工业用水处理

 
工厂因制程产生的热量举凡化学反应，热机器运转后之热量，或加热成型物之冷却等，都必须靠冷却水来移除热量，否则对机器本身寿命或产品质量均会有间接影响。对于冷却水系统一般会产生的问题有：
一.水垢沈积物：
当冷却水中溶解性盐类超过饱和浓度时即会产生无机盐类沈积﹙称之为水垢Scale﹚，通常冷却水系统较常见之水垢有碳酸钙、硫酸钙等：而水中之泥沙、污泥等悬浮杂质，加热浓缩后，会造成软泥、污垢沉积，两者附着于热交换金属表面时将大幅降低热交换效率。
二.腐蚀：
造成冷却水系统管线设备腐蚀之原因一般有下列几项：
1.水中溶存氧及溶解性盐类浓度增加所造成之一般性腐蚀 ( General Corrosion )。
2.系统中两种不同金属互相接触造成的流电腐蚀﹙Galvanic Corrosion﹚。
3.冷却水中之杂质或腐蚀所产生沈积物而造成沈积物下腐蚀( Under Deposit Corrosion )。  
三.汽水共沸﹙Carry Over﹚：
由于大自然的阳光与水中之养份使细菌(Bacteria)、藻类(Algae)、真菌(Fungi)等滋长快速，如不加以杀灭，将造成系统管线或热交换器微生物及其黏泥之污塞，而造成热交换不良。 
 
冷却水管线腐蚀剖视图
处理效果比较图
 
冷却系统流程及加药点示意图
 
Q&A
冷却系统
NO 冷却系统问题说明： 相对处理药品及功效：
1 冷却水系统一般会发生那些困扰 (1)会产生水垢沈积（Scale & fouling），造成热传障碍和生产瓶颈。
(2)会产生腐蚀（Corrosion）问题，导致生产设备损坏、增加维修和设备寿命提前结束，并造成系统氧化铁沈积，进而加速并恶化水垢沈积。
(3)会产生微生物大量滋长，导致微生物及其粘泥（slime）堵塞系统、阻碍水流，造成热传障碍，并导致水垢和腐蚀问题恶化。
2 一般常见的水垢沈积物有那些 一般常见的水垢沈积物有:碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁、硫酸钙、硅酸钠、硅酸镁等。
3 水中结垢(Scaling)与污垢(Fouling)有何不同： (1)Scaling是化学物质过饱合，所造成的结晶性水垢，一般较为坚硬，其水垢分析结果有固定的化学组成。
(2)Fouling是由各种悬浮杂质(SS)沈淀而成，一般较为松软，其水垢分析结果没有固定的化学组成。
4 水垢对热传的危害有多严重

从下表的数据，即可了解。

水垢厚度（ｍｍ）
热交换率（ BTU/ft 2 /F°）
热交换损失（ %）
电力损耗率(%)
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%
5 影响冷却水沈积的因素有哪些，可否概述之 (1)水质：冷却水形成沈积问题的主要因素有pH、形成结垢物质的溶解形态及数量、悬浮物状态及含量、浓缩倍数等等。
(2)温度：温度影响结垢及沈积至巨，溶解度随温度升高而降低的物质容易在高温部位沈积。
(3)流速：壳侧冷却设备通常流速较低，流速低于每秒一呎时，由于悬浮物沈降，容易造成污塞问题。热交换器冷却水设计流速通常为3~8呎/秒。
(4)微生物滋长：微生物控制不良易造成黏泥污塞问题。
(5)腐蚀：金属腐蚀所形成的大量化产物，非但加速腐蚀，也产生沈积问题，干扰热传导率。必须留意腐蚀抑制方案的效果。
(6)制程污染：制程泄漏可能导致无机盐析出或有机物附着。油脂物质附着热交换表面，会形成油膜，妨碍热传导，且黏着其他物质，更加剧沈积问题。
6 控制冷却水中沈积物的一般处理方式有那些 (1)补给水先经过软化
(2)加酸降低冷却水的 pH
(3) 补给水预先过滤或冷却水做旁流过滤
(4)降低浓缩倍数
(5)添加分散剂抑制水垢沉积
(6)利用旁流过滤器(Side stream filter)降低S.S.
(7)利用Air Bumping 或 Back Wash降低热交换器沈积物
7 冷却水常发生那些腐蚀问题 冷却水常发生的腐蚀有：均匀腐蚀、点蚀（Pitting）、流电腐蚀（Galvanic corrosion）、流蚀（Erosion）、沈积物下方腐蚀（Underdeposit corrosion）、摩擦腐蚀、疲劳腐蚀等。
8 微生物会造成冷却水的那些困扰 (1) 微生物和粘泥会阻塞水管，降低水流。
(2) 微生物和粘泥会造成热传障碍，造成生产瓶颈；也会造成冷却水塔散水材堵塞，导致冷却水温度无法降低。
(3) 有一些微生物本身会造成腐蚀问题(例如：铁细菌和硫酸根还原菌)，微生物粘泥会造成沈积物下方的腐蚀。
(4) 会加速水垢沈积物的生成。
9 什么是退伍军人症呢 退伍军人症是一种叫Legionella pneumophila细菌所引起的肺炎症状，起初因美国退伍军人在1976年聚会时，造成34名退伍军人死亡而闻名。因为冷却水塔是这种细菌的最佳繁殖场所，所以冷却水塔必须检测有无这种细菌，发现有的时候，冷却水塔就必须添加对退伍军人症有效的杀菌剂。
10 什么是氧化型和非氧化型杀菌剂 氧化型杀菌剂是具有强烈氧化性的杀菌剂，通常是一种强氧化剂，常见的有：氯气、次氯酸钠、次氯酸钙、臭氧、二氧化氯等。
非氧化型杀菌剂主要是以致毒剂作用于微生物的特殊部位，而达到杀菌的作用，常见的有：四级胺盐、氯酚化合物、硫醇化合物、有机磷类等等有机非氧化型杀菌剂。
11 当一个冷却水系统有问题时，需如何处理 (1)现场采取原水、冷却水做水质全分析，以了解水质之pH、电导度、碱度和各种离子数值。
(2) 由水质分析表中各种离子的浓缩倍数计算，可以知道有无钙、镁、碳酸盐，硅酸盐、、、等浓缩倍数偏低，从而知道有那些水垢沉积。
(3) 由水质分析表中的铁份数值，可以判断系统有无腐蚀问题。
(4) 由原水和冷却水水质计算LSI(兰氏指数)，可以知道两种水质的腐蚀性和结垢倾向。
(5) 将现场的热交换器打开调查，可以了解系统有无：水垢、淤泥、腐蚀、微生物等问题，再由沈积物分析，可以更确认以上问题。
(6) 由现场水样细菌培养，可以确认微生物问题。
(7) 由水系统流程图，可以确认Critical heat exchanger，并了解系统材质及特性。
(8) 综合以上问题之后，有经验的水处理公司会提出适当的冷却水处理建议方案，包括：水质控制标准、水垢分散剂、腐蚀抑制剂、杀菌藻剂的添加方法和控制要点。
 
冷冻系统
NO 冷冻系统问题说明： 相对处理药品及功效：
1 冰水系统因水垢产生散热不良，且因抗冻剂所造成系统严重腐蚀，水色混(红)浊，腐蚀沈积物污塞。 使用ARKO-500密闭系统腐蚀抑制剂系列产品：
针对冰水与抗冻剂等密闭系统，抑制腐蚀效果迅速，功效优异，确保管线洁净，延长设备使用年限，增加运转之稳定性。 
2 设备或热交换器因水沉积或菌藻滋生所造成之污塞，使散热效果不佳。 使用ARKOCLEAN-124高效力除垢剂系列产品：
去除沈积水垢及污垢效果绝佳，清洗速度快，除垢时效果佳，且可于清洗中立即判定系统清洗程度。 
3 对于气冷式、冰水式空调系统之铝鳍片因附着空气中灰尘、油脂、日久影响交换效率，使冷房效果差、电费支出增加，甚至吹出之冷气有异味。 使用ARKOCLEAN-120铝鳍片清洗剂：
内含界面活性剂、腐蚀抑制剂、高效率清洗剂去，除污垢效果迅速，不腐蚀铝材质金属，确保空调质量，提供清新空气。 
 
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