冷卻水在相當多的工業設備和空調設施中都需要，為節約水資源，將水進行循環使用。為保護設備，提高換熱效率，必須對其進行軟化除垢和殺菌滅藻處理。在循環冷卻水系統中，水垢和微生物的危害比較突出，大部分已使用了軟化或脫鹽的方法去除水垢，而微生物和藻類的危害往往不被重視。微生物容易在管壁上生長繁殖，引起管道堵塞，增加水流阻力，輕微時造成換熱效率降低，嚴重的造成孔蝕，可使管道穿孔，報廢設備。藻類也容易在涼水塔和涼水池中大量繁殖引起配水管道阻塞。因此，使用消毒劑對循環冷卻水進行殺菌除藻也是必須的。
工業循環冷卻水的冷卻一般采用冷卻塔、框架組合式冷卻塔和單獨玻璃鋼冷卻塔。運行狀況良好的循環冷卻水系統，一般選用的濃縮倍數為2.5~3。補充水量一般為循環水量的2.5~3%。循環水的損失途徑一般為循環水排污，約占補充水的60~65%，揮發淋濺損失35~40%，及少量的滲漏損失。
現循環水的殺菌滅藻方式一般為投加次氯酸鈉、1227和二氯（或三氯）異氰尿酸鈉，季胺鹽或其它陽離子型殺菌劑以及二氧化氯制劑，有單獨使用的，也有交替更換使用的，但使用上述殺菌米藻劑均存在如下問題：
（1）藥劑投加濃度大，一般為30~100PPM，導致使用量大，費用高。
（2）殺菌效果相對差，低于一定濃度即起不到抑制細菌生長的作用。
（3）長期單獨使用，將使系統中的菌藻產生抗藥性，而不得不更換殺菌劑。
（4）大部分殺菌劑與緩蝕阻垢劑均存在協同降效問題。
二氧化氯正是這些消毒劑中最理想的消毒劑。它具有廣譜、高效、無毒、用量小、藥效長等特點。其殺菌能力為其它氯系殺菌消毒劑的2-5倍。是其它殺菌消毒劑的3-17倍。被世界衛生組織（WHO）認定的最高級（AI級）消毒劑。因為二氧化氯是一種氧化劑而不是氯化劑，與氯氣相比，它的氧化能力是氯氣的2.63倍，其殺菌能力遠高于2.6倍。如殺滅水中99%的細菌，ClO2為0.5PPm，Cl2則為7PPm。另外，二氧化氯對水中病毒的抑制能力比氯高3倍，比O3高2倍。特別是當水中細菌和病毒含量較高時，二氧化氯的殺滅率比氯高10倍，比次氯酸鈉（NaClO）高2倍。0.25PPm ClO2的可殺死囊蟲，0.5PPm ClO2的可以防止小型甲殼動物在水中繁殖，抑制水中藻類生物的繁殖，如果用Cl2則需7PPm。二氧化氯的殺菌能力隨季節和溫度的變化也有差異，溫度越高，二氧化氯的殺菌能力越強，試驗證實，0.25PPm的ClO2在5 ℃時，110秒內可殺死99%的細菌，10℃時為41秒，30℃時為26秒。這一點使得二氧化氯更加適合作為冷卻循環水的殺生劑。但二氧化氯極不穩定，雖有穩定性二氧化氯消毒液成品，但濃度過低，制成費用及運輸費用高，使用時需現場活化，其活化率大打折扣，最好方案是使用二氧化氯發生器在使用地點現場發生。
二 二氧化氯的投加工藝
二氧化氯的投加工藝與系統狀況、水溫、所用水處理劑及水中還原性物質的多少有關，使用二氧化氯發生器采用連續投加方式，效果最好。
1 二氧化氯的投加方式
二氧化氯的投加方式一般采用水射器注入法，這時循環系統內不應有壓力存在（<0.05MPa），且需有不小于0.2MPa的壓力水源存在，將二氧化氯發生器的發生液出口管，伸到循環水池水面下，循環水泵進水口附近水域，在1~2個小時內，即可使二氧化氯發生液（CIO2+ CIO-）在全循環水系統中分布均勻。工藝框圖如下：
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當系統內壓力較高時，可使用帶隔膜計量泵的BNK-J型二氧化氯發生器，設備本身可產生0.5Mpa以上的壓力，工藝框圖如下：
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2 二氧化氯的使用濃度
以中國工程水處理研究中心提供的二氧化氯在循環水中的殺菌滅藻效果為依據，確定二氧化氯的使用濃度。殺菌效果見表1。
表1：二氧化氯在循環水中的殺菌效率
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以氯酸鈉作為產生二氧化氯的基本原料，工業循環水中投加（CIO2+ CIO-）達到3ppm，即可達到完美的殺菌滅藻效果。當循環水中的（CIO2+ CIO-）降至0.2ppm時，仍可抑制水中菌藻的生長。此時再進行重復投加至3ppm（CIO2+ CIO-）。因此，可采用定期定量投加的方式，而不影響殺菌效果。
3 二氧化氯投加量及投加周期
二氧化氯投加量M（g）=3ppm×循環水量Q（m3/h）
二氧化氯投加周期N(d)=[(3-0.2) ppm×循環水量Q（m3/h）]÷[補充水量Q（m3/h）×24]
以每1500 m3/h規模計算，補充水量為37.5 m3/h，則投加量及投加周期分別為：M=3ppm×1500 m3/h=4500（g） N=[（3-0.2）×1500 ]÷（37.5×24）=4.6（d）
4 二氧化氯發生器的選型
以每次投加在一個班次內完成，時間按如下方式分配
配藥準備：2h 開機產生CIO2：4h 停機清理：1h
則二氧化氯發生器的規格大小理論上可參考如下公式計算：L（g/h）=M÷N 考慮峰值水量及非正常情況，實際選型應大于L值。（一般取1.5L）據此可對二氧化氯發生器進行選型。
三 費用分析
1 計算依據：
2NaCIO3 +3HCI==2CIO2 +H CIO+2NaCI+H2O99%工業氯酸鈉：4800元/t 32%工業鹽酸：300元/t
2 計算結果
每kg （CIO2+ CIO-） 需99% NaCIO3 1.147 kg ，32% HCI 1.825 kg ，費用分別為5.50元和0.55元，合計6.05元。每1000 m3工業循環水年費用為（以年產330天計）（3000g /1000）×330/4.7×6.05=1274元/1000 m3•年
3 工業循環水規模及費用情況如表2
表2：工業循環水二氧化氯殺菌滅藻年費用表
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四 應用特點
二氧化氯消毒劑，與其他消毒劑相比具有以下優點
1、使用二氧化氯殺菌消毒滅藻，用量小，效果好，可以單獨長期使用而不發生抗藥性。且由于二氧化氯持續時間長，可采取定期定量投加的方式。
2、二氧化氯在很大的PH范圍（5.8-10.5）內都有極強的殺菌能力。二氧化氯的殺菌效果不受介質PH值的影響。在循環冷卻水的處理方案中，用二氧化氯來控制菌藻比使用其它殺菌劑效果好得多。
3、二氧化氯不與磷及磷系、氨及胺基化合物反應，其殺菌效果不受影響，故可減少殺菌劑的使用量，并且不對磷系緩蝕劑的阻垢效果產生影響。此特點特別適用于磷系緩蝕劑的冷卻水體系。
4、二氧化碳不僅能殺死微生物，而且能分解殘留的細胞結構，具有殺孢子和病菌的作用。從而可有效地控制細菌、藻類及粘泥的生長。
5、循環水的回水溫度越高，二氧化氯的殺菌能力越強，故從循環泵進口加入既可短時間使二氧化氯分布均勻，又可提高殺菌效果。這一點更適合作為冷卻循環水的殺菌滅藻劑。
6、二氧化氯在水系統中，對水質穩定劑不產生影響，即使在高溫下（60℃）也不會影響緩蝕阻垢效果。
7、使用二氧化氯對碳鋼或不銹鋼設備管道基本無腐蝕。
8、二氧化氯不污染水質，不會產生三鹵甲烷致癌物。
9、二氧化氯發生器操作簡單，基本不需維護和維修，運行可靠，使用壽命長。
五、結論
同現行循環水殺菌滅藻方式相比，使用二氧化氯發生器在使用地點現場發生既可提高工業循環水殺菌滅藻效果，又可大大節省藥劑費用，其費用僅占原藥劑費用的10~15%。
