تصفیه آب برج خنک کننده با ازن

آب در گردش برج های خنک کننده به دلیل دمای بالا و ورود ذرات مغذی از جریان هوا، محیطی مناسب برای رشد انواع باکتری ها، جلبک ها و میکروارگانیسم هاست. در صورت بی توجهی، این آلودگی های زیستی به سرعت تکثیر شده و باعث گرفتگی مسیرها، کاهش راندمان انتقال حرارت، افزایش هزینه های عملیاتی و حتی خوردگی شدید تجهیزات می شوند. یکی از بهترین راهکارها برای کنترل این مشکلات، استفاده از گاز ازن در برج خنک کننده است.

چرا ازن در برج خنک کننده مؤثرتر از مواد شیمیایی است؟

ازن یک اکسیدکننده بسیار قوی است که سرعت عمل بالاتری نسبت به کلر و سایر مواد شیمیایی دارد. این گاز تمامی باکتری ها، ویروس ها و جلبک ها را در زمان کوتاه از بین می برد و هیچ ماده شیمیایی مضری در آب باقی نمی گذارد. مهم تر از همه، ازن پس از انجام واکنش به اکسیژن تبدیل می شود و اثرات جانبی زیست محیطی ندارد.

🔗 محصول مادر: ازن ژنراتور (دستگاه ازن ساز)

سه مشکل اصلی در برج خنک کننده و نقش ازن در کنترل آنها

• جلوگیری از تشکیل رسوب
  رسوبات ناشی از یون های کلسیم و منیزیم مانند یک عایق عمل کرده و مانع انتقال حرارت می شوند. ازن با تخریب زیست لایه ها (Biofilm) مانع تجمع رسوبات شده و راندمان تبادل حرارت را بالا می برد.
• کاهش خوردگی فلزات خوردگی
  در برج ها اغلب توسط فعالیت میکروبی تشدید می شود. ازن با حذف این میکروارگانیسم ها و تشکیل یک لایه محافظ اکسیدی روی فلزات، نرخ خوردگی را تا 50% کاهش می دهد.
• نابودی باکتری های خطرناک مانند لژیونلا
  باکتری لژیونلا از رایج ترین عوامل بیماری زا در برج های خنک کننده است. ازن به دلیل قدرت اکسیدکنندگی بالا می تواند این باکتری را به طور کامل نابود کند، بدون اینکه اثرات منفی مواد شیمیایی را داشته باشد.

مزایای استفاده از ازن در برج خنک کننده

استفاده از گاز ازن در تصفیه آب برج های خنک کننده، علاوه بر حذف کامل آلودگی های میکروبی، موجب کاهش خوردگی و رسوب گذاری و در نتیجه افزایش راندمان سیستم می شود. این روش در مقایسه با روش های سنتی شیمیایی، هم از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر است و هم کمترین اثرات زیست محیطی را دارد. در ادامه لیست مزایای استفاده از گاز ازن درون سیستمهای خنک کاری تبخیری آورده شده است:

• کاهش مصرف مواد شیمیایی مانند کلر
• امکان افزایش چرخه تغلیظ آب تا 20 برابر و صرفه جویی چشمگیر در مصرف آب
• شفاف سازی کامل آب و حذف بوی نامطبوع
• کاهش تولید فاضلاب و آلاینده های زیست محیطی
• بازگشت هزینه سرمایه گذاری در مدت 6 تا 18 ماه
• افزایش راندمان انتقال حرارت و کاهش مصرف انرژی

محدودیت ها و احتیاطات

ازن بو و حدّ تماس شغلی دارد؛ جانمایی مناسب، تهویه و آلارم نشتی اهمیت دارد. برای مدارهایی با مس زیاد یا مبدل های مسی قدیمی، حتما بازه ORP محافظه کارانه انتخاب و پایش کوپن خوردگی انجام شود. اگر سیلیس آب خام بالاست، حتی با ازن هم سقف COC محدود می شود و مدیریت Blend/Make-up باید هوشمندانه باشد. در نهایت، ازن «جایگزین فکر کردن» نیست؛ پایش پیوسته و لاگینگ داده ها کلید موفقیت بلندمدت سیستم است.

مکانیزم اثر ازن در مدار برج خنک کن

ازن با اکسید کردن غشای سلولی، میکروارگانیسم ها را در مقیاس زمانی کوتاه نابود می کند، بیوفیلم چسبنده را می شکند و بستر چسبندگی یون ها را از بین می برد؛ در نتیجه رسوب گذاری دشوارتر می شود. هم زمان، در تماس کنترل شده با فلزات، امکان پسیو شدن سطح و شکل گیری لایه اکسیدی محافظ (به ویژه روی فولاد زنگ نزن و آلومینیوم) فراهم می شود که نرخ خوردگی را پایین می آورد.

حذف بیوفیلم و رسوب نازک، ضریب انتقال حرارت را بهتر می کند، فشار سر چیلر کاهش می یابد و مصرف انرژی تاسیسات برودتی کمتر می شود.

نکات طراحی و بهره برداری حرفه ای

خشک کردن گاز خوراک ژنراتور برای پایداری توان ازن ضروری است؛ تخریب امن گاز باقیمانده با کاتالیست یا حرارت برای ایمنی محیطی اجباری است؛ محل حسگر ORP باید نماینده آب تشتک باشد و کالیبراسیون دوره ای انجام شود؛ حلقه Bleed باید هم زمان با ORP کنترل شود تا افزایش COC منجر به جهش شاخص رسوب نشود؛ و نهایتا مسیر تزریق و تماس ازن با آفتاب مستقیم و نقاط تجمع بخار ازن دور نگه داشته شود.

معماری یک سیستم ازن استاندارد برای برج

پکیج تزریق ازنِ مناسب برج، معمولا شامل ژنراتور ازن با منبع اکسیژن خشک، پمپ ساید استریم، ونتوری یا میکسر استاتیک برای حل سازی، راکتور/کانتکتور با زمان ماند مناسب، واحد گاززدایی و تخریب گاز خروجی، حسگر ORP و در صورت نیاز سنجش باقیمانده ازن محلول است.

انشعاب ساید استریم از تشتک (Basin) گرفته می شود و پس از تزریق و تماس، مجددا به تشتک برمی گردد تا در گردش، آب کل مدار ضدعفونی شود. کنترل تزریق بر مبنای ORP انجام می گیرد تا با تغییر بار آلودگی یا دبی برج، تزریق به صورت دینامیک تنظیم شود.

پارامترهای بهره برداری و کنترل

برای بیشتر برج ها، نگه داشتن بازه ORP تقریبی 650–750 mV (بسته به متریال و شرایط آب) به عنوان شاخص کیفیت اکسیداسیون، نتیجه ای پایدار می دهد. باقیمانده محلول ازن در تشتک معمولا در حدود 0.05–0.15 mg/L نگه داشته می شود تا هم اثر بیولوژیکی کافی باشد و هم ریسک خوردگی غیرضروری ایجاد نشود.

pH معمول بهره برداری بسیاری از برج ها در 7.5 تا 8.5 است؛ در این بازه، ازن همچنان کارآمد است و هم زمان مدیریت رسوب کربناتی تسهیل می شود. حلقه Bleed/Blowdown برج باید با کنترل هدایت الکتریکی (TDS/EC) و چرخه تغلیظ (COC) هماهنگ شود تا هم صرفه جویی آب محقق شود و هم شاخص های رسوب (Langelier/SI) از آستانه خطر عبور نکند.

در انتها پیشنهاد می نمائیم صفحه محصول ازن ژنراتور آب خنک را نیز بازدید فرمائید.