一、工業(yè)循環(huán)冷卻水的現(xiàn)狀
傳統(tǒng)處理循環(huán)冷卻水的方法主要是加入化學(xué)藥品來(lái)抑制微生物生長(zhǎng)和結(jié)垢，但因水中藥品和無(wú)機(jī)鹽隨水的蒸發(fā)而濃度增加，這樣必須排放部分含藥和無(wú)機(jī)鹽的冷卻水，同時(shí)及時(shí)補(bǔ)充清潔水。傳統(tǒng)處理方法帶來(lái)的問(wèn)題：
1.系統(tǒng)用水量增加和大量排水，間接導(dǎo)致水費(fèi)增加；
2.微生物的抗藥性，要求及時(shí)、適時(shí)地改變藥品；盡管如此，結(jié)垢問(wèn)題、生物膜、軍團(tuán)菌三大問(wèn)題還是不能徹底解決；
前二項(xiàng)，導(dǎo)致系統(tǒng)需要長(zhǎng)期操作和維護(hù)的費(fèi)用增加；隨著中國(guó)GPT的增長(zhǎng)，環(huán)境保護(hù)及其執(zhí)行法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)一再提高，直接涉及的有：
1.給水、排水、排污水都須交納稅費(fèi)，且費(fèi)用逐步提高；
2.含有化學(xué)藥品、致病細(xì)菌等的循環(huán)冷卻水（不經(jīng)過(guò)處理的水），不得直接排放。
復(fù)雜的技術(shù)和管理，要求操作人員的從業(yè)水平較高。我國(guó)的各行業(yè)使用循環(huán)冷卻水量巨大，更可怕的是其中帶有致病菌使接觸人群處于危險(xiǎn)之中。
二十一世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)水平以及發(fā)展，帶來(lái)較為成熟的水處理技術(shù)——臭氧的應(yīng)用。
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二、臭氧在工業(yè)循環(huán)冷卻水中應(yīng)用的前景分析
循環(huán)冷卻水在工業(yè)上很普遍，如發(fā)電廠(chǎng)、化肥廠(chǎng)、化工廠(chǎng)等。近幾年興起的中央空調(diào)設(shè)備也離不開(kāi)循環(huán)水。由于在循環(huán)冷卻水中發(fā)現(xiàn)了一種對(duì)人體危害極大的格蘭氏陰性病原體，使人們?cè)絹?lái)越關(guān)注循環(huán)冷卻水的處理工藝。
70年代末，美國(guó)進(jìn)行了大量循環(huán)冷卻水臭氧處理研究，證明臭氧具有緩蝕、阻垢、殺菌、滅藻、節(jié)水、無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，且處理費(fèi)用低于傳統(tǒng)方法，所以臭氧處理循環(huán)冷卻水具有廣闊的前景。
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三、臭氧在工業(yè)特環(huán)冷卻水中應(yīng)用的優(yōu)越性
水中的Ca2+ 、Mg2+ 、Cl-等離子，溶解固體和懸浮物相應(yīng)增加，空氣中污染物如灰塵、雜物、可溶性氣體以及換熱器物料泄露等均可進(jìn)入循環(huán)冷卻水，使循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的設(shè)備和管道腐蝕、結(jié)垢，造成換熱器傳熱效率降低，過(guò)水?dāng)嗝鏈p少，甚至使設(shè)備管道腐蝕穿孔。污垢和微生物粘泥可以引起垢下腐蝕，而腐蝕產(chǎn)品又形成污垢，要解決循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的這些問(wèn)題，必須進(jìn)行綜合治理。臭氧產(chǎn)品已在國(guó)內(nèi)電子、電力、飲料、制藥行業(yè)廣泛應(yīng)用，質(zhì)量達(dá)到國(guó)外同行業(yè)90年代水平。
臭氧可以作為唯一的處理藥劑來(lái)替代其它的處理冷卻水處理劑，它能阻垢、緩蝕、殺菌、能使冷卻水系統(tǒng)在高濃縮倍數(shù)甚至在零排污下運(yùn)行，從而節(jié)水節(jié)能，保護(hù)水資源；同時(shí)臭氧冷卻水處理不存在任何環(huán)境污染。國(guó)外應(yīng)用臭氧進(jìn)行循環(huán)水處理已經(jīng)取得了成功，而我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域卻是空白。
美國(guó)能源部、戰(zhàn)略環(huán)境研究和發(fā)展計(jì)劃、聯(lián)邦技術(shù)警示局、新技術(shù)示范項(xiàng)目等國(guó)家單位長(zhǎng)期追蹤，并從54個(gè)節(jié)能新技術(shù)的市場(chǎng)實(shí)踐研究結(jié)果中篩選出來(lái)。美國(guó)能源部對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的總體評(píng)價(jià)：用臭氧對(duì)冷卻塔進(jìn)行維護(hù)處理在節(jié)省操作和維護(hù)費(fèi)用方面都具有很大的潛力，原因是：
1.殺生作用：少量臭氧就可起到強(qiáng)力的殺生劑作用，從而可減少或幾乎不需要排放為降低冷卻塔系統(tǒng)有機(jī)和無(wú)機(jī)物濃度的冷卻水，同時(shí)還可以減少冷卻水中的化學(xué)藥品添加量；
2.消除生物膜，提高熱交換效率：在正確安裝和操作的系統(tǒng)中，細(xì)菌數(shù)減少，從而熱交換器表面的生物膜積結(jié)可減少到最低程度。結(jié)果使用能量減少，冷卻塔工作效率提高，所需維護(hù)減少，有利于環(huán)保，排放的廢水也能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；
3.一定的阻蝕作用：臭氧是一種腐蝕促進(jìn)劑，不是一種阻蝕劑。然而，在清潔的系統(tǒng)（不是受生物或化學(xué)污染的系統(tǒng)）中臭氧容易起到阻蝕劑的作用
4.高效性：臭氧殺滅細(xì)菌的速度比氯高3200倍，其能效強(qiáng)50倍。
5.綠色環(huán)保：臭氧消毒無(wú)任何有毒物質(zhì)殘留，生成物為氧氣，沒(méi)有二次污染。
6.可除臭、脫色。臭氧能有效去除多種藻類(lèi)引起的臭和土臭、霉臭，對(duì)某些膠態(tài)物質(zhì)和有機(jī)物產(chǎn)生的顏色的去除也十分有效。
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四、臭氧消毒技術(shù)在循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用
1.高級(jí)氧化技術(shù)
高級(jí)氧化技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)AOP（Advanced?Oxidation?Process），是一種非常有效處理難降解有機(jī)物的專(zhuān)有技術(shù)。主要是利用紫外線(xiàn)（UV）、過(guò)氧化氫（H2O2）、臭氧（O3）等，在一定條件下可產(chǎn)生羥基游離基等強(qiáng)氧化劑，能強(qiáng)力分解有機(jī)物、微生物，來(lái)處理冷卻水。
2.高級(jí)氧化技術(shù)處理循環(huán)冷卻水有許多特點(diǎn)：
①幾乎能與冷卻水中大部分的有機(jī)污染物起反應(yīng)，使之?dāng)嗔褳樾》肿踊蛘邚氐籽趸癁槎趸?、水、無(wú)機(jī)鹽、氧氣等，一般不產(chǎn)生新的污染；
②以很低的濃度就能高效殺滅微生物，且不產(chǎn)生抗藥性；
臭氧是強(qiáng)大的微生物殺滅劑冷卻水中含有0.1毫克/升的臭氧存在，3小時(shí)后可破壞70～80%生物膜；當(dāng)水中殘留0.4毫克/升的臭氧時(shí)，2～3分鐘即可100%地殺滅制造生物膜細(xì)菌。維持這一條件可阻止其再生長(zhǎng)。臭氧殺滅細(xì)菌的速度比氯高3200倍，其能效強(qiáng)50倍。
由于臭氧是直接破壞細(xì)胞壁，完全殺滅細(xì)菌而不會(huì)產(chǎn)生免疫抗藥性。經(jīng)臭氧處理后的冷卻塔循環(huán)水總菌落數(shù)為100～1000cfu/ml，比化學(xué)法處理后的1000000?cfu/ml低了1千至1萬(wàn)倍。
3.臭氧是強(qiáng)大的微生物殺滅劑
冷卻水中含有0.1毫克/升的臭氧存在，3小時(shí)后可破壞70～80%生物膜；當(dāng)水中殘留0.4毫克/升的臭氧時(shí)，2～3分鐘即可100%地殺滅制造生物膜細(xì)菌。維持這一條件可阻止其再生長(zhǎng)。由于臭氧是直接破壞細(xì)胞壁，完全殺滅細(xì)菌而不會(huì)產(chǎn)生免疫抗藥性。經(jīng)臭氧處理后的冷卻塔循環(huán)水總菌落數(shù)為100～1000cfu/ml，比化學(xué)法處理后的1000000?cfu/ml低了1千至1萬(wàn)倍。
4.臭氧為何能防腐蝕
在低濃度含臭氧的水中PH值為8～9，這一條件不利于化學(xué)腐蝕的發(fā)生；其次，由于臭氧分解產(chǎn)生的氧原子能與鐵離子反應(yīng)，使鐵管表面形成致密的γ-氧化鐵鈍化膜，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生保護(hù)作用；臭氧能有效殺滅噬硫噬鐵等微生物，切斷了腐蝕源。
只要把臭氧控制在一定濃度范圍，就能夠達(dá)到防腐蝕的目的。實(shí)驗(yàn)表明：經(jīng)臭氧處理的水質(zhì)控制總堿度大于240毫克/升，ORP為550以下時(shí)，有最佳的防腐蝕效果。
5.臭氧為什么能阻垢
臭氧不能直接攻擊垢的主要成分如碳酸鈣，但臭氧在氧化過(guò)程中會(huì)生成（OH）、（HO2）、（O3-）、（H2O2）等自由基中間產(chǎn)物，氧化垢基質(zhì)中的有機(jī)物，使垢變松并脫落。脫落的垢基需人工方法去除。
6.冷卻塔臭氧處理系統(tǒng)的基本構(gòu)成
冷卻塔臭氧處理系統(tǒng)大多數(shù)由空氣預(yù)制裝置（空氣干燥器、空氣壓縮機(jī)）、臭氧發(fā)生器、臭氧與水接觸裝置（文丘里混合器）、自動(dòng)控制儀器等組成。
臭氧可用氣泡擴(kuò)散法、正壓注入法、逆流氣泡接觸法、渦輪混合法等溶解于水中，但更合適地冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)的臭氧融合裝置，還是文丘里管加靜態(tài)混合器、噴射器加靜態(tài)混合器。
