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概述

工业用水主要包括锅炉用水、工艺用水、清洗用水和冷却用水，其中水量最大的是冷却用水，占工业用水的90%以上。为了节约资源，冷却水供水系统中一般采用循环冷却水系统。循环冷却水系统又可分为密闭式或敞开式。敞开式循环水系统是应用最广泛的系统，它是以水为介质移走在工艺介质或换热设备所散发的热量，然后利用热水和空气直接接触时将热水得到冷却后，再循环使用。图1敞开式循环水冷却塔

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工业循环冷却水三大问题及危害

在工业生产的工艺条件下，工业循环水水质常会发生一系列变化，如：腐蚀、结垢、黏泥等，其产生原因及危害如下：腐蚀：主要是电化学腐蚀，产生的原因有设备制造缺陷、水中充足的氧气、水中腐蚀性离子(Cl^-、Fe³⁺、Cu²⁺)以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，腐蚀的后果十分严重，不加控制极短的时间就能使设备报废，严重时几个月内可将管壁穿透。结垢：由于循环冷却水在冷却过程中不断地蒸发，使水中含盐浓度不断增高，超过某些盐类的溶解度而沉淀附着在系统管壁上形成水垢。水垢的产生大大的降低了传热效率，0.5毫米的垢厚就使传热系数降低17.9％。黏泥：主要由水中的有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等构成，黏泥质地松软，不仅降低传热效率而且还引起垢下腐蚀。此外，传统的冷却塔水处理方式是通过水的蒸发，不断带走热量以达到降温目的，温差要求越大，水的蒸发量就越多，需要大量补充水。这种处理方式，水耗相当高，一些企业水循环不到两三次就得换新水；而化学品浓缩积累后的冷却废水，含有大量磷、胺、氮、氯等化学物，未经处理排放到雨水管道，更会对水环境造成严重危害。这些问题如果得不到有效的解决，则无法进行安全生产，造成巨大的工业损失。

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循环冷却水的处理

冷却塔管道和塔壁等容易产生细菌凝胶层和藻类等，通常需要对循环冷却水进行杀菌处理，常用的处理方式有：软化法处理、水质稳定剂法处理、物理方法处理等。目前在大型循环水系统中多以投加水质稳定剂方法处理，但这种传统处理方法带来的弊病及危害如上文所述，因此我们采用一种清洁环保高效的方法——ecAOP高级氧化技术替代传统处理方法中加药的环节，流程如下：图5优化后的循环冷却水系统ecAOP是一种高端电化学和光触媒技术相结合的新型高级氧化技术。ecAOP系统产生的羟基自由基(·OH)是仅次于氟的强氧化剂，氧化分解所有的有机物质、生物体，最终降解为CO₂、H₂O和微量无机盐，并以强大的杀生作用破坏水垢赖以生存的管道和塔壁上的生物膜，杀灭细菌、藻类，消除生物黏泥。生物黏泥是引起结垢、腐蚀的根本原因，是循环冷却水处理的关键所在。与循环冷却水传统处理方法比较，ecAOP高级氧化技术具有以下优势：     (1)彻底杀灭细菌、病毒、藻类及生物黏泥ecAOP高级氧化技术以溶菌方式彻底、迅速破坏细菌的DNA、RNA、酶和蛋白质，无抗药性。而含氯药剂是通过扩散，只能对几种酶起作用，效率低，并有抗药性，一般浓度下不能杀灭军团菌。     (2)节能、节水、减排

节能——减缓结垢，消除陈垢，大幅提高热交换效率；显著节电，提高生产效能。

表1垢厚影响能耗值

增加1mm的垢厚，将增加40%的能耗！

节水——有效提高水资源利用率，能将生产工艺中的废弃水代替自来水作为补充水，实现中水回用。

传统处理方式，水耗相当高，一些企业水循环不到两三次就得换新水。以ecAOP高级氧化技术代替加药处理，虽不改变冷却水的蒸发和漂移量，但是由于不使用化学药品，减少了循环水处理中颗粒物和多余化学药剂的总负荷，从而降低循环冷却水的排放量，提高循环水的浓缩倍数8-10，减少循环水排水50-80%，减少补充水20-40%，节水减排的同时，降低了企业水处理运行费用，减轻企业的环保压力，同时也减少了对水体、地下水、土壤的污染。减排——不加药、不产泥，杜绝二次污染。

ecAOP高级氧化技术替代化学药品处理，能彻底消除化学药品的排放，从根本上解决了环境和水污染。

     (3)防腐，形成致密钝化膜，增强金属的抗腐蚀性能，延长设备寿命ecAOP产生的羟基自由基能杀灭军团菌、生物黏泥、藻类等，有效破坏生物膜，去除生物垢，使水中的钙、镁等不易结成硬垢；大量的无机垢直接悬浮于水中，通过过滤系统除去。此外，还能在已除垢的金属表面形成一层致密的r-Fe2O3钝化膜，增强金属的抗腐蚀性能，降低腐蚀速率，延长设备的使用寿命。

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展望

ecAOP高级氧化技术在循环水中的应用，解决了循环水存在的三大问题，并有效降低循环水中有害离子，取代了药剂添加工艺中加入的磷系、氯系等药剂，从源头上解决了循环水的污染源头，大幅减少了循环水排水，也减少了循环水排污的主要污染成分，进一步减少循环水补充水量。在节水减排起到很大作用。目前水处理主流技术是分离污水回用部分清水，存在分离后浓水处理与污泥处理难题，ecAOP高级氧化技术应用从源头上减少了污染物，其意义与价值非常重大。