基于集中式采暖空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)水處理技術(shù)應(yīng)用研究

摘 要：在集中式采暖空調(diào)系統(tǒng)中，循環(huán)水處理能促進(jìn)節(jié)能減排工作，有利于節(jié)水型社會的建設(shè)。其水質(zhì)多樣化，還未形成一套規(guī)范的系統(tǒng)，且對它的應(yīng)用研究也很少。文章以循環(huán)水處理的特點(diǎn)為突破口，對其技術(shù)研究應(yīng)用做了主要分析。

關(guān)鍵詞：集中式采暖；空調(diào)；循環(huán)水處理

自90年代以來，中央空調(diào)和集中供暖得到迅猛的發(fā)展，已成為我國用于大型工民建的主要制冷和供暖形式。在采暖空調(diào)的系統(tǒng)中，作為冷媒、熱媒的重要載體，水含有許多物質(zhì)，如鹽類物質(zhì)、溶解性氣體、細(xì)菌以及固形物雜志等，在循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，這些物質(zhì)在大氣環(huán)境以及系統(tǒng)溫度和金屬材質(zhì)電極電位差的影響下，容易互相發(fā)生作用，致使管道閥門和換熱器出現(xiàn)腐蝕、結(jié)垢以及菌藻等問題，導(dǎo)致熱交換率有所下降，不利于生產(chǎn)生活安全。循環(huán)水處理技術(shù)要求，既得對水中的溶解物、懸浮物進(jìn)行控制，還要對系統(tǒng)的細(xì)菌、腐蝕速率以及污垢熱阻止有所控制，以此為基礎(chǔ)，減少系統(tǒng)的排污量，增大系統(tǒng)運(yùn)行的濃縮倍數(shù)，從而減少成本，縮短投資的回收周期，以做到節(jié)能減排。

1 集中式采暖空調(diào)循環(huán)水處理的特點(diǎn)

1.1 補(bǔ)水水質(zhì)多樣化

1.1.1 補(bǔ)水水源多樣化。目前，我國正在積極建設(shè)節(jié)約型社會，在采暖空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)中，其補(bǔ)充水源多是市政自來水以及地下水和地表水，如今也擴(kuò)展到市政污水、雨水和中水。

1.1.2 補(bǔ)水水質(zhì)多樣化。由于補(bǔ)水的水源不同，其各自的水質(zhì)指標(biāo)也存在著一定的差異，即便補(bǔ)水的地區(qū)和性質(zhì)一樣，也存在著多樣化。以北京市政自來水為例，其在北城呈負(fù)硬水表現(xiàn)，水質(zhì)硬度通常在200～300mg/l；而在南城則為正硬水表現(xiàn)，水質(zhì)硬度通常為400～500mg/l。各種水質(zhì)的水在循環(huán)系統(tǒng)中經(jīng)運(yùn)行，其差異會得到充分的表現(xiàn)。

1.2 尚未形成規(guī)范的體系

在建筑的節(jié)能、節(jié)水方面，采暖空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，任一專業(yè)領(lǐng)域的規(guī)范都會對該專業(yè)規(guī)范體系的建立產(chǎn)生或多或少的影響。在循環(huán)水處理這方面，其標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范往往由三點(diǎn)決定：一是設(shè)計(jì)規(guī)范；二是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，三是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。就我國當(dāng)前現(xiàn)狀來說，最缺乏的是設(shè)計(jì)規(guī)范，幾乎為空白；水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)一般有《采暖空調(diào)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)則主要包括《水處理設(shè)備技術(shù)條件》、《電子式水處理器技術(shù)條件》、《射頻時(shí)物理場水處理設(shè)備技術(shù)條件》等。

1.3 應(yīng)用研究缺失

對于任何一項(xiàng)新技術(shù)來說，從理論原理到實(shí)踐應(yīng)用期間的探索研究，能夠很大程度地在客觀上體現(xiàn)出產(chǎn)品技術(shù)的成熟性和先進(jìn)性。應(yīng)用研究既能促進(jìn)理論研究并加以完善，又能對其技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，為產(chǎn)品的應(yīng)用提供前提條件。我國在此方面的研究缺失很大。

雖然采暖空調(diào)技術(shù)在我國被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，但還沒有形成系統(tǒng)的理論，也沒有專門的研究機(jī)構(gòu)對此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究，甚至連專業(yè)檢測水處理設(shè)備性能的機(jī)構(gòu)也不多見，而實(shí)驗(yàn)室的建立也還是空白。

我國當(dāng)前，此項(xiàng)技術(shù)工作主要是靠采暖空調(diào)水處理公司和高效聯(lián)合來完成的，不過仍留在理論層面。面對系統(tǒng)工況、補(bǔ)水水質(zhì)、環(huán)境材料不同的局面，如何搭配相應(yīng)的處理工藝是目前需要解決的重要工作。

2 循環(huán)水系統(tǒng)處理技術(shù)的研究應(yīng)用

靜態(tài)處理和被動(dòng)處理是水循環(huán)處理的兩大分類，前者在運(yùn)行系統(tǒng)中占的市場份額較少，它主要是通過物理法對循環(huán)水做全流量的處理工作，或者通過化學(xué)法對循環(huán)水做旁流處理工作。后者主要是在日常生活中，對系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，水質(zhì)一旦超過國家標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)實(shí)施停機(jī)清洗方案，并更換新的水體，其占的市場份額近似于前者。

2.1 循環(huán)水水質(zhì)影響因素的分析

在循環(huán)水運(yùn)行期間，水質(zhì)是不斷變化的，這必將引起運(yùn)行工況的變化，而循環(huán)水處理就負(fù)責(zé)對循環(huán)水水質(zhì)的控制，以保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。引起水質(zhì)發(fā)生變化的因素通常有以下幾點(diǎn)：

2.1.1 系統(tǒng)工藝。工況、流速和水溫等和系統(tǒng)工藝有著密切關(guān)系，相對來說，它們比較固定，在進(jìn)行項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì)時(shí)，其數(shù)據(jù)信息就已明確。水溫影響著系統(tǒng)的結(jié)垢或腐蝕，流速對系統(tǒng)的水力工況有著重大影響，且和系統(tǒng)腐蝕也存在一定的聯(lián)系。從水處理的角度進(jìn)行分析，系統(tǒng)工藝應(yīng)當(dāng)歸于靜態(tài)影響。

2.1.2 金屬材質(zhì)。在循環(huán)水系統(tǒng)中，水泵、閥門一般使用的是碳鋼或鑄鐵材料，而換熱設(shè)備通常使用銅或不銹鋼的材料，金屬不同，其間會產(chǎn)生電位差，容易形成電化學(xué)腐蝕。從水處理的角度進(jìn)行分析，金屬材質(zhì)也是靜態(tài)影響。

2.1.3 補(bǔ)水水質(zhì)。補(bǔ)水中含有許多溶解性物質(zhì)、膠體以及懸浮物，它們在循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行中，易使系統(tǒng)出現(xiàn)菌藻滋生以及結(jié)構(gòu)或腐蝕等問題。由于補(bǔ)水水質(zhì)通常在不斷波動(dòng)，因此它屬于動(dòng)態(tài)的影響因素。

2.1.4 氣象環(huán)境。冷卻塔是一種為循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行冷卻作用提供冷源的裝置，借助空氣和水實(shí)現(xiàn)熱量交換，以使溫度有所下降。空氣質(zhì)量和大氣氣溫及濕度是不固定的，在不同的季節(jié)有不同的表現(xiàn)，這種變化引起系統(tǒng)的水質(zhì)也跟著發(fā)生變化，再加上受富營養(yǎng)源作用的影響，系統(tǒng)極易出現(xiàn)菌藻滋生的狀況。這種影響因素也是動(dòng)態(tài)的。

2.1.5 排污控制。由于在循環(huán)水運(yùn)行期間，水質(zhì)不斷波動(dòng)，常會出現(xiàn)菌藻滋生、結(jié)垢腐蝕等現(xiàn)象，隨之而產(chǎn)生的鐵銹等雜質(zhì)容易引起二次污染。此影響因素也是動(dòng)態(tài)的。

2.2 物理法處理技術(shù)

物理法處理，包括高壓靜電、磁化等物理場的處理技術(shù)。此類技術(shù)通過將電能轉(zhuǎn)化為電場或磁場的途徑，將所得物發(fā)散到水中，起到防腐、防垢，殺藻滅菌的作用。當(dāng)前，物理法水處理技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到較高水平的射頻式物理場水處理技術(shù)，并在國外得到廣泛應(yīng)用。此技術(shù)通過影響循環(huán)水的金屬材質(zhì)和系統(tǒng)工藝，從而對其水質(zhì)做靜態(tài)化的抑制處理，至于氣象環(huán)境和排污控制，此技術(shù)需進(jìn)一步考慮，且對水質(zhì)的變化也考慮不周，所以在選擇處理工藝時(shí)，應(yīng)做全面考慮。

2.3 化學(xué)法處理技術(shù)

此技術(shù)通過向循環(huán)水系統(tǒng)投加殺生劑、阻垢劑和緩蝕劑等水質(zhì)穩(wěn)定劑，以達(dá)到延緩菌藻滋生速度、抑制腐蝕結(jié)垢趨勢的目的。通過對金屬材質(zhì)和補(bǔ)水水質(zhì)的影響來實(shí)現(xiàn)對循環(huán)水的靜態(tài)化處理。但對系統(tǒng)工藝、氣象環(huán)境排污控制缺少綜合性的考慮，所以在選擇處理工藝時(shí)，需做全方位的考慮。

2.4 動(dòng)態(tài)物化法處理技術(shù)

動(dòng)態(tài)物化法，是指以物理法水處理為根基，以化學(xué)法水處理為輔助，其采用自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)，能夠保證最佳的藥劑投加量和水質(zhì)條件。

此技術(shù)的組成部分有：強(qiáng)效過濾和物理法的處理裝置、智能程序全自動(dòng)的控制系統(tǒng)、專用環(huán)保型藥劑和動(dòng)態(tài)化學(xué)處理裝置以及水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)等。

3 結(jié)束語

就集中式采暖空調(diào)來說，在選擇其循環(huán)水處理的應(yīng)用技術(shù)時(shí)，若單獨(dú)使用物理法或化學(xué)法任一方法，難免會帶來一些負(fù)面影響。所以，應(yīng)在物理法靜態(tài)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，輔以動(dòng)態(tài)化學(xué)法，即動(dòng)態(tài)物化法水處理技術(shù)，以解決補(bǔ)水水質(zhì)波動(dòng)引起的水質(zhì)不穩(wěn)定等問題，這必將成為循環(huán)水處理領(lǐng)域的主流方向，應(yīng)推廣使用。

參考文獻(xiàn)

[1]劉鵬.我國集中式采暖系統(tǒng)循環(huán)水護(hù)理技術(shù)研究及應(yīng)用[J].給水排水動(dòng)態(tài)，2012，38（2）：187-190.

[2]程輝.基于集中式采暖系統(tǒng)的循環(huán)水處理技術(shù)應(yīng)用探究[J].門窗，2012，43（10）：145-147.

[3]任永強(qiáng).循環(huán)水系統(tǒng)處理簡議[J].給水排水，2006，17（S1）：201-204.

[4]淺談循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)處理與日常運(yùn)行分析[J].山西能源與節(jié)能，2002，176-178.