循环水处理系统:数据中心基础设施的运维指南

在冷却水循环使用的过程中,通过冷却构筑物的传热与传质交换,循环水中离子,溶解性固体,悬浮物相应增加,空气中污染物如尘土、杂物、可溶性气体和换热器物料渗漏等均可进入循环水,致使微生物大量繁殖,综上影响使得循环冷却水系统的管道中产生结垢、腐蚀和粘泥等现象,导致换热器换热效率降低,增加运行成本。循环冷却水处理的目的就在于消除或减少结垢、腐蚀和生物粘泥等危害,使系统可靠、高效、节能地运行。

目前,对循环冷却水进行处理分为物理法和化学法两种。化学方法即向水中投加具有阻垢、缓蚀、杀菌、灭藻作用的水质稳定剂。从而对循环水进行处理。传统的加药法操作一般需先对水质进行分析,并通过动态模拟方式确定,同时需要注意其缓蚀、阻垢、灭菌、防藻的协同效果。如果水质稳定剂配方选择不当,将造成顾此失彼的结果。对于空调冷却水来说,此法技术要求较高,操作管理方法复杂,特别要注意药剂对系统材料的腐蚀性,在空调暖通专业要注意使用。空调暖通冷却水系统一般采用物理法。物理法处理设备简单,便于操作,运行费用低,它主要通过形成高频电磁场来达到防垢、除垢、缓蚀、杀菌、灭藻以及防锈等功能。

1.加药装置

加药装置是中央空调配套水处理系统的比较好的设备,靠投加药剂来维持保证中央空调循环水质的正常状态。药剂的功能虽然相似,起到缓蚀除垢、杀菌灭藻的作用,但是由于药剂厂家不同、药剂成分以及配比浓度等都不相同,所以具体的加药计量还需药品厂家出具文件规程。要想达到更好的使用效果,我们必须清晰的理解为什么要投加这些药剂。对于防垢、防腐,应选用合理的水处理药剂,保证设备不结垢、无腐蚀。对于杀菌、灭藻很多单位都在定期投加杀菌灭藻剂。目前市面上常用的杀菌灭藻剂都具有氧化性(也有无氧化性的),因此对铁系统都有腐蚀作用,长期投加会对系统造成腐蚀,用户在选择杀菌灭藻剂时要注意。杀菌灭藻是被动做法,如果我们在选择防腐阻垢剂时,选择能抑制细菌和藻类生长的药剂,则会起到多重功能的目的,这样就可以不投或少投杀菌灭藻剂。而水系统中既无垢、无腐蚀,也不长细菌和藻类,整个水系统无任何杂质,运行中可以做到节电20%以上。我们在投加药剂的同时,调节中央空调循环水系统中的pH值也至关重要。中央空调循环水系统中既有铜又有铁,两种金属都得到保护,就应该控制系统水的pH值在9～9.9之间。铁的钝化区pH值在9～13,喜碱性介质,而铜怕碱,当pH值达到10时,铜开始受腐蚀,故在铜与铁都共存的循环水系统中,要严格控制pH值在9～9.9,这样做还有利于抑制细菌和藻类生长。

药物选择:氢氧化钠、三聚磷酸钠、次氯酸钠。

2.微晶旁流装置

经过旁流水处理器后,水分子聚合度降低,结构发生变形,产生一系列物理化学性质的微小弹性变化,如木偶极矩增大、极性增加,因而增加了水的水合能力和溶垢能力;水中所含盐类离子如Ca2+、Mg2+受到电场引力作用,排列发生变化,难于趋向器壁积聚;特定的能场改变CaCO3结晶过程,抑制方解石产生,提供产生文石结晶的能量;在电场作用下,处理器产生大量的微晶,微晶可将水中易成垢离子优先去除,形成疏松的文石,经辅机分离排出系统,从而达到防垢的目的;水经处理后产生活性氧。对于已经结垢的系统,活性氧破坏垢分子间的电子结合力,改变晶体结构,使坚硬老垢变为疏松软垢,这样积垢逐渐剥落,乃至成为碎片、碎屑脱落,达到除垢的目的。

(1)防垢机理

净元感应水处理器通过主机在水中产生一个频率、强度都按一定规律变化的感应电磁场。该电磁场使水中的成垢离子结合成大量的文石晶核,当水中矿物质含量超过水的饱和溶解度时,成垢离子就会析出并优先生长在这些晶核上形成文石晶体,这样向器壁上析出水垢的趋势被转化成向悬浮在水中的大量文石晶核上析出形成文石晶体,这些文石晶体的粘附性很弱,呈松软絮状,悬浮在水中,很容易被水流冲走,这样就达到了防垢的目的。

(2)除垢机理

原来器壁上的垢仍在不断地向水中溶解,在净元的作用下,成垢离子向器壁上的析出变成向悬浮在水中的大量文石晶核上析出,即大量的文石晶体析出取代了方解石晶体析出,原水垢逐渐溶解,由于溶解速度不均,垢会变得疏松并脱落,被水流冲走。(www.xing528.com)

(3)杀菌机理

水垢是细菌的滋生地,清除了水垢,也就清除了细菌的滋生地;并且水中的感应电场破坏了细菌的细胞壁,使其难以生存;处理后的水溶解能力提高,水中溶氧量会提高,会限制厌氧菌的生成。

(4)除锈防蚀机理

水锈在感应电场的作用下被清除后,在水管内壁形成一层金属氧化膜,其阻止新的水锈生成。即把红锈(Fe2O3)还原成具有很强耐腐蚀力的黑锈外膜(Fe3O4),从而达到了阻锈、防腐的效果。

在数据中心中,一般循环水处理采用物理法与化学法结合使用的方式,及时进行暖通空调循环水处理工作,做好防垢、防锈、防微生物、防黏泥垢的管理,延长系统使用寿命、保证系统高效稳定的长期运行。

3.附图(图3-29、图3-30)

图3-29　加药装置示意图

图3-30　微晶旁流装置示意图