Xử lý nước tháp giải nhiệt hiệu quả: Ngăn rong rêu, cặn bẩn

Xử lý nước tháp giải nhiệt là bước quan trọng trong quy trình bảo dưỡng hệ thống làm mát. Vậy bạn đã hiểu rõ vai trò, tầm quan trọng và cách thức thực hiện công đoạn đặc biệt này hay chưa?

1. Xử lý nước tháp giải nhiệt là gì?

Xử lý nước tháp giải nhiệt là tổng hợp các kỹ thuật/giải pháp lý hóa học giúp làm sạch/chuẩn hóa chất lượng nước tuần hoàn trong hệ thống làm mát.

Mục đích cơ bản của việc làm này là tối ưu hiệu quả hạ nhiệt. Bảo vệ các linh kiện tháp và hạn chế tối đa những vấn đề đáng ngại như: xuất hiện cáu cặn và các yếu tố vi sinh, ăn mòn linh kiện, tắc nghẽn đường ống,....

Việc xử lý nước tháp giải nhiệt mang lại nhiều lợi ích thiết thực như: gia tăng độ bền tháp, tối ưu hiệu suất hạ nhiệt, bảo vệ môi trường, giảm thiểu chi phí vận hành,....

Hiện nay, các phương pháp xử lý nước tháp giải nhiệt phổ biến nhất bao gồm: sử dụng hóa chất, hiệu chỉnh độ pH nước, chuẩn hóa chất lượng nước đầu vào, trao đổi ion, xả đáy,....

2. Hậu quả khi không xử lý nước tháp giải nhiệt

2.1. Ăn mòn

Hiện tượng ăn mòn sẽ xuất hiện khi nồng độ các ion hòa tan (SO₄²⁻, Cl⁻, Na⁺…) tăng quá mức do quá trình bay hơi nước trong thời gian dài.

Ngoài ra, pH bất ổn, làm phá hủy lớp oxit bao ngoài bề mặt cũng là nguyên nhân gây ăn mòn kim loại.

Sự hiện diện của yếu tố vi sinh và oxy hòa tan sẽ dẫn đến tình trạng ăn mòn vi điểm, khiến các linh kiện tháp tản nhiệt bị ảnh hưởng nặng nề.

Hệ quả của vấn đề này là suy giảm độ bền vật liệu, bao gồm hệ thống bơm, tấm tản nhiệt, đầu phun, ống dẫn, van,...

Dễ gây ra tình trạng rò rỉ nước, nứt vỡ đường ống. Từ đó, làm giảm hiệu suất trao đổi nhiệt và khiến chi phí duy trì hoạt động tăng đột biến.

Bạn có thể nhận diện nhanh tình huống trên thông qua các dấu hiệu cơ bản như: hình thành rỉ sét quanh mối ghép, bề mặt các chi tiết kim loại bị rỗ, pH nước tăng hoặc giảm quá mức.

2.2. Cáu cặn

Khi nồng độ các loại muối ít tan/không tan (CaSO₄, MgCO₃, SiO₂, CaCO₃,...) tăng do nhiễm bẩn hoặc quá trình bay hơi nước, cáu cặn dễ hình thành trên đường ống.

Sự thay đổi đột ngột của nền nhiệt có thể làm giảm khả năng hòa tan của các loại muối khoáng và dẫn đến tình trạng kết tủa, hình thành cáu cặn ở tháp giải nhiệt.

Khi cáu cặn hình thành sẽ che mất mặt thoáng của bề mặt trao đổi nhiệt (khối đệm), quá trình truyền nhiệt bị cản trở. Tháp hạ nhiệt kém, tăng áp lực lên motor, mức tiêu thụ điện bị đẩy cao quá mức.

Cáu cặn còn làm hẹp lỗ phun tia, làm tắc khe và đường ống, dẫn đến suy giảm áp suất và lưu lượng của dòng nước tuần hoàn.

2.3. Lắng đọng bùn đất

Nếu nguồn nước đầu vào không được xử lý kỹ, nhiễm bẩn nặng thì nguy cơ lắng đọng bùn đất rất dễ xảy ra.

Sự lắng đọng bùn đất thường xuất hiện ở những khu vực nước chảy chậm (tấm tản nhiệt) hoặc ở trạng thái tĩnh (bồn chứa, đường ống khi không lưu thông nước).

Khi đó, các hạt lơ lửng như mảnh/ vụn hữu cơ, rỉ sét, cát, bùn,.... sẽ dần lắng xuống phía dưới, tạo thành phức hợp bám trên bề mặt vật liệu.

Hậu quả kéo theo là gây ra tình trạng tắc nghẽn trong ống dẫn, làm giảm tốc độ dòng chảy, giảm khả năng trao đổi nhiệt trên khối đệm.

Đặc biệt có thể dẫn đến ăn mòn cục bộ (ở vị trí đọng bùn); tăng nhu cầu bảo trì (hút bùn, sục rửa).

2.4. Vi sinh vật và rong rêu

Sự xuất hiện của nấm, vi khuẩn, rêu, tảo,.... 1 phần do nguồn nước đầu vào chưa được lọc kỹ.

Một phần do nước tuần hoàn ấm và chứa nhiều thành phần dinh dưỡng - điều kiện vàng để các yếu tố vi sinh sinh sôi, nảy nở.

Ngoài ra, các lớp cáu cặn, bùn đất lắng đọng cũng là những giá thể lý tưởng để vi sinh vật neo đậu vào và phát triển nhanh.

Hệ quả của vấn đề này là tạo ra lớp màng sinh học trên khối đệm, đường dẫn, đầu phun, ảnh hưởng đến hiệu quả làm mát, tốc độ lưu thông nước.

Bên cạnh đó, vi sinh vật còn phân giải các chất hữu cơ, dễ tạo mùi hôi thối trong hệ thống tháp, khiến nước đổi màu và tăng ăn mòn sinh học.

3. Tầm quan trọng của việc xử lý nước

Khi đọc qua những lợi ích quan trọng dưới đây, bạn sẽ thấy việc xử lý/làm sạch nước tháp giải nhiệt là điều vô cùng cần thiết:

3.1 Nâng cao hiệu suất làm mát

Hiệu suất làm mát phụ thuộc chủ yếu vào diện tích của bề mặt trao đổi nhiệt. Khả năng tiếp xúc gần giữa nước nóng và khí mát trên bề mặt khối đệm.

Nếu chi tiết này bị phủ kín bởi bùn đất, rong rêu hay cáu cặn thì diện tích tiếp xúc sẽ suy giảm mạnh, hiệu quả truyền nhiệt tụt dốc không phanh. Thực tế, nếu lớp cáu cặn đóng dày 1mm thì hiệu suất trao đổi nhiệt có thể hạ 15% so với bình thường.

Xử lý nước tháp tản nhiệt là việc làm hết sức cần thiết, giúp bề mặt trao đổi nhiệt luôn được duy trì ở mức lý tưởng (sạch, không bị cách nhiệt do sự xuất hiện của tạp chất).

3.2 Tăng tuổi thọ thiết bị

Khi nước tuần hoàn không được xử lý thường xuyên/đúng cách, hiện tượng ăn mòn kim loại tại khớp nối, bơm, van, đường ống, bồn chứa, khối đệm,... ắt sẽ xảy ra. Đặc biệt, bùn đất, vi sinh và cáu cặn kết tủa còn làm hư hỏng cánh quạt, động cơ, phớt bơm,....

Do đó, bạn cần lập kế hoạch xử lý nước tháp tản nhiệt 1 cách bài bản, chuyên nghiệp và áp dụng ngay cho hệ thống làm mát của mình.

Điều này sẽ giúp môi trường nước luôn sạch, giữ ổn định các thông số (độ kiềm, pH, TDS,...), hạn chế tối đa tình trạng oxy hóa kim loại.

Ngoài ra, việc xử lý nước còn giúp giảm ma sát, hạn chế mài mòn cơ học trên trục nối, vòng bi, ống dẫn.

3.3 Bảo vệ môi trường

Việc xả đáy là yêu cầu bắt buộc để duy trì hoạt động tháp. Nếu nước tuần hoàn bị nhiễm bẩn thì nước xả đáy cũng là 1 yếu tố nguy cơ.

Trong quá trình sử dụng Hóa chất xử lý nước tháp giải nhiệt, nếu dùng với lượng quá lớn thì chất thải này cũng dễ ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh.

Việc xử lý nước tháp tản nhiệt là điều kiện cần để bạn giảm bớt tần suất và lưu lượng xả đáy.

3.4 Tiết kiệm chi phí

Nếu trong hệ thống có cáu cặn dày khoảng 1m, lượng điện năng tiêu thụ sẽ tăng 10%. Khi bạn loại bỏ thành phần này thì chi phí điện sẽ được cắt giảm ngay lập tức.

Cùng với điều đó, các khoản tiền cần chi cho việc vệ sinh tháp giải nhiệt, tu sửa, thay mới cánh quạt, tấm đệm, bơm, ống,... cũng giảm đến 30%.

Nước không bị nhiễm bẩn nặng nên các khoản phí thuê nhân công vệ sinh, phí mua hóa chất xử lý cũng được hạ thấp đáng kể. Lượng nước bù được tối ưu hóa, tiết kiệm 25% nước cấp đầu vào.

3.5 Đảm bảo an toàn

Nếu trong nước tuần hoàn có nhiều chất hữu cơ, nền nhiệt cao thì vi khuẩn legionella có cơ hội hội sinh sôi, phát triển mạnh.

Đó là chưa kể đến sự hiện diện của nhiều vi sinh vật gây bệnh truyền nhiễm khác có mặt trong nước tuần hoàn nhiễm bẩn.

Nếu đường ống vì tắc nghẽn dễ dẫn đến tình trạng tăng áp, nứt vỡ đường ống đột ngột và dễ gây quá tải, chập cháy. Thực trạng trên có thể gây mất an toàn cho người sử dụng (khi tiếp xúc trực tiếp).

Nếu bạn muốn ngăn chặn những rủi ro này, xử lý nước tháp giải nhiệt là cách làm triệt để nhất. Khi được làm sạch triệt để, vi sinh vật không còn hiện diện trong hệ thống, cáu cặn và bùn đất cũng vậy.

4. Quy trình xử lý nước tháp giải nhiệt

Dưới đây là quy trình xử lý nước tháp tản nhiệt đúng kỹ thuật có thể áp dụng cho mọi hệ thống làm mát, mời bạn tham khảo”

• Bước 1: Kiểm tra và đánh giá nguồn nước đầu vào, nguồn nước lưu thông. Với nước, cần đo đạc chuẩn xác các thông số cơ bản như: độ dẫn điện, hàm lượng vi sinh vật, hàm lượng các chất rắn hòa tan và không hòa tan, độ cứng, độ pH,... Sau đó đối chiếu với các thông số chuẩn để nhận biết yếu tố bất thường, đề xuất phương án can thiệp phù hợp.
• Bước 2: Lựa chọn hóa chất phù hợp và tính toán lượng sử dụng dựa trên thể tích và hiện trạng nước. Thông thường, các hóa chất xử lý tháp đều có hướng dẫn chi tiết về ứng dụng thực tế và liều lượng sử dụng.

• Bước 3: Pha chế hóa chất và bơm tuần hoàn dung dịch xử lý trong hệ thống tháp. Việc pha chế cũng cần thực hiện đúng theo đề xuất của nhãn hàng. Sau khi pha, bạn để dung dịch vệ sinh ở trạng thái nghỉ 15 phút rồi cho vào bồn chứa. Khởi động đầu bơm để dung dịch tuần hoàn trong hệ thống.
• Bước 4: Để tháp chạy khoảng nửa tiếng, xả bỏ 100% hóa chất và các chất bẩn bong ra. Tiếp theo sử dụng hóa chất dạng kiềm (NaOH, Na2CO3) để hiệu chỉnh pH nước về mức trung tính).
• Bước 5: Làm sạch vật lý bằng cách sục rửa, cọ bồn chứa, đường ống, tấm tản nhiệt.
• Bước 6: Cấp nước sạch cho máy và vận hành tháp trở lại. Theo dõi các thông số trên bảng điều khiển và thông số nước, nếu không có gì bất ổn thì có thể sử dụng ngay.

5. Các phương pháp xử lý nước tháp giải nhiệt

5.1 Sử dụng hoá chất

Sử dụng hóa chất là phương pháp đóng vai trò chủ chốt trong việc xử lý nước tháp tản nhiệt. Những hóa chất được khuyến cáo bao gồm:

• Hoá chất chống cáu cặn: bao gồm polymer dispersant, polycarboxylates, phosphonates (e.g., HEDP, ATMP), polyacrylates,... Những hoạt chất này có thể bám chặt vào hạt kết tủa hoặc bề mặt ion để làm tan cặn hoặc ức chế quá trình kết tinh/hình thành keo tụ.
• Hoá chất chống ăn mòn: bao gồm silicates (dùng cho kim loại/bê tông), azole (dùng cho các linh kiện đồng, orthophosphate/phosphonate blends, molybdate (dùng cho hợp kim thép). Những thành phần này sẽ tạo ra 1 lớp màng bọc trên bề mặt kim loại để ức chế ăn mòn.

• Hóa chất diệt khuẩn: bao gồm nhóm organic non-oxidizing (DBNPA, isothiazolinones, glutaraldehyde), nhóm halogen (chlorine dioxide, sodium hypochlorite, bromamines). Những thành phần trên sẽ oxy hóa lớp màng sinh học hoặc ức chế hoạt động của enzyme/aldehyde crosslink để tiêu diệt các yếu tố gây hại.
• Hóa chất làm mềm nước: bao gồm dạng trao đổi ion Na+, dạng polyphosphate, dạng liming,... Những thành phần này sẽ hạ nồng độ Ca²⁺/Mg²⁺ xuống mức thấp nhất, từ đó giúp hạn chế nguy cơ hình thành kết tủa CaCO₃/CaSO₄, MgCO₃/MgSO₄.

5.2 Xử lý nước tháp giải nhiệt đầu vào

Việc xử lý nước tháp tản nhiệt đầu vào sẽ bao gồm những phương pháp cơ bản sau:

• Lọc thô: loại bỏ các tạp chất cỡ lớn, có thể quan sát bằng mắt thường như: vụn rác, bùn cát, rỉ sét, rong rêu,....
• Làm mềm nước: sử dụng phản ứng trao đổi ion để làm mềm nước cứng (nước có nồng độ Ca²⁺/Mg²⁺ ở mức cao). Từ đó, giúp giảm lượng cặn cacbonate, sunfate trong giai đoạn sau này.
• Tách sắt/mangan: Sử dụng bộ lọc chuyên dụng hoặc liệu pháp oxy hóa để loại bỏ sắt/mangan ra khỏi nước đầu vào.
• Đo lường và chỉnh thông số nước: đo pH nước, tổng chất rắn hòa tan, độ dẫn điện, hàm lượng silica, hàm lượng vi sinh vật. So sánh với thang tiêu chuẩn và điều chỉnh nếu cần

5.3 Điều chỉnh độ pH của nước

Khi độ pH nước được kiểm soát ở mức tối ưu, hiện tượng kết tủa, ngưng đọng cặn sẽ được khống chế ở mức tối thiểu.

Thông số pH nước lý tưởng là từ 7 - 9 (tùy vào từng hệ thống cụ thể). Bạn có thể chỉnh pH thông qua 2 nhóm hóa chất cơ bản là Acid (HCl, H2SO4,...) nếu pH quá cao (môi trường kiềm).

Hoặc Base (NaOH, Na2CO3) nếu pH quá thấp (môi trường axit). Nồng độ và liều lượng hóa chất sử dụng tuân theo chỉ định/đề xuất của mỗi nhãn hàng.

5.4 Xả đáy định kỳ

Việc xả đáy định kỳ cũng là 1 giải pháp hay giúp kiểm soát các thông số nước trong giá trị tiêu chuẩn.

Mục đích của việc làm này là làm giảm lượng chất rắn hòa tan/không hòa tan và các hạt lơ lửng có nguồn gốc vô cơ/hữu cơ.

Cách xả đáy có thể được thực hiện thủ công (mở van xả tay) hoặc xả tự động (đối với các dòng tháp cải tiến). Hình thức xả thải có thể liên tục hoặc theo chu kỳ, tùy nhu cầu thực tế.

5.5 Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion phát huy hiệu quả tốt đối với các loại nước cứng, có nồng độ Ca²⁺, Mg²⁺ ở mức cao.

Khi thực hiện phương pháp này, bạn cần chuẩn bị cột nhựa có chứa các hạt cation (thường là Na+/K+). Khi tiếp xúc với nước cứng (giàu Ca²/Mg²⁺), ion Na+/K+ và Ca²⁺/Mg²⁺ sẽ đổi chỗ cho nhau, từ đó giúp làm mềm nước nhanh chóng.

Nhờ vậy, hiện tượng đọng cặn, hình thành kết tủa muối cacbonate, muối sunfate cũng được loại trừ.

6. Kinh nghiệm và lưu ý khi xử lý nước tháp giải nhiệt

Khi xử lý/làm sạch nước tháp giải nhiệt hãy lưu tâm đến 1 số vấn đề sau:

• Kiểm tra chất lượng nước trước khi thực hiện để đánh giá đúng thực trạng, lên kế hoạch chuẩn chỉnh. Ngoài ra, bạn cũng cần lập kế hoạch thăm dò các thông số nước định kỳ (theo tuần/tháng) để can thiệp sớm nếu có phát sinh.
• Sử dụng đúng hóa chất, đúng tỷ lệ, đúng đối tượng cần xử lý. Không lạm dụng dung dịch vệ sinh vì điều này vừa gây hại cho môi trường/con người.
• Duy trì pH nước ở mức trung tính để tối ưu hiệu suất làm mát, giảm thiểu nguy cơ đọng cặn. Liên tục theo dõi thông số này bằng test kit tại chỗ hoặc hệ thống cảm biến online.
• Đo lường và kiểm soát tốt các yếu tố vi sinh, nên sử dụng luân phiên nhiều loại hóa chất để tránh “nhờn” thuốc”. Trong trường hợp có mùi hôi, nước chuyển màu cần khử khuẩn ngay.
• Kiểm tra và làm sạch hệ thống lọc, van, đầu bơm, cảm biến, đường ống,.... thường xuyên. Sửa chữa nếu có hư hỏng, thay mới nếu không thể phục hồi.
• Lên kế hoạch cụ thể cho quá trình xử lý nước tháp tản nhiệt, ghi chép cẩn thận các thông số nước, update nhật ký vận hành để phát hiện sớm bất thường.

Tổng kho Đặng Gia vừa cung cấp mọi thông tin cần biết về chủ đề “Xử lý nước tháp giải nhiệt”. Bạn hãy sử dụng cẩm nang này để bảo dưỡng hệ thống làm mát theo cách chuyên nghiệp nhất nhé!