一、工業(yè)循環(huán)冷卻水的現(xiàn)狀
傳統(tǒng)處理循環(huán)冷卻水的方法主要是加入化學藥品來抑制微生物生長和結(jié)垢，但因水中藥品和無機鹽隨水的蒸發(fā)而濃度增加，這樣必須排放部分含藥和無機鹽的冷卻水，同時及時補充清潔水。傳統(tǒng)處理方法帶來的問題：
1.系統(tǒng)用水量增加和大量排水，間接導致水費增加；
2.微生物的抗藥性，要求及時、適時地改變藥品；盡管如此，結(jié)垢問題、生物膜、軍團菌三大問題還是不能徹底解決；
前二項，導致系統(tǒng)需要長期操作和維護的費用增加；隨著中國GPT的增長，環(huán)境保護及其執(zhí)行法規(guī)標準一再提高，直接涉及的有：
1.給水、排水、排污水都須交納稅費，且費用逐步提高；
2.含有化學藥品、致病細菌等的循環(huán)冷卻水（不經(jīng)過處理的水），不得直接排放。
復雜的技術(shù)和管理，要求操作人員的從業(yè)水平較高。我國的各行業(yè)使用循環(huán)冷卻水量巨大，更可怕的是其中帶有致病菌使接觸人群處于危險之中。
二十一世紀的科學技術(shù)水平以及發(fā)展，帶來較為成熟的水處理技術(shù)——臭氧的應用。
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二、臭氧在工業(yè)循環(huán)冷卻水中應用的前景分析
循環(huán)冷卻水在工業(yè)上很普遍，如發(fā)電廠、化肥廠、化工廠等。近幾年興起的中央空調(diào)設備也離不開循環(huán)水。由于在循環(huán)冷卻水中發(fā)現(xiàn)了一種對人體危害極大的格蘭氏陰性病原體，使人們越來越關(guān)注循環(huán)冷卻水的處理工藝。
70年代末，美國進行了大量循環(huán)冷卻水臭氧處理研究，證明臭氧具有緩蝕、阻垢、殺菌、滅藻、節(jié)水、無污染等諸多優(yōu)點，且處理費用低于傳統(tǒng)方法，所以臭氧處理循環(huán)冷卻水具有廣闊的前景。
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三、臭氧在工業(yè)特環(huán)冷卻水中應用的優(yōu)越性
水中的Ca2+ 、Mg2+ 、Cl-等離子，溶解固體和懸浮物相應增加，空氣中污染物如灰塵、雜物、可溶性氣體以及換熱器物料泄露等均可進入循環(huán)冷卻水，使循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的設備和管道腐蝕、結(jié)垢，造成換熱器傳熱效率降低，過水斷面減少，甚至使設備管道腐蝕穿孔。污垢和微生物粘泥可以引起垢下腐蝕，而腐蝕產(chǎn)品又形成污垢，要解決循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的這些問題，必須進行綜合治理。臭氧產(chǎn)品已在國內(nèi)電子、電力、飲料、制藥行業(yè)廣泛應用，質(zhì)量達到國外同行業(yè)90年代水平。
臭氧可以作為唯一的處理藥劑來替代其它的處理冷卻水處理劑，它能阻垢、緩蝕、殺菌、能使冷卻水系統(tǒng)在高濃縮倍數(shù)甚至在零排污下運行，從而節(jié)水節(jié)能，保護水資源；同時臭氧冷卻水處理不存在任何環(huán)境污染。國外應用臭氧進行循環(huán)水處理已經(jīng)取得了成功，而我國在這個領(lǐng)域卻是空白。
美國能源部、戰(zhàn)略環(huán)境研究和發(fā)展計劃、聯(lián)邦技術(shù)警示局、新技術(shù)示范項目等國家單位長期追蹤，并從54個節(jié)能新技術(shù)的市場實踐研究結(jié)果中篩選出來。美國能源部對此項技術(shù)的總體評價：用臭氧對冷卻塔進行維護處理在節(jié)省操作和維護費用方面都具有很大的潛力，原因是：
1.殺生作用：少量臭氧就可起到強力的殺生劑作用，從而可減少或幾乎不需要排放為降低冷卻塔系統(tǒng)有機和無機物濃度的冷卻水，同時還可以減少冷卻水中的化學藥品添加量；
2.消除生物膜，提高熱交換效率：在正確安裝和操作的系統(tǒng)中，細菌數(shù)減少，從而熱交換器表面的生物膜積結(jié)可減少到最低程度。結(jié)果使用能量減少，冷卻塔工作效率提高，所需維護減少，有利于環(huán)保，排放的廢水也能達到排放標準；
3.一定的阻蝕作用：臭氧是一種腐蝕促進劑，不是一種阻蝕劑。然而，在清潔的系統(tǒng)（不是受生物或化學污染的系統(tǒng)）中臭氧容易起到阻蝕劑的作用
4.高效性：臭氧殺滅細菌的速度比氯高3200倍，其能效強50倍。
5.綠色環(huán)保：臭氧消毒無任何有毒物質(zhì)殘留，生成物為氧氣，沒有二次污染。
6.可除臭、脫色。臭氧能有效去除多種藻類引起的臭和土臭、霉臭，對某些膠態(tài)物質(zhì)和有機物產(chǎn)生的顏色的去除也十分有效。
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四、臭氧消毒技術(shù)在循環(huán)冷卻水中的應用
1.高級氧化技術(shù)
高級氧化技術(shù)，簡稱AOP（Advanced?Oxidation?Process），是一種非常有效處理難降解有機物的專有技術(shù)。主要是利用紫外線（UV）、過氧化氫（H2O2）、臭氧（O3）等，在一定條件下可產(chǎn)生羥基游離基等強氧化劑，能強力分解有機物、微生物，來處理冷卻水。
2.高級氧化技術(shù)處理循環(huán)冷卻水有許多特點：
①幾乎能與冷卻水中大部分的有機污染物起反應，使之斷裂為小分子或者徹底氧化為二氧化碳、水、無機鹽、氧氣等，一般不產(chǎn)生新的污染；
②以很低的濃度就能高效殺滅微生物，且不產(chǎn)生抗藥性；
臭氧是強大的微生物殺滅劑冷卻水中含有0.1毫克/升的臭氧存在，3小時后可破壞70～80%生物膜；當水中殘留0.4毫克/升的臭氧時，2～3分鐘即可100%地殺滅制造生物膜細菌。維持這一條件可阻止其再生長。臭氧殺滅細菌的速度比氯高3200倍，其能效強50倍。
由于臭氧是直接破壞細胞壁，完全殺滅細菌而不會產(chǎn)生免疫抗藥性。經(jīng)臭氧處理后的冷卻塔循環(huán)水總菌落數(shù)為100～1000cfu/ml，比化學法處理后的1000000?cfu/ml低了1千至1萬倍。
3.臭氧是強大的微生物殺滅劑
冷卻水中含有0.1毫克/升的臭氧存在，3小時后可破壞70～80%生物膜；當水中殘留0.4毫克/升的臭氧時，2～3分鐘即可100%地殺滅制造生物膜細菌。維持這一條件可阻止其再生長。由于臭氧是直接破壞細胞壁，完全殺滅細菌而不會產(chǎn)生免疫抗藥性。經(jīng)臭氧處理后的冷卻塔循環(huán)水總菌落數(shù)為100～1000cfu/ml，比化學法處理后的1000000?cfu/ml低了1千至1萬倍。
4.臭氧為何能防腐蝕
在低濃度含臭氧的水中PH值為8～9，這一條件不利于化學腐蝕的發(fā)生；其次，由于臭氧分解產(chǎn)生的氧原子能與鐵離子反應，使鐵管表面形成致密的γ-氧化鐵鈍化膜，對系統(tǒng)產(chǎn)生保護作用；臭氧能有效殺滅噬硫噬鐵等微生物，切斷了腐蝕源。
只要把臭氧控制在一定濃度范圍，就能夠達到防腐蝕的目的。實驗表明：經(jīng)臭氧處理的水質(zhì)控制總堿度大于240毫克/升，ORP為550以下時，有最佳的防腐蝕效果。
5.臭氧為什么能阻垢
臭氧不能直接攻擊垢的主要成分如碳酸鈣，但臭氧在氧化過程中會生成（OH）、（HO2）、（O3-）、（H2O2）等自由基中間產(chǎn)物，氧化垢基質(zhì)中的有機物，使垢變松并脫落。脫落的垢基需人工方法去除。
6.冷卻塔臭氧處理系統(tǒng)的基本構(gòu)成
冷卻塔臭氧處理系統(tǒng)大多數(shù)由空氣預制裝置（空氣干燥器、空氣壓縮機）、臭氧發(fā)生器、臭氧與水接觸裝置（文丘里混合器）、自動控制儀器等組成。
臭氧可用氣泡擴散法、正壓注入法、逆流氣泡接觸法、渦輪混合法等溶解于水中，但更合適地冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)的臭氧融合裝置，還是文丘里管加靜態(tài)混合器、噴射器加靜態(tài)混合器。
