הבנה של אוזון ותפקידו בניהול מים מגניבים

מגדלי קירור הם תשתיות קריטיות במתקנים תעשייתיים, תחנות כוח, בניינים מסחריים, ופעולות ייצור.מערכות אלה דוחות חום פסולת לתוך האווירה באמצעות קירור evaporative, אבל הם גם יוצרים תנאי כימיה מאתגרים מים.ללא טיפול הולם, מים למגדל קירור יכולים להפוך קרקע רבייה עבור חיידקים, אצות, ומינרלים בקנה מידה כי מערכת פשרה ביצועים וארוכות.

תוכניות טיפול במים מסורתיות מסתמכות על biocides כימי, מעכבי בקנה מידה, ופיזורים.עם זאת, טיפול באוזון התפתח כחלופה רבת עוצמה המציעה תוצאות דומות או גבוהות יותר תוך צמצום התלות הכימית (OoriFLT:0303030303FLT:1) הוא מולקולה המתרחשת באופן טבעי המורכב משלושה אטומים חמצן.

אוזון נוצר באתר באמצעות שחרור כלורה או מערכות אולטרה סגולות.כאשר מוזרקים למים של מגדל קירור, הוא מחמצן במהירות את הזיהום האורגני והאורגני, ואז מסלק בחזרה לתוך חמצן רגיל בתוך דקות. הנכס הייחודי הזה הופך את האוזון יעיל מאוד וסביבתי להיות שפיר.הסוכנות להגנת הסביבה של ארה"ב הכירה באוזון כבטוח ויעילה ליישומים לשתייה תעשייתית.

מדע מאחורי טיפול במים של אוזון

אוזון פועל באמצעות חמצון ישיר ותגובה רדיקלית עקיפה.כאשר האוזון מתמוסס במים, הוא מגיב ישירות עם contaminants או decomposes כדי ליצור רדיקלים hydroxyl, שהם אפילו יותר תגובתיים. רדיקלים אלה לתקוף ספקטרום רחב של אבקות, כולל חיידקים, וירוסים, פטריות, תרכובות אורגניות, ולהפחית מתכות כגון ברזל ומניגאן.

הפוטנציאל של האוזון הוא 2.07 וולט, גבוה משמעותית מכלור (1.36 וולט) או מימן peroxide (1.78 וולט) (1.78 תנודתיות) זה כוח חמצון גבוה יותר פירושו אוזון יכול להרוס מיקרואורגניזמים ולפרק את contaminants אורגני מהר יותר לחלוטין מאשר טיפולים קונבנציונליים.

אוזון גם מחמצן פחמן אורגני מבוזר, צמצום מקור המזון למיקרואורגניזמים.מנגנון זה מונע היווצרות ביו-סרטים על פני השטח של החלפת חום ומגדל קירור למלא את אמצעי התקשורת.ביופיל פועל כשכבה מבודדת המפחיתה את יעילות העברת החום ומספק סביבה מוגנת לצמיחה פתוגנית, כולל FLT:0Legionella pneophilaalphilatrated:1, חיידק האחריות ל Legionigres אחראי;

יתרונות מרכזיים של Ozone ב Cooling Tower Systems

בקרה מיקרוביאלית

העיוות הביולוגי הוא אחד האתגרים המתמשכים ביותר בניהול המגדל הקירור. Bacteria, אצות, פטריות לשגשג בסביבה החמה, העשירה של אגן מגדל קירור ומערכות הפצה.Ozone מספק פעילות אנטימיקרוביאלית רחבה, אשר מתייחסת לכל המעמדות העיקריים של המיקרואורגניזמים של מגדלי הקירור.

מחקרים הראו כי האוזון משיג ירידה של 99.9% בספירות חיידקיות בתוך דקות של מגע, הרבה יותר מהר מאשר כלור אוברומין טיפול מבוסס-ברוק.אוזון יעיל במיוחד נגד FLT:0LegionellaFLT 1, אשר מציב סיכונים בריאותיים חמורים כאשר הוא מסולם במגדל קירור.

בניגוד לביוצידס שמטרה אורגניזמים ספציפיים, אוזון ’ חמצון לא ספציפי מונע התפתחות של זנים עמידים.אמינות זו קריטית בהגדרות תעשייתיות שבו זמן השבת לניקוי המערכת הוא יקר ומשבש.

הפחתה משמעותית בכימיה

מערכת אוזון מעוצבת היטב יכולה להפחית או לחסל את הצורך בביוצידות מסורתיות.הפחתה זו יש יתרונות מרובים: עלויות רכש כימיות נמוכות, דרישות אחסון מופחתות וטיפול, ולהפחית את הסיכון לחשיפה עבור אנשי צמח. מתקנים רבים באמצעות אוזון חתכו את השימוש הביוצידה שלהם על ידי 50 – 90% תוך שמירה או שיפור איכות המים.

האוזון אינו מחליף את כל הטיפולים הכימיים לחלוטין. מעכבי ה-Crerosion ו מעכבי קורוזיה עשויים עדיין להיות נדרשים בהתאם לכימיה מים ולמגירורגיה.עם זאת, האוזון מאפשר לכימיקלים האלה לעבוד ביעילות רבה יותר, משום שהוא מסיר חומרים אורגניים שצורכים ומפריעים לביצועם.הרשת היא תוכנית טיפול פשוטה ויציבה יותר.

תוכניות טיפול מבוססות Chlorine לייצר מוצרי חיטוי כגון trihalomethanes וחומצות haloacetic, אשר להתמודד עם בדיקה רגולטורית מוגברת.Ozone אינו מייצר מוצרים כל כך רוויים.כאשר אוזון oxidizes bromide במים, זה יכול ליצור bromate, a מוסדר על ידי תוצר.עם זאת, היווצרות של השותף מנוהל באמצעות מערכת נכונה ותנאי הפעלה.

שיפור בקרת סקרלינג וקורוזיה

היווצרות גודל מתרחשת כאשר מינרלים מומסים, בעיקר סידן פחמן, precipitate על פני פני השטח של העברת חום. Ozone בעקיפין עוזר לשלוט על סקאלה על ידי חמצון תרכובות אורגניות הקשורות חלקיקים מינרלים ולקדם ירידה בקנה מידה.

קורוזיה במגדלי קירור מביאה לתאי ריכוז חמצן, פעילות ביולוגית וכימיה של מים אגרסיביים.אוזון מפחית קורוזיה ביולוגית על ידי חיסול המיקרואורגניזמים שיוצרים אתרי קורוזיה מקומיים.זה גם מחמצן sulfides ומינים אחרים קורוזיים, הורדת הריכוז שלהם במיחזור מים.

אוזון אינו מספק ישירות מעכב קורוזיה.מתקנים חייבים עדיין לפקח על pH, alkalinity, ו-Sildion קשיחות, ועשויים להוסיף מעכב קורוזיה כגון Orthopus או אבץ. Ozone ’ אפקט נטו על קורוזיה תלוי על מינון תקין וניהול מים.עם בקרה זהירה, אוזון תורם ציוד מורחב ועלויות תחזוקה מופחתות.

אחריות סביבתית

אוזון מתפוגג לחמצן, ואינו משאיר שאריות כימיות מתמשך במים או באוויר. ניגודים אלה עם כלור, ברומין, ו biocides אחרים שנותרו במים מפוצץ ודורשים טיפול לפני השימוש ב- ozone יכול לעתים קרובות להפחית או לחסל את הצורך בכימיקלים dechlorination ולהקטין את ההשפעה הסביבתית של הפרשות המים שלהם.

שימור מים הוא עוד יתרון קיימות.אוזון משפר את איכות המים מספיק כי מתקנים רבים יכולים לפעול במחזורים גבוהים יותר של ריכוז.הפעלה במחזורים גבוהים יותר פירושה פחות התפוצצות נדרשת, צמצום צריכת מים טריה ושחרור מים פסולת; 20% ירידה בשימוש במים הוא מציאותי עבור מתקנים רבים קירור המגדל, לתרגם חיסכון משמעותי באזורים העומדים בפני מחסור במים.

דור האוזון דורש חשמל, בדרך כלל 10 – 20 קילוואטה ל פאונד של אוזון המיוצר. כאשר בהשוואה לאנרגיה המוטבעת בייצור כימי, תחבורה ואחסון, אוזון לעתים קרובות יש טביעת רגל פחמן כללית נמוכה יותר.

מערכת יעילה ויעילות

משטחים של העברת חום הם חיוניים עבור יעיל קירור הייצור. Biofilm, בקנה מידה, ואת הצטברות סימנט לפעול כמו אינסולטורים, לכפות את המערכת לעבוד קשה יותר כדי להשיג את אותה אפקט קירור. למערכות טיפול אוזון לשמור על משטחים נקיים, וכתוצאה מכך טמפרטורות נמוכות יותר וצריכת אנרגיה מופחתת עבור צ'ריפים ומדחסמכים.

מספר מחקרים שנערכו על ידי חסכון באנרגיה של 5–15% לאחר המעבר לטיפול באוזון.החיסכון הזה בא מטמפרטורות גישה מופחתות ופחות אירועים מדוקדקים במהלך הביקוש לקירור.מערכות ניקוי קלות חווה גם פחות קיצוצים לא פתורים לניקוי ותיקון, שיפור האמינות הייצור הכוללת.

המרכיבים המכניים של מגדל קירור & mdash;pumps, שסתום, תרסיס nozzles, ומלא מדיה & mdash; עוד יותר כאשר צמיחה ביולוגית וסקאלה מצטמצם. אוזון מפחית את הזיקה ב nozzles תרסיס ושומר למלא את התקשורת חינם מן Algals המגביל את זרימת האוויר.התוצאה היא ביצועים עקביים וצפויים יותר על חיי המערכת.

דרישות עבור Ozone Systems

עיצוב מערכת ו Sizing

מערכת טיפול יעילה של האוזון מתחילה עם נפיחות מדויקת המבוססת על המאפיינים של מגדלי קירור.המינון האוזון הנדרש תלוי במספר גורמים: שיעור החלמה, נפח אגן, איכות מים, טמפרטורת המערכת, והעומס האורגני והביולוגי.מינונים האוזון האופייניים למגדלי קירור נעים בין 0.1 ל-0.5 מ"ג / ליטר מים, אך כל התקנה דורשת חישוב פרטני.

הגנרטור האוזון חייב להיות מותאם לביקוש המצופה המקסימלי, עם כמה קצבה לתנאי הגמילה.תחתית מובילה לטיפול לא מספיק, תוך oversizing אנרגיה ולהגדיל את עלויות ההון.המתקנים המוצלחים ביותר כוללים חיישן אוזון מומס בשילוב עם מערכת בקרת משוב שמשתאמת את התפוקה של האוזון בהתבסס על מדידות איכות מים בזמן אמת.

שיטות הזרקת חומר עבור יעילות האוזון. Sidestream הזרקת דרך מזרקים או מטבול בועות דקות מבטיח העברת המונים יעילה של אוזון למים.תערובת נכונה במגדל הקירור מונעת אוזון מחוץ גזים ומבטיחה הפצה אחידה.זמן הקשר בין אוזון למים חייב להיות מספיק כדי לקבל תגובות חמצון להתרחש לפני המים נכנס למערכת ההפצה.

פרוטוקולי בטיחות וציוד

אוזון הוא חמצון חזק שיכול לגרות את מערכת הנשימה אם נשוא בריכוזים גבוהים.המשרד לביטחון ולבריאות של הכיבוש (OSHA) קבע גבול חשיפה מותר של 0.1 חלקים למיליון (ppm) כממוצע במשקל שמונה שעות.

גנרטורים של אוזון צריכים להיות מותקנים באזורים מאונטנים היטב או מצוידים ביחידות אוזון דה אוזון עודף חזרה חמצן לפני המצאת אוזון אמבינטי בחדר הציוד לספק התראה מוקדמת של דליפות. ציוד הגנה אישי, כולל כפפות ניטריל ומשקפיים בטיחות, צריך להיות זמין עבור אנשי תחזוקה המטפלים בציוד אוזון.

אוזון נוצר ומשמש באתר, תוך חיסול הסיכונים הקשורים להובלה ואחסון של כלורינים או תופים של ביוצידס נוזלי.זה דור על-פי דרישה מפחית את הסיכון של פיסות כימיות ואת הצורך במבנים משניים.עם זאת, בטיחות חשמלית עבור פעילות גנרטור אוזון וקרקע נאותה של ציוד נשאר שיקולים חשובים.

פיקוח ובקרה

טיפול באוזון עקבי דורש ניטור אמין ואוטומציה. ריכוז אוזון מבודד הוא פרמטר הבקרה העיקרי, בדרך כלל נשמר ב 0.1 עד 0.4 מ"ג / L באגן המגדל הקירור. חיישנים מקוונים מספקים משוב רציף לבקר הגנרטור האוזון, ומאפשר למערכת להתאים את הפלט כתנאי שינוי.

פרמטרים אחרים של איכות מים הדורשים ניטור כוללים pH, התנהגות, טמפרטורה, זעזוע, פוטנציאל הפחתה של חמצון (ORP) ORP הוא Proxy שימושי עבור פוטנציאל חיטוי ומתאים היטב עם יעילות בקרת מיקרוביאלית. מפעילים רבים משתמשים ב- OrP נקודות של 600 ל- mV כדי להבטיח שגרת האוזון נאותה במים המבודדים.

ניתוח מעבדה רגיל של מים למגדל קירור צריך להימשך לאחר התקנת מערכת אוזון.בדיקה עבור ספירת חיידקים, (FLT:0LegionellaFLT:1, מינרלים בקנה מידה, ושיעורי קורוזיה מאמתים ביצועי מערכת ומדריכים התאמות לתוכנית הטיפול.

תאימות עם מערכות קיימות

החלת אוזון לתוך מגדל קירור קיים דורש הערכה זהירה של חומרי מערכת וציוד.אוזון תואם את רוב המתכות, כולל נחושת, פלישה, נירוסטה פלדה, טיטניום. עם זאת, כמה אלסטומרס ופלסטיקים מחלחלים בנוכחות אוזון.

Gaskets, חותמות, O-rings, ו hoses גמישים במגע עם מים אוזון טיפול עשוי לדרוש תחליף עם חומרים לא אחידים האוזון. מגדל קירור למלא מדיה עשוי פוליויניל chloride (PVC) או פוליפרופילן הוא בדרך כלל מתאים.

חומרי פיפינג כגון PVC, CPVC, ו נירוסטה להתמודד עם אוזון היטב. Galvanized פלדה piping יכול לקרוס מהר יותר תחת טיפול באוזון, כך בדיקות שגרתיות צריך לכלול בדיקת קורוזיה בסעיפים אלה. הערכה מראש של מעגל המים מזהה רכיבים כי צריך שדרוג ולהבטיח מעבר מוצלח לטיפול באוזון.

ניתוח עלויות וחזרות על השקעות

ההשקעה הראשונית עבור מערכת אוזון כוללת את הגנרטור, ציוד הזריקה, חיישנים, בקרה והעבודה ההתקנה.עבור מגדל קירור בינוני טיפוסי (500 עד 1,000 טון), עלויות המותקנות הכוללות נעות בין 20,000 $ ל-50,000 דולר.

עלויות התפעול מורכבות בעיקר מחשמל לדור האוזון ותחזוקה קלה עבור הגנרטור והחיישנים.הוצאות שנתיות נמוכות משמעותית מהעלות של ביוצידס כימי, מעכבי בקנה מידה, ומעכבי קורוזיה עבור מערכות טיפול כימי.מתקנים רבים להשיג תקופות של תשלום של עד שלוש שנים בהתבסס על חיסכון כימי בלבד.

חיסכון נוסף מצריכת מים מופחתת, יעילות אנרגיה רווחית, דרישות תחזוקה נמוכות מאיצה את ההחזר על ההשקעה.ניתוח עלות יסודית צריכה לשקול את כל הגורמים הללו ואת חשבון עבור מים מקומיים ועלויות חשמל, עלויות כימיות, ועלויות עבודה.

יישומים בתעשיות

טיפול באוזון יושם בהצלחה ביישומים שונים של מגדל קירור. מתקני ייצור כוח משתמשים באוזון כדי לשמור על ניקיון condenser ולהפחית את לחץ הגב על טורבינות קיטור.צמחים כימיים נהנים מהעומס הכימי מופחת במים הבזבוז שלהם ואת השליטה המשופרת של צמיחה ביולוגית במים של תהליך חם.

מבנים מסחריים, כולל בתי חולים, אוניברסיטאות ומרכזי נתונים, משתמשים באוזון במגדלי קירור HVAC שלהם כדי לשפר את יעילות האנרגיה ולמזער את השימוש במים.הועדה המייעצת למניעת זיהום בריאות זיהתה את האוזון כאמצעי מקובל לשליטה ב-FLT:0LegionellaFLT:1 בבניית מערכות מים.

מתקני מזון ומשקאות מעדיפים לעתים קרובות את האוזון מכיוון שהוא אינו מעניק טעם או ריח למוצרים מעובדים במורד הזרם.המינהל האמריקאי למזון ותרופות אישר את האוזון כמשט מזון, מה שהופך אותו לתאים טבעיים למגדלי קירור שמשרתים מערכות קירור בתחנות עיבוד מזון.

משאבים חיצוניים למידע נוסף

(מנהלי פקולטות ואנשי טיפול במים המבקשים הדרכה מפורטת יותר על עיצוב מערכת אוזון ופעולה יכולים להתייעץ עם משאבים מארגוני תעשייה ומוסדות מחקר.ה-FLT:0Association of Water TechnologiesFLT:1 מספק מסמכים טכניים והכשרה על שיטות טיפול מים מתקדמות.The FLT:2Centers for Disease Control and PreventionFLT 3) מפרסם הנחיות ל- 4LegionellaF5:

(ב) פרסומים תעשייתיים כגון:0.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.4. ↑ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מסקנה

אוזון הוכיח את עצמו כפתרון יעיל ומעשי לניהול מים של מגדלי קירור בטווח רחב של יישומים תעשייתיים ומסחריים.תכונות חמצון החזקות שלה לספק שליטה מיקרוביאלית מעולה, להפחית את התלות על תוספים כימיים, ולעזור לשמור על משטחים נקיים של העברת חום.

יישום מוצלח דורש תכנון מערכת זהירה, sizing כראוי, אמצעי בטיחות נאותים, ומתקנים שוטפים.מתקנים צריכים לעבוד עם אנשי טיפול במים מנוסים כדי לבצע הערכה מעמיקה של מערכת המגדל הקירור שלהם לפתח תוכנית טיפול המותאמים לכימיה המים הספציפית שלהם ואת הצרכים התפעוליים שלהם.כאשר נועדו כראוי מופעל, מערכות אוזון לספק ביצועים עקביים כי עונה או עולה על התוצאות של טיפול כימי קונבנציונלי.

כאשר תקנות סביבתיות מתדקות ומחסור במים הופכים להיות יותר חריפים, היתרונות של טכנולוגיית האוזון יהפכו רק משכנעים יותר.השינוי לעבר פרקטיקות תעשייתיות בר-קיימא הופך את האוזון לאופציה אטרקטיבית יותר עבור מנהלי מתקנים שרוצים להפחית את טביעת הרגל הסביבתית שלהם מבלי להתפשר על ביצועים תפעוליים.עם הגישה הנכונה, אוזון יכול להפוך את ניהול המים של מגדל קירור מאתגר תפעולי חוזר לתועלת תחרותית.