(1)現場採冷卻水做水質分析,了解水質之pH、電導度、鹼度和各種離子數值。
(2) 計算各種離子的濃縮倍數,了解是否有無鈣、鎂、碳酸鹽、矽酸鹽...等水垢生成沉積。
(3) 冷卻水中鐵離子數值,可以判斷系統有無腐蝕問題。
(4) 計算冷卻水水質LSI(蘭氏指數),可以知道目前水質是屬於傾向腐蝕面還是結垢面。
(5) 了解熱交換器狀況,可以了解熱交換器內是否有水垢、淤泥、腐蝕、微生物等問題,再由沈積物分析,可以更確認以上問題。
(6) 了解冷卻水水樣是否有微生物問題,可以做細菌陪養。
(7) 由冷卻水系統流程圖了解系統材質及特性。
(8) 綜合以上問題之後,可以做出適當的冷卻水處理建議方案,包括:水質控制標準、水垢分散劑、腐蝕抑制劑、殺菌藻劑的添加方法和控制要點。
由於冷卻水在冷卻過程中不斷地蒸發,使水中含鹽濃度不斷增高,超過某些鹽類的溶解度而沉澱。常見的有碳酸鈣、磷酸鈣、矽酸鎂等垢。水垢對熱交換率示意圖,水垢大大的降低了傳熱效率,並提高了電力的耗損。
水垢厚度(mm) | 熱交換率( BTU/ft 2 /F°) | 熱交換損失(%) | 電力損耗率(%) |
0 | 92.77 | 0 | 0 |
0.3mm | 73.68 | 21% | 10% |
0.6mm | 61.12 | 34% | 20% |
0.9mm | 52.20 | 44% | 31% |
1.2mm | 45.60 | 56% | 42% |
1.6mm | 39.52 | 57% | 53% |
冷卻水對換熱設備的腐蝕,主要是電位腐蝕,產生的原因有設備製造缺陷、水中充足的氧氣、水中腐蝕性離子(Cl-、Fe2+、Cu2+)以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素,腐蝕的後果十分嚴重,不加控制極短的時間即使換熱器、輸水管路設備報廢。
退伍軍人菌,它是一種喜氧的革蘭氏陰性桿菌,退伍軍人菌可於環境中(包括:水及泥土)存活相當長的時間,且能持續維持其致病性;其中水是退伍軍人菌天然生長處,靜置不流動的水亦是生長之溫床。至於其傳播途徑則以直接吸入為主,尤其經由噴霧狀之水氣,其來源包括:冷卻水塔。
因為冷卻水中溶有充足的氧氣、合適的溫度及富養條件,很適合微生物及細菌的生長繁殖,如不及時控制將迅速導致水質惡化、發臭、變黑,冷卻塔大量黏垢沉積甚至堵塞,冷卻散熱效果大幅下降,設備腐蝕加劇。
腐蝕:鍋爐給水中的雜質可以分為三種類型:溶解固體;溶解氣體;懸浮物質。對於中壓鍋爐,給水預處理可以將鹽類物質處理在很低的水平,電導率一般都會小於5μs/cm2(高壓鍋爐小於0.2),硬度為0,因此結垢問題不會在給水管線和設備上發生,但進入鍋爐後,由於鍋爐的蒸發濃縮,會產生矽及腐蝕產物的沉積問題。然而,由於給水中的溶解氣體(O2和CO2)和回水中的腐蝕產物(Fe或Cu),會導致給水系統的腐蝕問題。
溶解氧:給水中的溶解氧是鍋爐及輔助設備腐蝕的主要原因。
沈積物:鍋爐的蒸發會導致雜質濃縮,水中的雜質和沉積物會導致結垢和沉積物腐蝕,鍋爐給水中含有銅和鐵時,會在金屬受熱面上形成銅垢或鐵垢,由於金屬表面與銅垢、鐵垢沉積物之間的電位差異,從而引起了金屬的局部腐蝕,這種腐蝕一般是坑蝕。
鍋水夾帶:即鍋水雜質成份進入蒸汽,影響蒸汽的品質。夾帶的起因可能是物理的或化學的。物理原因包括:鍋爐操作(突然負荷改變、水量增加等)、泄漏/破裂和不充分或較差的蒸汽分離設備。化學原因包括更高的鍋水固體或矽含量或給水中的油、有機物質或冷卻水中的污染物。
冷凝水:冷凝水是由蒸汽做功之後凝結而成的,水質應該是非常純的,但若凝結水管線未受到保護,會產生一系列問題。蒸汽在低pH運行導致的腐蝕、給水加氨導致的氨蝕或鍋水的夾帶引入的鈉、矽等易在蒸汽管線和汽輪機上沉積,產生電位腐蝕生成金屬腐蝕產物。
1.無機廢水:主要含酸鹼廢液及重金屬等污染物
2.有機廢水:主要含有機污染物之廢水
因應不同之處理方法亦可分兩大類:
1.物理化學處理:主要用於去除無機物或具沉降性、漂浮性或可吸附性之有機物
2.生物處理:主要利用微生物分解去除溶解性有機物。
1.經由生物細胞合成轉換成無害化有機污泥
2.最終產物則是排出穩定乾淨的放流水與含高熱值有機性生物污泥
3.相較於物化處理增生無機性化學污泥,生物處理僅產出有機物轉化之生 物污泥,更符合污泥減量化
1. 分散的生長:如果分散的細胞純在有很高的數量時會造成放流水的混濁。當膠羽無法結合成生物膠羽團時,細菌就會分散的生長,此現象是由於高BOD負荷與水中溶氧不足所致。毒性物質也會造成分散生長。
2. 非絲狀的膨化:此現象有時稱菌膠團膨化,是因為活性污泥中發現細菌生產超量的外多醣纇,結果降低了膠羽的沉降性和緊密性。
3. 極為小的膠羽:是由於污泥膠羽分裂,瓦解成細小碎片。絲狀菌是構成活性膠羽的骨幹,所以,當期數目太低,膠羽失去結構,造成較差的沉降性與增加放流水的混濁。
4. 絲狀的膨化:是由於污泥內的絲狀菌過度生長所致,造成沉澱池內固體物的沉降緩慢與壓縮性差,因為絲狀菌造成膨化發生時,強氧化劑如氯氣及過氧化氫通常用來殺死細菌,然而這些 化學藥劑雖會殺死絲狀菌,但也會殺死 floc-forming bacteria。當使用過量時,系統中的微生物皆會受到影響,因此很難找到單單控制絲狀菌膨化的物質。