了保证效果,一般需要采用全流量通过水处理器。内磁水处理器对通过流速有要求,最低不应小于1.5m/s。静电和电子水处理器,要求通过处理器时,必须有一定的停留时间,可以在额定

9、处理水量的20%左右范围内选用,一般不影响处理效果。 (2)要考虑安装要求与运行管理：内磁水处理器可以任意角度安装,静电和电子水处理器一般需要垂直安装,以避免悬浮物或其它杂质在装置内沉淀。 静电和电子水处理器(包括高频发生器或高压发生器)和较大容量(20kW)的电器之间要有一定距离(至少5m6m),否则在两者之间应设屏蔽罩和良好的接地。内磁水处理器因其外壳已考虑了屏蔽,故和其它电器设备无距离要求。静电和电子水处理器还要考虑定期巡视和检修空间。高压和高频发生器要考虑防潮通风,以防发生短路或电子元件过热导致故障。 静电和电子水处理器需要一定的维修和管理,而内磁水处理器一般无需管理,尤适用于维修力量

10、不足之处。 5水处理器的设置 水处理器一般应尽量*近供水设备,对于设置冷却塔采用循环冷却水的空调系统,水处理器可以设在循环水泵的出口,但如果将水处理器安装在冷凝器的进水口之前则更好。 对于热水供应系统,无热水回水的热水器,只需处理供水。对有热水回水的热水器,供水和回水都应处理。若冷水的供给管与热水回水管分别进入热水器,应在二进水管上分别装水处理器,若冷水供给管与热水的回水管合并后进入热水器,则应在合并后的管道上安装水处理器,。对于设有热水锅炉的热水系统,则还应在热水锅炉的进水管上安装水处理器,。 热水系统水处理器设置 需要指出,静电和电子水处理器,应与水系统同步运行,不得无水运行。如有条件,可

11、在水处理器进出口之间,加设旁通管及阀门,以便在不停机情况下,检修水处理器。 凡采用电磁水处理的水系统,都要安装排污管道。对于循环冷却水系统,可进行连续排污,排污量可控制在循环水量的0.5%1.0%左右。敞开式循环冷却水系统,须要设置过滤器,过滤器的过滤能力,根据当地大气的含尘量等情况,可考虑按循环水量的1%5%或结合实际情况来选择,以获得较好的处理效果。对其它新安装的水系统或已完全除垢的水系统,也可以每12周排污一次。水是由一个氧原子和两个氢原子组成的，通常水中80%的水分子是由氢键缔合成水分子团的形式， 这种水分子团对碳酸钙（水垢）的溶解程度较低，使水垢很容易析出，变频共振就是向水中施加一个

12、与其自然 频率相同的频率，从而引起水分子产生共振，共振的结 果，使氢键断开，使水分子团变成单个的极性水分子，因而提高了水的活化性和对水垢的溶解度，极微小的水分子可以渗透、包围、疏松、溶解、去除热水器、锅炉等热交换系统内的老垢（如图所示），同时，浮在水中的钙离子和碳酸根离子相互碰撞，形成特殊的文石碳酸钙体，其表面无电荷，因此，不能再吸附在管道上，从而达到除垢、防垢的目的。由于不同条件下水的温度、硬度、黏度、PH值不同，其内部的自然频率就不同，所以其共振频率也不可能相同。因此，只有采用变频共振技术，才能确保使任何水质条件下的水分子产生共振，从而达到除垢、防垢的效果。变频是手段，共振是目的，变化的频

13、率覆盖了所有水质的自然频率，变频的过程，就是寻找水中的自然频率的过程，没有变频，就不能保证对任何水质都能够产生共振，也就是说不能保证对任何水质都能达到除垢、防垢的效果。难怪过去传统的电子除垢仪会出现此地有效、彼处无效的情况，就是因为不论采用的是电场的还是磁场的，其频率都是单一的F型变频除垢仪采用美国最新技术，具有以下与众不同的特点1、变频共振，确保对各种水质的高效除垢、防垢2、可取代软化水装置和化学加药法3、低电压、无电极、免维护4、有活化水作用，饮水口感好，洗澡滑爽舒适5、应用范围广，闭环、开环系统均可6、规格齐全，从DN15-DN500mm的均有在有老垢的系统上使用F型变频除垢仪，将有以下

14、现象发生：1、管道：沉积在管道内壁上的老垢，逐渐疏松、软化、脱落。2、锅炉：被老垢糊住的视境逐渐清晰。3、空调系统：管道畅通，泵压明显下降。4、茶水炉、加热器等：喷头、阀门外部的水垢脱落，加热时间缩短。5、采暖循环系统：系统阻力明显降低，热循环效率高。6、热交换器：可长期保持进出口水温温差不变，提高热交换器寿命。离子交换软化系统软化水是用离子交换方法使水中的钙、镁离子与离子交换树脂进行交换，以达到水质软化的效果。此装置广泛应用于锅炉给水、热水站、循环冷却水的处理。离子棒水处理器是水处理领域中的一种新兴、先进的水处理设备，于1987年获得美国、加拿大两国专利，2001年获得湖南省质量技术监督局“

15、名优推荐产品”称号和湖南省科技厅高新技术产品。国际上著名的IBM、杜邦、新日铁公司采用了此种设备。国内的著名企业宝山钢铁公司、上海石化、湖南电广传媒、涟源钢铁厂等上百家企业的工业循环水、中央空调均使用了离子棒水处理器，取代了化学水处理，取得非常满意的效果，被喻为水处理史上的一次革命。用途：闭式或敞式工业循环水系统，中央空调冷却、冷媒水系统，热水系统等。功能：防垢、除垢、除锈、杀菌灭藻、防腐美国罗门哈斯公司展示新型水处理阻垢分散剂近日，罗门哈斯向我国市场引入ACUMER 4035、ACUMER 4450和ACUMER4800共3种新型的水处理用阻垢分散剂，这3种产品是专用于分离膜系统中常见垢层的

16、水处理产品。罗门哈斯中国公司通过参加在北京召开的第五届国际膜与水处理技术暨设备展览会，第一次向国内业同行展示了这几种新型水处理剂。 ACUMER 4035是一种通用的阻垢剂和分散剂，对于碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡等低深解盐特别有效，而且这种产品完全符合有关饮用水处理添加剂的要求。此外，ACUMER 4035含有防腐剂，因此抑制了储藏过程中微生物的生长；ACUMER 4450是一种优异的碳酸钙和粘土分散剂，可作为热脱盐和逆渗透系统中的阻垢剂和分散剂，已获得欧洲批准，可用于饮用水的生产；ACUMER 4800是一种性能优异的碳酸钙阻垢剂，同时也是一种作用于其他低溶解盐的分散剂和阻垢剂，也可用于饮用水的

17、生产。（中国泵阀网）罗门哈斯公司家用品和工业特殊化学品业务大中华区经理黄茂钟先生表示，由于中国工业的高速发展以及国家对环保的日益重视，水处理市场的发展潜力巨大，罗门哈斯公司正持续不断地开发出适合市场需求的水处理化学品，提供给客户。新推出的ACUMER系列产品能有效抑制垢层生长，因此延长膜寿命和减少对于膜手清洁频率，最大地优化水处理系统。美国罗门哈斯公司是世界上最大的水处理化学品供应商之一。在中国市场，美国罗门哈斯公司的离子交换树脂、杀菌剂、来藻剂、阻垢剂、分散剂等产品广泛地用于包括石化、冶金、造纸、电厂、纺织、医药、饮料水、电子、核工业等许多领域。中央空调水循环的化学处理1.水处理的必要性中央

18、空调一般由制冷机组、空气处理组机冷却塔、循环水系统（冷冻水系统和冷却水系统）等部分组成。制冷机组是产生冷源的设备，冷冻水系统是以水作载冷介质和空气进行热量交换的密闭式体系。循环水一靓般采用天然水，如地表水或地下水。但是，在这些水中都含有不同程度的杂质，这些杂质概括起来有以下几种：1）溶性杂质，即悬浮杂质。如泥砂、粘土、腐植质、灰尘、草木垃圾等。2）可溶性杂质，即溶解性固体，又称含盐量，它们是以离子或离子团的形式存在于水中的。如Ca2+、MG2+、Na+、HCO3-、CO32-、SO42-、CI-等。3）气态杂质：如氧气、二氧化碳、氨气、硫化氢等。随着循环水的水温变化和浓缩，水中各种离子浓度超过

19、其本身的浓度时，就会生成沉淀，形成水垢，而水中溶解氧的存在的不断富集，又为藻类和细菌的滋生提供了充足的养分，形成生物粘泥。这些水垢、粘泥及腐蚀物给中央空调的安全运行带来严重的危害。1）降低了换热效率换热器的换热管一般是紫铜管，铜的导热系数383.8W/m。K,而碳酸盐垢的导热系数为0.46W/m.k,只有铜的0.12%左右,大大降低换热器的换热效率。2）使循环水量减少水垢、粘泥及腐蚀物使得循环通道的截面积和能量变小，甚至堵塞换热客和过滤器，从而使换热效率进一步降低。3）缩短了设备的使用寿命由于沉淀物覆盖在换热表面，阻止了设备的有效换热，使换热表面的金属长期处于高温热负荷状态，导致金属疲劳。垢下

20、腐蚀还会导致设备穿孔泄漏。这将使设备使用寿命缩短。为了防止水垢的形成，抑制微生物的生长繁殖，控制设备及管道的腐蚀，提高热交换效率，节约能源，延长设备的使用寿命，有必要对中央空调循环水的水质进行处理。目前普遍采用的电子除垢仪，从这几年接触的用户来看，其阻垢防腐效果极差，而添加水质稳定剂的化学处理则效果明显。本文就中央空调循环水的化学处理作了一介绍。2 化学水处理药剂一般水质处理药剂分为3大类：缓蚀类、阻垢剂和杀生剂21缓蚀剂211化学水处理用缓蚀剂应具备的条件缓蚀剂种类很多，作为水质处理用的缓蚀剂需要具备一定的条件：经济实用、符合环保要求；它与水中的各种物质（如Ca2+、SO42、CI-、O2、

21、CO32-等）以及加入的阻垢剂、分散剂和杀生剂是相容的，并有较好的协调作用；对系统中各种金属有较好的缓蚀作用。212常用缓蚀剂1）铬酸缓蚀剂常见的铬酸盐铬酸钠，它是一种氧性化缓蚀剂。铬酸盐能使钢铁表面生成一层连续而致密的含有V-Fe2O3和Cr2O3钝化膜。在循环水系统中，单独使用铬酸盐的起始浓度为500mg/L1000mg/L,随后就可以逐渐降低至维持浓度200mg/L250mg/L。在实际应用中，铬酸盐常以较低的剂量与其它缓蚀剂复配成复合缓蚀剂使用。铬酸盐对铁、铜、锌、铝及合金都有良好的保护作用，但毒性大，易被还原而失效。2）钼酸盐钼酸盐与铬酸盐一样，也是阳极型或氧化膜型缓蚀剂，它在铁阳极

22、上生成一层具有保护膜作用的亚铁高铁钼氧化物的络合物的钝化膜。钼酸盐对碳钢、铜和铝均有缓蚀作用，尤其是和其它药剂共用可大大地抑制点蚀的发生。使用钼酸盐作缓蚀剂剂量大，成本较高。3)锌盐最常用的锌盐是硫酸锌。锌盐是一种阴极性缓蚀剂。锌离子可与金属表面腐蚀微电池的阴极区，抑制过程的进行。锌盐是一种安全但低效的缓蚀剂。因此常与其它缓蚀剂联合使用。使用锌盐成本低，能加速生成保护膜，但对水生物有毒性。因此，环保部门对锌盐的排放有严格规定。4)磷酸盐磷酸盐是一种阳极缓蚀剂，没有毒性，价格便宜。但它易与水中的钙离子生成磷酸钙垢，因此常和对磷酸钙垢有抑制能力的共聚联合使用。它易促进水中藻类的生长。5）聚磷酸盐聚

23、磷酸盐是目前使用最广泛、最经济的缓蚀剂之一。常用的有三聚酸钠和六偏磷酸钠。单独使用时，使用浓度不宜小于30mg/L，用量不足反而促进腐蚀。为提高缓蚀效果，聚磷酸盐通常与锌盐、有机磷酸盐等联合使用。聚磷盐缓蚀效果较好，成本低，除缓蚀效果外，还兼有阻垢作用；没有毒性但易水解，水解后与水中钙离子生成磷酸钙垢，易促进藻类生长；对铜及铜合金有腐蚀。6）有机多元膦酸化学稳定性好，不易水解，能耐较高温度，能与水中的Ca2+、MG2+、Cu2+、Fe3+等金属离子络合成络合物，抑制钙垢、镁垢形成，同时，还具有缓蚀作用。常用的HEDP（羟基乙*二膦酸）和EDTMP（乙二胺四*膦酸）等。它们不易水解，单独使用时浓

24、度常为1620mg/L。7）MBT（巯基苯并噻唑）和BTA（笨并三唑 ）它们是一种阳极型缓蚀剂。在铜的表面组成多层防护膜，使铜的表面不起氧化还原反应，不发生氢气，起防蚀作用。对铝、铸铁、锌等金属材料也有同样的防蚀作用。用量少，但MBT对氯很敏感，易被氧化而破坏。BTA虽能耐氯和氢化，但价格较高。22阻垢剂在水处理中常用的阻垢剂有聚磷酸盐、有机膦酸、膦羧酸、有机膦酸脂、聚羧酸等。1）聚磷酸盐常用聚磷酸有三聚磷酸钠和六偏磷酸钠，在水中生成长链阴离子容易吸附在微小的碳酸钙晶粒上，同是这种阴离子易于和CO32-置换，从而防止了碳酸钙的析出。2）有机膦酸学用的有HEDP、EDTMP对抑制碳酸钙、水合氧化

25、铁或硫酸钙的析出或沉淀有很好的效果。3）有机膦酸酯有机膦酸酯抑制硫酸钙垢的效果较好，但抑制碳酸钙垢的效果较差。其毒性低，易水解。4）聚羧酸聚羧酸类化合物对碳酸钙水垢有良好的阻垢作用，用量也极少。常用的有聚丙烯酸和水解马来酸酐等。23杀生剂杀生剂是用来控制中央空调循环水系统中微生物的主要方法。231优良的杀生剂应具备的条件能够有效控制和杀死范围很广的微生物；容易分解或被微生物降解；在使用浓度下，与水中的一些缓蚀剂和阴垢剂能够彼此相容，具有穿透粘泥和分散或剥离粘泥的能力。232常用杀生剂通常杀生剂分两大类：氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂。1） 氧化性杀生剂常用的有氯、次氯酸盐、臭氧、溴及溴化物等。氯

26、用于水处理中杀菌消毒的历史悠久，它具有杀菌力强、价格低、来源方便。次氯酸盐在水中能生成次氯酸，所以杀生作用与氯相似。臭氧是一种氧化性很强但又不稳定的气体，作为杀生剂不会增加水中的氯离子浓度，排放时不会污染环境，臭氧在光合任用下分解生成氧。作为氯的替代品，溴的杀生速度非常快。在相同条件下，溴在4分钟内可使细菌的存活率降低到0。0001%。2） 非氧化性杀生剂常见的有洁而灭、新洁而灭等。它们在水溶液中离解成阳离子活性基因，具有高效、广谱、低毒、生物降解性能好等特点。使用Ph范围宽，能与常用的水质稳定剂配伍，使用浓度低，投药方便。在许多循环水系统，常常是氧化性杀生剂与非氧化性杀生剂联合使用效果更好。

27、3）复合水处理与单一水处理药剂相比，复合水处理药剂具有很多特点：其中缓蚀剂与缓蚀剂、缓蚀剂与阻垢剂之间往往存在协同增效作用；可以同时控制多种金属材质的腐蚀及污垢的产生；可以简化加药的手续。31典型的复合水处理剂311铬系水处理药剂配方铬酸盐+Zn2+膦酸盐复合水处理剂可以提高水中锌的稳定性，可例Ph值范围扩展到9.0，可以减轻微生物引起的腐蚀和粘泥。312此配方是目前我国应用最广泛、技术最成熟、药源也丰富的配方。有六偏磷酸钠+HEDP+ Zn2+；有六偏磷酸钠+HEDP+PAA+ Zn2+；有三聚磷酸钠+HEDP+HPMA+ Zn2+等。磷系列要特别注意对微生物的控制。313磷系水处理药剂配方

28、有机膦系配方，在中央空调循环水化学处理中，效果很显著。国内药源丰富，药剂性能稳定。具有缓蚀剂阻垢剂双重功效。国内药源丰富，药剂性能稳定。具有缓蚀剂和阻垢剂双重功效，又具有较高的温度、抗氧化性好，不易水解等性能，使用也方便，可用于碱性水处理。配方有：HEDP+ATMP+Zn2+；HEMA+HEDP+ Zn2+；HEDP+PAA+ Zn2+等。314钼系水处理药剂配方钼系配方低毒，无环境污染。钼系配方有：钼酸钠+PAA+ Zn2+木质素磺酸盐+葡萄糖酸钠等。4结束语中央空调循环水的化学处理，要根据使用当地水源水质条件，使用的温度，设备的材质和药剂的来源与性能等，通过试验，进行综合技术经济比较后才能

29、确定。在所选配方投入运行后，还要不断分析和改进，以便不断完善药剂配方，达到抑制腐蚀结垢，提高热交换效率、节约能源、延长设备使用寿命的目的。空调水处理防垢装置用途、特性用途：本产品适用于户式中央空调蒸发式冷却水循环系统。用以防止水循环管路，特别是喷淋水管、水口和冷凝器散热管结垢，从而避免喷淋水口堵塞和散热管散热效率的下降。特性：本产品是根据户式中央空调蒸发式冷却水系统循环水浓缩倍数高，流速快，在非金属喷淋管壁、嘴口易产品矿物质离子静电吸附结垢，在金属冷凝器散热管易产生电极化吸附结垢的特点，设计制造的，以抑制静电吸附和极化吸附为目的的空调水处理防垢装置。工作原理；空调水处理防垢装置中的电子模块，将单相220V交流电源变换为安全低电压的电极电源，并断续地变换其极性。在电极间流过的部分水中矿物质离子，在切割电场方向的运动中迅速预结晶，部分被极化水分子吸附水合，使循环水体总溶解能力提高。因此，本产品装置能有效地对空调冷却水进行防垢处理。产品结构：产品装置由电子模块和半导体电极构成。有两种规格型号：YC-DN-0.1I为10W电子模块，电