采暖循环水的净化技术

关键词：采暖 循环水 净化 技术 

　　采暖循环水系统存在的主要问题是换热设备的结垢影响换热效率；系统管网的腐蚀以及腐蚀造成的水质二次污染，管网末端散热器铁垢沉积、堵塞，影响散热的问题。随着科学技术的发展，促进采暖循环水的净化技术快速发展。 

　　一、暖气供水要求 

　　现阶段，各个城市中采暖供水的要求是：热水热力网（热电厂区域、锅炉房或间供系统） 悬浮物≤5mg/L总硬度≤60mg/L（CaCO3）溶解氧≤0.1mg/L含油量≤2mg/LpH 值（25℃）：7～12，其它指标应符合《生活饮用水卫生标准》GB5749- 85，当系统有不锈钢、铜，铝等 Cl-含量不高于 25mg/L；当系统中无钢制散热器时，可不除氧；当采用加药处理时补水水质标准：pH值：7～12悬浮物≤20mg/L 总硬度≤600mg/L 含油量≤2mg/L集中供暖执行城市热力网设计规范CJJ34- 2002或执行 HG/T3729- 2004 标准。 

　　二、采暖循环水系统存在的问题 

　　采暖循环水系统存在的主要问题是换热设备的结垢影响换热效率；系统管网的腐蚀以及腐蚀造成的水质二次污染，管网末端散热器铁垢沉积、堵塞，影响散热的问题。由于采暖循环水在经过换热设备时温度上升，会析出大量水垢，这些水垢会紧贴在换热设备内表面，影响换热效率。另外，采暖循环水在封闭的系统中运行，运行温度为 95℃～75℃。由于系统长期在高温环境下运行，系统管网、设备腐蚀情况比较严重。造成系统中杂质不断增多，水的色度、浊度不断提高。如果系统中配备的过滤装置不尽合理，将无法去除悬浮于水中的铁锈等杂质。随着系统的运行，水质中的杂质就会在水流速度较慢的散热器等末端装置内沉积下来，导致管网堵塞。使系统运行工况恶化，城市的采暖供水能力也减弱。这就是采暖系统存在的主要问题。 

　　因补水硬度高，锅炉或换热器易结垢，需要软化处理当补水硬度 大于6 mmol/L，可采用离子软化水处理装置，使总硬度小于0.6mmol/L 。常用的是钠离子软化水处理装置。离子交换软化的水处理方式可降低硬度，即防止结垢，但不能调节pH 值和抑制金属的腐蚀。关于钠离子交换器软化水处理。应当指出，由于它采用食盐溶液中的钠离子置换钙、镁离子，其反冲洗水中含有大量氯离子和钠离子，会造成地下水环境的污染，而且是永久性污染。钠离子的增加导致人类得高血压、心脏病及增加癌症患病的几率，氯离子导致锅炉和设备的腐蚀，尤其是对不锈钢或铝、铜金属设备的腐蚀。对于含有 AISI304 不锈钢和铜制设备的系统，其补水应慎用钠离子交换软化水处理装置。由于钠离子软化水处理是目前广泛采用的方法，其对地下水环境污染的问题应引起足够的重视。当补水的原水总硬度 大于6mmol/L 、总碱度大于2.5 mmol/L时，也可采用石灰软化处理，使出水碱度为 0.5mmol/L～1.0mmol/L。投加工业成品石灰的含量应85% 。石灰水处理适用于总硬度高及钙镁盐碱度高的补水。石灰水处理可以同时去掉水中的碱度 HCO3-及碱度所对应的钙镁离子硬度。当补水量20m3/ 日时，需往石灰水中加入适量高效混凝剂、助凝剂，出水的碱度 OH-宜控制在 0.1～0.2mmo l/L范围内。在实施补水时可以对补水投加防腐阻垢剂，增加采暖系统的供暖能力。 

　　1.当补水的 pH 值小于地方标准 DBJ01- 619- 2004 的规定时，宜投加防腐阻垢剂，使补水的 pH 值达到规定的要求。 

　　2.当补水总硬度为 0.6～6mmol/L ，并且日补水量 >10% 的系统水容量时，也应对补水投加防腐阻垢剂，降低补水总硬度，以减少系统中水垢、污泥的生成。一般来说，补水总硬度为 0.6～6mmol/L ，补水量较小时，补水可不处理，只需对循环水投加防腐阻垢剂，使循环水总硬度达到0.6mmol/L 即可。然而，如果补水量太大，例如，日补水量 >10% 系统总水容量时，如果仅依靠对循环水投药处理，势必在系统中生成大量污泥，对系统运行不利。固体防腐阻垢剂防腐阻垢剂品种繁多，成分复杂，一般包括化学正磷酸三钠及氢氧化钠等碱性化物质；一个或多个氨基的中、长链（ 脂族）胺等阳极阻蚀剂；亚硫酸钠、单宁酸钠和其它无机或有机除氧剂；以及缓冲剂等成分。防腐阻垢剂具有防腐、阻垢、除垢、除锈、育保护膜、防止人为失水、抑制细菌和藻类繁殖以及停炉保护等多种功能。对于热水锅炉或二次换热系统，以固体防腐阻垢剂为主。由于投药可使 pH 值增高，因而，在实际运行时，对于使用钢制锅炉和钢制散热器的系统，控制 pH 值为 10―12，不低于 9。当低于 9 时需迅速补投药剂，否则水系统会形成沉淀物堆积。沉淀物的出现是因为水中的碳酸盐析出。每天每组排污阀和除污器要排污一次，以降低悬浮物浓度。使用固体防腐阻垢剂后一般不用再除氧就能有效地防腐。它有以下三种功能： 

　　2.1由于除垢除锈，就等于除掉了电化学腐蚀的阴极，从而阻止了电化学腐蚀； 

　　2.2含有几种育膜剂，在铁的表面生成一层黑亮的保护膜，可阻隔氧和二氧化碳的腐蚀； 

　　2.3它是碱性药剂，能迅速提高水的 pH 值。当 pH 值！10时，铁处于钝化区中，腐蚀最小。防腐阻垢剂在使用实践中证明是集中供暖系统的一种简单而行之有效的水处理方法。 

　　三、采暖循环水的净化设想 

　　1.通常的水处理方案 　　1.1 采用软化的方式目前在采暖循环水系统的水处理中，通常采用软化水方式，即在补水系统安装钠离子交换器，将水质软化后注入循环系统。但软化水只能解决采暖循环系统中换热设备结垢的问题，而无法解决系统的主要问题 - - 腐蚀问题和管网的堵塞问题。相反，软化水还会加剧管网的腐蚀，加速采暖循环水运行工况的进一步恶化。采暖循环系统存在的问题是综合性的，需要进行综合处理。 

　　1.2 电子水处理器和过滤器来解决问题 

　　目前，在国内水处理市场上，各种物理法水处理设备主要以解决防垢、缓蚀、杀菌为主。但在封闭式采暖存在的问题是腐蚀和悬浮物的去除问题。使水中的悬浮态杂质稳定在 20mg/l 以下。而以往在系统中安装的各种电子类水处理设备配套 Y 式过滤器、除污器等方式，由于普通过滤器过滤精度低，因此无法满足系统对水质的要求及对水质的控制。 

　　2.水医生系列设备解决方案 

　　2.1解决方法：a.在换热设备进水口前安装防垢专用设备“水垢净”，防止换热设备结垢。b.在系统总管安装防腐专用设备“黄水清”采用物理场射频式水处理设备，从根源上缓解系统腐蚀。该项功能已通过国家腐蚀与防护中心的检测，证明物理场射频式水处理设备较不采取防腐处理的系统缓蚀能力提高 2.5 倍。c.在系统总回水管安装超净过滤设备“铁锈一扫净”设备，通过电晕效应场，活性铁质滤膜、机械变孔径三位一体的高精度过滤功能控制系统水质。使水质长期处在 HG/T3729- 2004 标准范围内。彻底解决由于水质问题引发的系列问题。（以上设备也可选用具有综合处理功能的“全程处理器”替代，黄水清、铁锈一扫净上期已介绍）。 

　　2.2注意事项（水垢净）：a.设备结垢超过3mm时，应先采取化学清洗后，再安装“水垢净”。公司提供化学处理的配套服务。b.输水管道除垢防垢及较远距离用水系统防垢时，经“水垢净”处理后的水以 30min 为基本距离，超过基本距离时，应采取串联接力形式。c.分体设备的控制箱与设备本体之间的距离不大于3m，（设备配置的电缆长度为 3m。用户不能自行改动）设备旧垢安装“水垢净”二 ～ 三个月可以清除水垢。（具体时间需视被处理系统的具体参数而定- - 流速、水质、温度及温度变化，流速变化、排污次数和时间等等）。d.排污：安装“水垢净”后，被处理系统应定期排污。排污次数、时间应根据系统的具体情况而定。否则，会形成“二次垢”，造成设备防垢功能失效。 

　　四、采暖循环水的净化技术 

　　水垢净的工作原理：其原理是利用物理方法，在不改变水的生化属性的前提下，通过耗用电能，经过设备的物化处理，来达到防垢、除垢的目的。水经加热形成水垢，一般需经过三个过程：晶核生成――逐渐长大――沉淀、烘烤。经过这三个过程后，水垢就会形成并逐渐增厚。“水垢净”的工作原理是从二个方面来解决这个问题。一是通过换能器将特定频谱的射频能量转换给被处理介质――水，使成垢离子间的排列顺序、位置发生扭曲变形。当被处理的水被加热时，需经过一段时间才能恢复到原来的状态――即所谓“时间软化水”。故在此段时间内，成垢的机率很低，从而达到防垢的目的。二是通过换能器，“水垢净”能连续发射出与水垢自振频率相近的波，使其在一定范围内产生共振效应，使旧垢逐渐松软、脱落，从而达到除垢的目的。由于“水垢净”防垢除垢的原理是“时间软化水”的概念，故处理后的水须直接进入换热设备，即设备必须靠近换热设备安装。它的优点是设备体积小，不占地，安装操作简单，运行费用低，对水质、环境无污染，是各种设备防垢除垢的最佳选择。功能参数：a.防垢有效率：>98%除垢有效率：>95%。b.适应水质：总硬度 <700mg/1（CaCO3）。c.压力损失：<0.007～0.01Mpa。d.工作电压：交流 220V±10%。e. 安全绝缘电压：5000V。f.消耗功率：<340W。g.工作环境要求：- 25℃～+50℃相对湿度：<95%。h. 工作温度：（被处理介质温度）- 25℃～+160℃。i.平均无故障工作时间不小于 50000 小时。j.适用介质：自来水、冷却水、冷冻水、热水、工业用水、地表水、地下水、游泳池用水等。根据需处理的水质及系统。水处理设备“水垢净”主要由转换器和控制器二部分组成。转换器由换能射频器及壳体组成，换能射频器根据处理水量的大小、水质情况，陈列排布。控制器由电子元器件、集成电路、调压器、散热器等组成。使用安装注意事项：将设备与系统管路安装完毕，调使合格后，接通设备主体配电箱上的电源（220V/50HZ，配电箱指示灯显示绿色，即可正常运行。当系统停止运行时，水垢净也应断电停止使用。禁止在无水状态下长时间开启设备。重要部位可采用旁通式安装，以便在不停机状态下检修设备。循环系统应配套“铁锈一扫净”以便收集并排放水中的杂质、悬浮物。浓缩倍数应控制在 4 以下。系统长期停止运行或季节性停止运行，均须在系统停止运行前，向水中投加适量的缓蚀剂，并采用满水湿保护的方法以减少腐蚀，保护系统换热器、锅炉安装“水垢净”后，应视水质情况定期排污。安装形式及位置：a.独立原则：一般情况下，每台换热器、每个独立的结垢设备，应单独配备一台设备。b.接近原则：一般情况下，设备应靠近被处理的换热器安装，被加热媒均应全部通过“水垢净”。且中间不能间隔水箱、水泵、锅炉等设备。c.设备安装“：水垢净”应以旁通形式安装，便于维修及保证系统可水平、垂直、角式安装。但必须保证管道设备内为满水流，不能倒空或有空气，用户应根据现场的具体情况，选择不同类型的净水设备。 

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