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常見問答集:空調冷卻循環水使用二氧化氯取代漂白水殺菌

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空調冷卻循環水使用二氧化氯取代漂白水殺菌。(FAQ: Frequently Asked Questions)

Q1:為何使用漂白水殺菌的效果不好?
A1: 將漂白水加入水中進行消毒時,它通常會開始與溶於水中的有機及無機化合物產生反應。此後,漂白水就不能再用以消毒,因為它已形成其他化合物。氯在此過程中的用量稱為水的〝氯消耗量〞(Chlorine enquiry)。
漂白水會與氨(NH3)反應生成氯胺(Chloramines),它係為含有氯、氮與氫之化合物。這類化合物稱為〝氯化物〞,且負責進行水的消毒。然而,這類氯化物的反應速度與殺菌效力都遠低於餘氯。
*註:次氯酸(HOCl)與次氯酸鹽(OCl-)的加總則稱為〝餘氯〞

Q2: 關於二氧化氯腐蝕問題?以前的水處理商(或俗稱藥水商)都非常關注空調循環水的鹼度?
A2: 空調冷卻循環水使用漂白水殺菌需拉高鹼度,因為漂白水是溶在水中的液體,一直存在水中,況且與氨氮反應後產生的氯胺,其腐蝕程度也很高,所以水處理商(或俗稱藥水商)習慣將循環水的酸鹼度控制在高pH值(>9):寧可偏向結垢也不要腐蝕。若用二氧化氯取代漂白水殺菌不需要拉高鹼度,因為二氧化氯是溶於水的氣體,加入水中會先氧化(氧化電位較高,率先反應)後才進行殺菌,它會被消耗的途徑有兩種:
(a)藥解:與還原物質或有機物進行氧化。
(b)逸散:受限於氣體的分壓(又稱亨利定律),溫度與光解造成二氧化氯由液相變成氣相的逸散,所以並不會一直存在水中,這就是為什麼使用二氧化氯不會造成腐蝕的原因。在pH8的水環中,二氧化氯的殺菌能力還是很強,且在pH7的水環中,也不會造成銹蝕。

Q3: 二氧化氯殺菌力的強弱?菌落數應該控制在多少比較好?
A3: 細菌以形狀大致分為球狀(如葡萄球菌)、桿菌(如大腸桿菌或枯草桿菌等)與螺旋菌(如梅毒螺旋菌);若以極性而分則以革蘭氏陰性菌(帶負電荷)居多;所以若以殺菌劑來說,分子態的餘氯(HOCl)與二氧化氯(ClO2),都遠比離子態的次氯酸根離子(OCl-)強很多,分子態的size遠比離子態小很多,容易穿越單胞的細菌,而讓細菌失去活性。細菌若寄生在固著管壁上的生物膜中,因為有絕佳的掩體(bunker)保護,很難殺滅,一旦生物膜經過剝離管壁而掉進水體中,細菌就很難存活,因為唇亡齒寒,分子態的二氧化氯剝離生物膜的能力遠比離子態的餘氯(OCl-)強,所以只要水體的菌落數低,冰機的趨近溫度就能維持在低值。而水體的菌落數控制在<104為最可行,因為空調冷卻循環水無須作到無菌的條件。

Q4: 二氧化氯不與氨氮反應,而循環冷卻水主要成分是回收水(含氨氮),使用二氧化氯會不會產生銅銨錯合物?
A4: 在凹形元素週期表,中間凹陷的區塊,包括銅、鐵都是錯離子,它們並不在鹼土族裡面。銅銨錯合物的關鍵因素是銅,即便是氨氮上升到1,000 ppm,若銅只有0.39 ppm,能反應的最大銅銨錯合物也只有0.39 ppm,因為在此反應式中,銅才是限制因素(limiting factor),之前在使用二氧化氯後,擔心冰機銅管的銅離子析出而連續3次委請SGS作的銅離子檢測,在未加二氧化氯前的補充水與加了二氧化氯之後的銅離子都是在0.03 ppm (30ppb)以下,兩者之間並沒有顯著的差異,所以不用焦慮。

Q5: 回收水中的氨氮值多少比較適合?
A5: 冷凍空調循環管路用水中氨氮值的高低,目前在台灣的法規並沒有明確的規範或條文。同樣的在美國也沒有強制規定,但它則隸屬於廢水排放的標準,各州不太一樣,詳如美國環保署Guidelines for Water Reuse的第41~44/478頁中所陳列各地的數值供參考(參照Ammonia欄位,其單位: ppm)
各地的數值
 

Q6: 為什麼要使用二氧化氯?它的優點在哪裡?
A6: 使用二氧化氯取代漂白水殺菌最重要的議題是在於節能與減廢兩個面向,節能源自於強效的殺菌力可以將冰機的趨近溫度有效的控制在低值(10C以下),實際的運轉經驗告訴我們趨近溫度每降低10C就能節能3%的冰機運轉電費,主因在於添加二氧化氯殺菌後不到2週,管路內長期淤積的生物藻泥就開始大量的撥離,需派員清除污堵在循環泵浦入口的隔柵,而菌落數(CFU/ml)則從105-6降到102-4,對芽孢桿菌(Bacillus sp.)、綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)、退伍軍人菌(Legionella sp. )、嗜麥芽寡食單胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)等物種的微生物殺滅力極強。

造成趨近溫度的趨勢緩步上升多是管路的硬垢(碳酸鈣)造成,而軟垢(微生物)若沒控制好,趨近溫度很容易瞬間飆高。微生物的滋生主要來自管路內的生物膜(biofilm),一般而言,所有微生物之中有99%以上係生存在潮濕表面,而非生存在水體。

其次是減廢,循環冷卻水的補充水(makeup water)主要來自製程回收水與自來水,而補水的因素主要來自蒸發與排放,蒸發導致了溶質濃縮進而導電度竄升所以透過排放與補水來調勻,而後隨著氧化型殺菌劑:漂白水的加入,又大力貢獻了導電度;然而不會貢獻導電度是二氧化氯的特色,因為二氧化氯(ClO2)是溶於水的氣體,不像漂白水(NaOCl)中的鈉離子會貢獻導電度,特別在夏天缺水時期,節水減排(30%以上)的效果非常顯著。

Q7: 以前是藥水商在管理水質,以後變成是德婕淨公司嗎?
A7: 德婕淨公司推廣二氧化氯最重要的核心價值,在於推廣更安全且更有效益的殺菌劑,能夠取代漂白水殺菌所產生的副產品(Disindection By Products, DPBs)與衍生的管路問題如水質導電度飆升與生物膜滋生進而造成的菌落數高,導致冰機的趨近溫度飆高而費電,再加上腐蝕及管路腐蝕的問題等,而不是零合遊戲--德婕淨公司進,則藥水商就出,因為二氧化氯不是萬靈丹,可以一支救全部,所以貴廠的空調循環水質,還是繼續延請藥水商來管理,但是二氧化氯的加入確實是可以不必再添加消泡劑與非氧化型殺菌劑等。