基于集中式采暖空調系統的循環水處理技術應用研究

摘 要：在集中式采暖空調系統中，循環水處理能促進節能減排工作，有利于節水型社會的建設。其水質多樣化，還未形成一套規范的系統，且對它的應用研究也很少。文章以循環水處理的特點為突破口，對其技術研究應用做了主要分析。

關鍵詞：集中式采暖；空調；循環水處理

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

1 集中式采暖空調循環水處理的特點

1.1 補水水質多樣化

1.1.1 補水水源多樣化。目前，我國正在積極建設節約型社會，在采暖空調循環水系統中，其補充水源多是市政自來水以及地下水和地表水，如今也擴展到市政污水、雨水和中水。

1.1.2 補水水質多樣化。由于補水的水源不同，其各自的水質指標也存在著一定的差異，即便補水的地區和性質一樣，也存在著多樣化。以北京市政自來水為例，其在北城呈負硬水表現，水質硬度通常在200～300mg/l；而在南城則為正硬水表現，水質硬度通常為400～500mg/l。各種水質的水在循環系統中經運行，其差異會得到充分的表現。

1.2 尚未形成規范的體系

在建筑的節能、節水方面，采暖空調循環水系統發揮著重要作用，任一專業領域的規范都會對該專業規范體系的建立產生或多或少的影響。在循環水處理這方面，其標準和規范往往由三點決定：一是設計規范；二是水質標準，三是產品標準。就我國當前現狀來說，最缺乏的是設計規范，幾乎為空白；水質標準一般有《采暖空調水質標準》，產品標準則主要包括《水處理設備技術條件》、《電子式水處理器技術條件》、《射頻時物理場水處理設備技術條件》等。

1.3 應用研究缺失

對于任何一項新技術來說，從理論原理到實踐應用期間的探索研究，能夠很大程度地在客觀上體現出產品技術的成熟性和先進性。應用研究既能促進理論研究并加以完善，又能對其技術進行驗證，為產品的應用提供前提條件。我國在此方面的研究缺失很大。

雖然采暖空調技術在我國被廣泛應用于各種領域，但還沒有形成系統的理論，也沒有專門的研究機構對此項技術進行研究，甚至連專業檢測水處理設備性能的機構也不多見，而實驗室的建立也還是空白。

我國當前，此項技術工作主要是靠采暖空調水處理公司和高效聯合來完成的，不過仍留在理論層面。面對系統工況、補水水質、環境材料不同的局面，如何搭配相應的處理工藝是目前需要解決的重要工作。

2 循環水系統處理技術的研究應用

靜態處理和被動處理是水循環處理的兩大分類，前者在運行系統中占的市場份額較少，它主要是通過物理法對循環水做全流量的處理工作，或者通過化學法對循環水做旁流處理工作。后者主要是在日常生活中，對系統的運行狀況進行實時監控，水質一旦超過國家標準，應實施停機清洗方案，并更換新的水體，其占的市場份額近似于前者。

2.1 循環水水質影響因素的分析

在循環水運行期間，水質是不斷變化的，這必將引起運行工況的變化，而循環水處理就負責對循環水水質的控制，以保證系統能夠正常運行。引起水質發生變化的因素通常有以下幾點：

2.1.1 系統工藝。工況、流速和水溫等和系統工藝有著密切關系，相對來說，它們比較固定，在進行項目工藝設計時，其數據信息就已明確。水溫影響著系統的結垢或腐蝕，流速對系統的水力工況有著重大影響，且和系統腐蝕也存在一定的聯系。從水處理的角度進行分析，系統工藝應當歸于靜態影響。

2.1.2 金屬材質。在循環水系統中，水泵、閥門一般使用的是碳鋼或鑄鐵材料，而換熱設備通常使用銅或不銹鋼的材料，金屬不同，其間會產生電位差，容易形成電化學腐蝕。從水處理的角度進行分析，金屬材質也是靜態影響。

2.1.3 補水水質。補水中含有許多溶解性物質、膠體以及懸浮物，它們在循環水系統運行中，易使系統出現菌藻滋生以及結構或腐蝕等問題。由于補水水質通常在不斷波動，因此它屬于動態的影響因素。

2.1.4 氣象環境。冷卻塔是一種為循環水系統進行冷卻作用提供冷源的裝置，借助空氣和水實現熱量交換，以使溫度有所下降。空氣質量和大氣氣溫及濕度是不固定的，在不同的季節有不同的表現，這種變化引起系統的水質也跟著發生變化，再加上受富營養源作用的影響，系統極易出現菌藻滋生的狀況。這種影響因素也是動態的。

2.1.5 排污控制。由于在循環水運行期間，水質不斷波動，常會出現菌藻滋生、結垢腐蝕等現象，隨之而產生的鐵銹等雜質容易引起二次污染。此影響因素也是動態的。

2.2 物理法處理技術

物理法處理，包括高壓靜電、磁化等物理場的處理技術。此類技術通過將電能轉化為電場或磁場的途徑，將所得物發散到水中，起到防腐、防垢，殺藻滅菌的作用。當前，物理法水處理技術已經發展到較高水平的射頻式物理場水處理技術，并在國外得到廣泛應用。此技術通過影響循環水的金屬材質和系統工藝，從而對其水質做靜態化的抑制處理，至于氣象環境和排污控制，此技術需進一步考慮，且對水質的變化也考慮不周，所以在選擇處理工藝時，應做全面考慮。

2.3 化學法處理技術

此技術通過向循環水系統投加殺生劑、阻垢劑和緩蝕劑等水質穩定劑，以達到延緩菌藻滋生速度、抑制腐蝕結垢趨勢的目的。通過對金屬材質和補水水質的影響來實現對循環水的靜態化處理。但對系統工藝、氣象環境排污控制缺少綜合性的考慮，所以在選擇處理工藝時，需做全方位的考慮。

2.4 動態物化法處理技術

動態物化法，是指以物理法水處理為根基，以化學法水處理為輔助，其采用自動化監測技術，能夠保證最佳的藥劑投加量和水質條件。

此技術的組成部分有：強效過濾和物理法的處理裝置、智能程序全自動的控制系統、專用環保型藥劑和動態化學處理裝置以及水質實時監測系統等。

3 結束語

就集中式采暖空調來說，在選擇其循環水處理的應用技術時，若單獨使用物理法或化學法任一方法，難免會帶來一些負面影響。所以，應在物理法靜態處理技術的基礎上，輔以動態化學法，即動態物化法水處理技術，以解決補水水質波動引起的水質不穩定等問題，這必將成為循環水處理領域的主流方向，應推廣使用。

參考文獻

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