专利名称：中央空调水系统的水处理方法
技术领域：
本发明涉及一种对金属材料物件中使用的水进行防腐蚀、软化及阻垢处理的方法，特别是指一种用于中央空调水系统的水处理方法。
中央空调是九十年代才在中国开始普及的一种新兴机电设备，大部分使用中的中央空调的水系统并未作水质处理，少部分的中央空调水系统则是使用传统水处理防腐蚀方法。
传统水处理防腐蚀技术，采用强氧化性化学物质(如Na2No2)或重金属盐(如铬酸盐)钝化成膜。众所周知，强氧化性物质均是巨毒物质，而重金属物质也是巨毒物质，使用这两类物质，首先将对施工人员带来极大的毒害和危险，其次将对环境造成极大危害，如废水不作处理，将对下游人民造成极大的毒害。若采用无机磷系配方，则将对水环境造成破坏，形成富营养化，藻类大量繁殖，产生赤潮，危害水生物(主要是鱼类)。此外，传统防腐方法其防腐效果也不够理想，如采用强氧化物或重金属钝化成膜，这两种都是抑制阳极反应，一旦膜不完整，将形成点蚀，加速局部腐蚀，带来较大危害。
针对中央空调水系统上述的水处理现状和水处理方法存在的缺陷，本发明的目的，在于提供一种对施工人员无毒害和危险、对环境无污染危害、且缓蚀和阻垢效果非常显著的中央空调水系统的水处理方法。
本发明的解决方案如下。由于中央空调水系统分冷却水系统和冷冻水系统两部分，因此水处理方法也按这两个系统分别进行。对于冷却水系统，按冷却水保有水量在水中一次性投入下列药物配方浓度为5-10ppm的钼酸盐，浓度为5-10ppm的聚磷酸盐，浓度为5-20ppm的有机磷酸盐，浓度为5-10ppm的聚羧酸；对于冷冻水系统，按冷冻水保有水量在水中一次性投入下列药物配方浓度为5-10ppm的钼酸盐，浓度为5-20ppm的聚磷酸盐，浓度为5-10ppm的有机膦酸盐。
本发明采用的有机膦酸盐+钼酸盐+聚磷酸盐复方缓蚀剂，能与水中的碱土金属(Ca2+、Mg2+)络合，强力地粘附在设备表面，形成一层致密的保护膜，能够把水中的溶解氧(1/2O2)、氯离子(CL-)、次氯酸根离子(CLO-)、硫酸根离子(SO42-)等腐蚀性物质完全隔离开来，使设备不发生锈蚀。这层络合物具有致密性，防腐效果明显高于传统配方，特别对于点蚀、垢下腐蚀、晶间腐蚀有明显的抑制作用。
本发明使用的以有机膦酸盐为主、聚羧酸为辅的有机阻垢剂，其分子结构为立体的空同结构，它能在多个层面、多个方向与Ca2+、Mg2+络合，一个药剂分子能与多个Ca2+、Mg2+络合，形成稳定的络合物。该络合物在水中表现为疏松的胶束状大分子物质。这些络合物把水中的Ca2+、Mg2+离子包络起来，使之不能与CO32-等阴离子发生有效碰撞、结晶，从而达到阻止水垢生成的目的。不仅如此，本药剂还能对垢层的晶格生长起干扰作用。CaCO3属盐类，具有离子晶格，是严格按次序排列的硬垢，Ca2+带正电荷、CO32-带负电荷。当水溶液中加入本药剂后，本药剂与Ca2+络合，使晶核在某一方向带上电荷，而引起电学排斥作用，新结晶的CaCO3分子不能按既定位置结晶，使晶格歪斜。歪斜的晶格生长至一定尺寸后，由于引力减小，无法继续结晶，这样只能形成极小颗粒的水垢，这种水垢我们称之为极软垢。这种歪斜结晶的水垢本身不稳定，容易向水中溶解，部分未溶解的水垢，由于颗粒极小，能随着水流动，不会粘附在换热部件的表面上，不会影响热传递。该药剂的阻垢作用不按化学当量进行，一个药剂分子能够阻止数千甚至上万个Ca2+、Mg2+离子结晶，具有明显的阀值效应。这一点已在500多个中央空调系统的运行实践中得到证明。本药剂的这一特点，使药剂在较小剂量的条件下就能达到良好的阻垢效果。
本发明方法使用的药剂配方均是无毒或极低毒性的药物，对人体、动物、水生物(特别对鱼类)是无毒或微毒的，其LD50大于100。使用本发明方法的药剂配方处理设备后，一年之中的锈蚀量，小于未作处理一天的锈蚀量，其缓蚀效果是显著惊人的，这一点可以从对比防腐实验观察到。本发明方法使用的药剂配方在阻垢作用方面具有良好的协同效应，即是在这几种药剂复配使用时，阻垢效率显著提高。特别对于高硬度、高碱度的水，其阻垢效果良好，同时此配方在高温系统中表现良好。通过实验，证明在水温100℃时，其阻垢率仍能达到97％以上。在实际运行中，即使由于水质、设备、管道的影响，阻垢率也能达到85-90％。本发明方法的水处理对象为中央空调的冷却水系统和冷冻水系统，它包括蒸发器、冷凝器、吸收器、热水器、冷却塔、冷却水全部管道及附件、冷冻水全部管道及附件。
下面结合实施例对本发明作出进一步说明。
本发明方法使用的药剂配方中的钼酸盐可采用钼酸钠，聚磷酸盐可采用六偏磷酸钠，有机膦酸盐可采用乙二胺四甲叉膦酸三钠。
实施例一在一中央空调水系统中，补充水硬度为48ppm(以CaCO3计)，冷却水保有水量为30T，冷冻水保有水量为50T，按下列剂量投药冷却水钼酸钠300g(10ppm)；六偏磷酸钠300g(10ppm)；乙二胺四甲叉膦酸三钠600g(20ppm)；聚羧酸300克(10ppm)。
冷冻水钼酸钠500g(10ppm)；六偏磷酸钠1000g(20ppm)；乙二胺四甲叉膦酸三钠500g(10ppm)。
从上述投药后的效果来看，系统中投药前的冷却水发黄，浊度为58，冷冻水发黑，浊度大于72；投药8个月后，从冷却水、冷冻水系统中分别取水样，可见其基本清澈，测得冷却水浊度为7，冷冻水浊度为12，总Fe0.7ppm，总Cu0.03ppm；从挂片试验可看到，钢、铜挂片无点蚀，色泽基本不变，打开冷凝器、蒸发器进水盖观察，水垢厚度在0.1mm以内。
实施例二在一中央空调水系统中，补充水硬度为83ppm(以CaCO3计)，冷却水保有水量为80T，冷冻水保有水量为100T，按下列剂量投药冷却水钼酸钠560g(7ppm)；六偏磷酸钠560g(7ppm)；乙二胺四甲叉膦酸三钠1200g(15ppm)；聚羧酸560克(7ppm)。
冷冻水钼酸钠800g(8ppm)；六偏磷酸钠1600g(16ppm)；乙二胺四甲叉膦酸三钠800g(8ppm)。
从上述投药后的效果来看，系统中投药前的冷却水发黄，浊度为大于62，冷冻水很黑，浊度大于89；投药9个月后，从冷却水、冷冻水系统中分别取水样，冷却水浊度为9，冷冻水浊度为11，总Fe0.9ppm，总Cu0.04ppm；钢、铜挂片色彩基本不变，无点蚀，打开冷凝器、蒸发器进水盖观察，水垢厚度小于0.15mm。
权利要求
1.一种中央空调水系统的水处理方法，其特征在于，水处理方法按冷却水系统和冷冻水系统分别进行，对于冷却水系统，按冷却水保有水量在水中一次性投入下列药物配方浓度为5-10ppm的钼酸盐，浓度为5-10ppm的聚磷酸盐，浓度为5-20ppm的有机磷酸盐，浓度为5-10ppm的聚羧酸；对于冷冻水系统，按冷冻水保有水量在水中一次性投入下列药物配方浓度为5-10ppm的钼酸盐，浓度为5-20ppm的聚磷酸盐，浓度为5-10ppm的有机膦酸盐。
2.如权利要求1所述的中央空调水系统的水处理方法，其特征在于，钼酸盐采用钼酸钠，聚磷酸盐采用六偏磷酸钠，有机膦酸盐采用乙二胺四甲叉膦酸三钠。
全文摘要
本发明是一种用于各种类型中央空调水系统的水处理方法,具有较明显的防腐蚀和阻垢效果,对我国各种水质具有较好的适应性。在防腐蚀方面,水处理后钢铁一年的锈蚀量小于未作处理一天的锈蚀量,铜基本无腐蚀。在阻垢方面,对于较高水温、较高硬度的水,仍能达到较高的阻垢率。水处理后,能明显减少生物粘泥、水垢和铁锈,延长设备使用寿命、减少故障,降低电力消耗、节约能源,改善制冷效果,提高空调舒适度。该发明方法对施工人员无毒害,对环境无污染。
文档编号C02F5/00GK1253918SQ9811273
公开日2000年5月24日 申请日期1998年11月17日 优先权日1998年11月17日
发明者段建宇 申请人:段建宇