Brewing up success!

Amperometric methods are traditionally the domain of large laboratory instrumentation which require high levels of user care and maintenance of the electrodes, both of which have been overcome with the ChlordioX Plus, in an instrument a fraction of the size and a fraction of the capital investment. View full article →

Sulfites for Oxygen Control

The sulfite/oxygen reaction is known to be inhibited by some alcohols, phenols, amines, and thiosulfate. Other contaminants or organic treatment chemical such as corrosion inhibitors, scale inhibitors, and biocides may also slow down reaction time. A slow reaction can present a problem at early phases in a system and require the use of catalysts or feeding techniques that provide maximum time for the reaction to occur. The reaction rate for sulfite appears to be the fastest of all of the scavengers, followed by erythorbic acid and DEHA. Slower rates, in general, have been reported for hydroquinone, carbohydrazide, and hydrazine. View full article →

The Role of Organophosphates in Cooling Water Treatment

Cooling Water is used in large industries to remove unwanted process heat with the help of heat exchangers, condensers. Due to the continuous contact of water with the metallic surface corrosion, scale, deposition & fouling of the heat transfer surfaces occur. These cause equipment damage and operating losses and sometimes result in costly shutdown of the plant. Addition of chemical inhibitors in controlling these problems.

Chromate based inhibitors along with polyphosphates, have been in use for long and they have been reasonably effective against both corrosion and scaling. But they have their own limitation. Polyphosphates are hydrolyzed to orthophosphate at higher operating temperature of the cooling water circuit, which lead to orthophosphate scale. Orthophosphate formed is also a nutrient for bacterial growth chromates are toxic to aquatic life and ecological concern has been the primary reason for the search for new substances.

Among the various substance stadius organophosphates have been found to be the best. Organophosphate based formulations give comparable protection with respect to corrosion, scaling and fouling and they are hydrolytically stable. This stability of organophosphates permits greater flexibility, during operation, as they are stable over a greater range of pH and at higher temperature, thereby retaining their activity for longer periods of time. The control on various parameters is more relaxed and they are non – toxic. Phosphonate are compatible with most other chemicals used in cooling systems like chlorine, non-oxidizing biocides, silt control chemicals etc. slowly organophosphates are finding more acceptance the world over, primarily because of its freedom from environment problem.

Properties of Organophosphonates: Structurally, organophosphates have the carbon atom directly linked to the phosphorus atom. The two most widely used Organophosphonates in cooling systems are:

“Six phosphate based cooling system corrosion inhibitors were studied for their relative corrosion inhibiting capabilities by an accelerated static test. The static test was standardized by controlling pH and temperature and using an oxidizing accelerator, potassium persulphate. Results indicate that orthophosphate aminotrimethylene phosphonate and hexametaphosphate are the prospective corrosion inhibitors.

Six phosphate based inhibitors selected are Sodium Hexametaphosphate (SHMP), Sodium tripolyphosphate (STPP), tetrasodium pyrophosphate (TSPP), Sodium Orthophosphate (O-PO4), Aminotrimethylene Phosphonate (ATMP) and Hydroxyethylidene diphosphonate (HEDP), these are frequently used in non-chromate based cooling water treatment.

The key properties of Organophosphonates are:

1. Threshold effect and crystal distortion.

2. Hydrolytic Stability.

3. Sequestration characteristics.

4. deflocculation.

5. Chlorine stability

Corrosion Control: Corrosion Control of metallic surface can be obtained by inhibiting the cathodic, the anodic or both these reaction. A combination of Organophosphonates and zinc works synergistically to give very good corrosion protection by interfering with the cathodic reaction. Polyphosphates, when used as corrosion inhibitor, give rise to excessive orthophosphate sludges whereas Organophosphonates with Zinc give good corrosion protection without leading to any sludge formation.

Due to the sequestering ability of Phosphonate, the zinc ions are present in a complexed form limiting the rate of reaction of zinc with hydroxyl ions. Therefore, useful concentration of zinc hydroxide allows the formation of a thin hydroxide film at the surface giving the desired corrosion resistance.

Scale and Fouling Control: Organophosphonates are one of the best deposit control agents presently available. The threshold and crystal distortion property of these compounds interferes with the nucleation of the hardness crystals causing much higher levels of hardness to stay in solution. When scales are formed they are so distorted that they are non-adherent and form very soft sludges. Phosphonate also provide excellent

Control of hydrated ferric oxide deposits which are formed as a result of corrosion. They adsorb on the particle surfaces and reduce the attractive forces between individual iron particles. The sequestering ability of phosphonate enables it to control heavy matter (Fe, Cu & Zn) deposits and this control is far superior to other traditional chelants. Phosphonate also help to disperse suspended particles.

Choice of Phosphonate: From the two most commonly used phosphonate for cooling water treatment HEDP is preferred to ATMP for the following reasons:

  1. ATMP is more corrosive to Cu cooling systems involving Cu or Cu alloys, are therefore very sensitive to ATMP. With ATMP one would then have to use Cu corrosion inhibitors like Thiazoles and Trizoles making the treatment more expensive. The corrosivity towards Cu is due to the fact that a very strong complex with Cu is formed, the dissociation constant of the chelate being about 10 –13.

  2. HEDP has better stability to chlorine than the Nitrogen containing ATMP. Nitrogen containing compound have a tendency to form chloramines. Though, when complexed with Zinc. ATMP exhibits stability towards chlorine it should be used with caution in chlorinated cooling water systems especially when continuous chlorination is used.

    The addition of Zinc to ATMP to a certain extent inhibits the dissolution of copper. In the presence of ATMP, however, the powerful oxidizing potential of chlorine promotes the dissolution of copper, when chlorine is used as a biocide.

    The other phosphonate used to a much lesser extent are, ethylene diamine tetramethylene phosphoric acid, hexamethylene diamine tetramethylene phosphoric acid and diethylene triamine pentamethylene phosphoric acid.

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Cooling Product Testing and Control

With the extremely high cost of molybdenum in recent years, its use as a corrosion inhibitor or tracing agent in cooling water products, where product consumption is significant, has become essentially cost prohibitive. Other corrosion inhibitors such as phosphates, zinc, silicates, and organo- phosphorous compounds are now used largely in the absence of molybdates. Also, the use of molybdenum has been restricted in some areas because of environmental concerns, mostly centered around concentration limitations in municipally generated sludges.


Where orthophosphate or polyphosphates are in use, testing for the phosphate is a good and accurate test. There are a number of phosphate procedures, but all tests determine orthophosphate. Other forms of phosphate such as polyphosphate or organo-phosphates must first be converted to orthophosphate to determine their concentrations with a phosphate test procedure.

Control can become more complicated when there is phosphate in the makeup water. The form of the phosphate (orthophosphate, polyphosphate, or both) and the concentration range needs to be known so that it is accounted for in the cycled cooling water.


Makeup water contains 0.5 ppm of orthophosphate and 0.4 ppm of polyphosphate as PO4. The cooling tower is operated at five cycles of concentration and a cooling water product that contains 4 % of orthophosphate is being applied. The desired inhibitor product dosage is 100 ppm.

At five cycles, there will be 2.5 ppm of orthophosphate from the makeup water orthophosphate, and 2.0 ppm of polyphosphate applied from the makeup water, but some of it will have reverted to orthophosphate. You should test for polyphosphate in the tower water initially and then periodically to determine the reversion rate for your system. Typically, we assume about a 50% reversion rate. The actual reversion rate will depend upon pH and retention time, and the specific type of polyphosphate.

If when tested the polyphosphate showed to be 1 ppm in the cycled tower water, then the total orthophosphate from the makeup would be 3.5 ppm. 100 ppm of the inhibitor product would add 4 ppm orthophosphate, so a tested residual of 7.5 ppm or orthophosphate would indicate that 100 ppm of the product was in the system.

Table 1: Phosphate Summary

Phosphate Concentrations

Orthophosphate (ppm)

Polyphosphate (ppm)

Makeup Water


0.4 as PO4

Tower Water,
5 Cycles Before Reversion



Tower Water, 5 Cycles After Reversion



Orthophosphate From Product


Total in Cycled Tower Water





Most all cooling tower products contain one or more phosphonates that are used for scale inhibition, corrosion inhibition, or both. Phosphonate testing is not as accurate as phosphate testing, but they can be used for controlling product feed. Phosphonates are subject to oxidation to orthophosphate by chlorine or bromine and are lost to precipitation with cations such as calcium. If the system is chlorinated or brominated, assume a 20 – 30% degradation to phosphate. The actual amount can be determined by testing for residual phosphonates and phosphate.

There are several phosphonates tests that can be used:

Hach UV digestion, then phosphate test.
Boiling with acid and persulfate, followed by phosphate test. Palintest drop test.
Taylor drop test.

UV Digestion

The test procedure is the most accurate and has a reproducibility of about ± 10%. A persulfate reagent is used along with a UV light to decompose the organo-phosphate (phosphonate) to orthophosphate. An orthophosphate test procedure then determines the amount of phosphate contributed by the phosphonates. Any orthophosphate already present before the digestion is subtracted from the total orthophosphate after digestion. This can be done by adding reagent to the tower water that has not had the digestion and use this as the blank, or actually determine orthophosphate in the tower water and subtract it from the total orthophosphate determined after the persulfate digestion.

The amount of phosphorus in each specific phosphonate molecule varies, so there is a specific conversion factor from orthophosphate to phosphonate. Each ppm of orthophosphate created by HEDP digestion = 1.085 ppm HEDP. The phosphorus content of PBTC is much lower. Each ppm of orthophosphate created from the digestion of PBTC = 2.84 ppm of the PBTC molecule.

Phosphonate Test Example:

The cycled tower water has 6 ppm orthophosphate and a cooling water product that contains 2.5% PBTC and 1.8% HEDP is being applied at a desired dosage of 120 ppm.

Assuming all of the phosphonates remain as phosphonates and have not been oxidized in the cooling tower by bromine or chlorine and assuming it has not been lost to precipitation, you should get 3.05 ppm of orthophosphate from the phosphonates after a persulfate / UV digestion.

Table 2: Phosphate Summary

From PBTC: 120 ppm x 2.5% = 3 ppm
3 ppm PBTC
÷ 2.84 ppm PBTC per ppm PO4 =

1.06 ppm orthophosphate

From HEDP: 120 ppm x 1.8% = 2.16 ppm

2.16 HEDP ÷ 1.085 ppm HEDP per ppm PO4 =

1.99 ppm orthophosphate

From orthophosphate in the tower water:

6 ppm

Total orthophosphate in sample after digestion:

9.05 ppm

Orthophosphate from phosphonate digestion:

3.05 ppm


Boiling With Acid and Persulfate

A digestion can also be accomplished by adding acid and persulfate, then boiling for about 30 minutes. If just acid were used, only polyphosphate would be hydrolyzed or reverted to orthophosphate. It persulfate is also added, the organo-phosphates and polyphosphates will be digested to orthophosphate. This test would be more applicable for samples that do not have polyphosphates, since the test will not distinguish between orthophosphate developed from phosphonates or polyphosphates.

Phosphonate Drop Counts

We recommend the Palintest procedure. This procedure is less accurate and subject to interferences. It is best to determine the number of drops on a known product concentration and relate the number of drops to that concentration. It is advisable to also compare these results initially and periodically to the digestion method.

Where PBTC is in use, the Palintest method is preferred. The procedure buffers the pH to around 3.0 and is more effective at detecting the PBTC along with the HEDP and AMP.

On the Palintest method, each 0.7 ppm of HEDP or AMP in the water should require one drop of titrant, and each 2.0 ppm of PBTC should require one drop.

Polyphosphate and some organics will interfere with the test and show up as phosphonates. To account for this, a blank is run on the makeup water. If it takes two drops for the color change on the blank, then those two drops are subtracted from the test results of the treated water. Note that the blank results are not cycled up by the tower cycles. Polyphosphates revert to orthophosphate which does not interfere and experience has shown that cycling the blank should not be done. If the product contains polyphosphate and a residual in the cycled water, it will increase the number of drops required.

If fluorides are in the cycled tested water at > 1.0 ppm, this causes a substantial interference that may disqualify the drop test procedure from being usable. It is advisable to check with the city supplier to see if they add fluorides and at what level. If high fluorides are present, an idea that may work is to first run the drop test procedure on the tower water to get a baseline number. Then take a sample of the cycled tower water and add 100 ppm of product and see how many drops are required. Subtract the number of drops used for the baseline from the drops required for the 100 ppm sample to determine how many drops represent 100 ppm of product as a basis for setting control limits.

The Palintest end point is the drop when the color change from green/gray to blue/purple first occurs.

Palintest Phosphonate Drop Count Example:

The cooling water is treated with 140 ppm of a product that contains 2.5% PBTC and 1.8% HEDP. The product has a specific gravity of 1.16. There is no fluoride in the water.

First, determine the interferences in the makeup water by running the test procedure on an untreated sample. On this example assume it took two drops.

Next, make a 100 ppm solution. To do this add 1 gram or 0.86 mL (1mL/1.16 gram/mL) of the chemical product to 99 grams (99 mL) of makeup water. Mix this up well, then add 1 gram (1 mL) of this 1% solution to 99 grams (99 mLs) of makeup water. This is now a 0.01% solution or 100 ppm of the product. This would place 1.8 ppm of HEDP and 2.5 ppm of PBTC in the solution. Run the phosphonates test on this solution, and for this example it required the theoretical number of drops of about 6.

Table 3: Theoretical Phosphonate Titrant Usage

From HEDP: 1.8 ppm ÷ 0.7 ppm HEDP / Drop

2.5 Drops

From PBTC: 2.5 ppm ÷ 2.0 ppm PBTC / Drop

1.25 Drops

From Blank:

2 Drops

Total Drops:

5.75 drops, which will require 6 drops to see the color change.

140 ppm of product would be about (140 ÷ 100) x 4 drops = 5.6 drops or 5-6 drops + 2 drops for the blank = 8 drops. This can be confirmed by making a 140 ppm solution and testing it.

Azole, Zinc, or Silica Tests

The Hach test procedures for azole, zinc, or silica can be used to check product dosage if the specific ingredient is in the applied product. Remember, as with phosphonates, the applied concentrations and actual residuals can be different. Azole residuals decrease as they film with copper. Zinc is lost as it precipitates at the cathode or in the bulk water. Silica is lost as it films metal surfaces. In establishing control ranges and dosages, take into account some of this loss. For example, we may apply azole at 2 ppm, but have a desired residual in the water of only 1 ppm.

Mass Balance

Chemical dosages should be confirmed by mass balances and compared to chemical testing. Mechanisms should be set up on each system to conveniently determine water makeup, cycles, water loss, and chemical consumption. The concentration in the recirculating water should be calculated from the actual product usage and blowdown or water loss.

Mass Balance Example:

The cooling tower is operating at five cycles of concentration. The makeup meter shows 120,000 gpd makeup. At five cycles, this is a water loss of 24,000 gpd. The product being fed contains 1.8% HEDP, 2.5% PBTC, 1.5% BZT, and 1% zinc; and the desired dosage is 100 ppm.

Daily product use determined by drum level and confirmed with drawdown cylinder testing is 28 lbs per day. This is a calculated applied dosage of 140 ppm of product in the cycled cooling tower water (140/120 x 24,000/1000 = 28 lbs).

Chemical testing showed 4 drops of phosphonates (6 drops from the test – 2 drops for the blank), which was previously determined to represent 100 ppm product. Testing also revealed 1.5 ppm BZT and 0.8 ppm of zinc residuals in the water. All of the chemical tests show that some portion of the active component has been consumed or residuals would have been higher at 140 ppm of applied product.

Product Component

Expected Residuals with No Loss When Applied at 140 ppm

Calculated Dosage Based on Actual Residual

Product Loss to System Reactions


8 drops

6 drops

= 100 ppm Product

40 ppm Product


2.1 ppm

1.5 ppm BZT

= 100 ppm Product

40 ppm product


1.4 ppm

0.8 ppm Zinc

= 80 ppm Product

60 ppm Product



Mass balance is the most accurate way to determine applied dosage. If the product dosage was projected to be effective at 100 ppm, it is likely that this product is being overfed by 40%. Chemical testing suggests that there is more than sufficient residual of active components even after some loss to the system, so product dosage can be lowered and results monitored to confirm that desired results are maintained. There is expected to be some loss of active components as they react with the materials in the system and the impurities in the water.

Where molybdate is used or has been used as a monitoring method for product control and consumption, generally its loss to the system is minimal. That means that if the product shown above contained 1% molybdate as Mo,

it is likely that the test results would have been very close to 1.4 ppm Mo and the product dosage would have been decreased to 100 ppm to lower Mo to 1.0 ppm. Molybdate used as a tracer, then, would commonly yield a lower product usage rate because the other active components would not ordinarily be used to control the dosage.


With the state's initiative to reduce water usage by 20 percent by the year 2020, many plants in California are striving to become more environmentally friendly. One such facility includes a leading California hospital that sought to reduce water treatment costs for its HVAC system. The hospital has three individual cooling tower systems that service three centrifugal chillers, with a combined total of 2,800 tons of capacity.

The water treatment program currently in use at the facility was operating at 2.8 cycles of concentration, resulting in 35.7 percent of the tower water makeup being bled to the sewer by the current treatment provider. Given the water quality in the area, this was the maximum cycles of concentration that could be achieved without employing the use of acid or water softening.

The savings that the hospital sought were realized by reconsidering various ways to optimize the water treatment program. Working closely with the Los Angeles Department of Water and Power (LADWP), it was revealed that by introducing a water conservation program to reduce water use through increased cycles of concentration, the facility would actually save more money than it would spend to alter the program, making the proposed project sustainable.

Through testing and lab analysis, the team was able to conclude that six cycles of concentration could be attained, resulting in only 16.7 percent of the tower makeup water being bled into the sewer treatment system. This could be achieved through the introduction of a safe acid feed system that would minimize scale, corrosion and microbiological fouling to enable the increase in cycles of concentration while also protecting facility staff from coming into contact with the chemicals.

The evaporation of the cooling tower remained the same, but U.S. Water was able to reduce blowdown, cutting water usage by an estimated 3.6 million gallons per year and decreasing water and sewage costs. The plant was able to save over $76,000 (see Fig. 1).

Anytime chemistry in the cooling tower is stressed by adding more cycles, tight control of the chemistry is required to prevent scale formation. This led to the introduction of U.S. Water's advanced automation controls. The advanced automation program included wireless monitoring and alarm notifications to manage the overall program performance, and the equipment monitored conductivity, pH, scale inhibitor levels, tower makeup usage, and tower bleed usage.

At any given time, designated hospital personnel and U.S. Water representatives, using various levels of password-protected security outlined by the facility, can securely access the data for review and online adjustment. If designated parameters fell above or below the specified range, a U.S. Water representative was alerted for quick response (see Fig. 3).

Second to irrigation, cooling towers offer the largest potential for water savings in California. As an added incentive, the state of California has put programs in place to rebate facilities for the cost of automating their systems. LADWP and the Metropolitan Water District (MWD), for example, offer three programs that finance automation for cooling towers due to their ability to increase cycles of concentration, which reduces water use.

This financing allowed U.S. Water to implement the $34,000 advanced automation program to monitor and control the water treatment program for this hospital at no cost to the hospital.

Results to date for the facility include significant reduction in water usage, lower water and sewage bills and more efficient monitoring due to the installed automation software to protect the equipment assets.

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Diseno de succion y descarga de bombas de dosificacion de quimicos

Sistema de tubería de succión de la bomba

 La tubería debe ser distribuido de modo no hay puntos altos ocurren donde pueden formar vapor bolsillos. bolsas de vapor reducen el área de flujo efectiva de la tubería y por lo tanto hacen cebado y funcionamiento de la bomba difícil. Vent cualquiera de los puntos altos inevitables y proporcionar calibre y drenar las conexiones adyacentes a la bomba.

 Tamaño de línea

Muchos de los problemas de la bomba de resultado de una línea de succión que es demasiado pequeño en el diámetro, o demasiado largo. La tubería de succión debe ser del siguiente modo para proporcionar una transición suave del flujo de fluido y dar lugar a pérdidas de tuberías de fricción reducidos:

Ser corta y directa

  • Ser de una a dos veces más grande que la bomba conexión de aspiración. Utilice reductores de tubería tipo excéntricas en la bomba con el lado plano hacia arriba para evitar una bolsa de vapor posible.
  • Contener un número mínimo de vueltas. Cumplir con las vueltas necesarias con los codos de radio largo o laterales.


 Sistema de bomba Tubería de Descarga

 A continuación se enumeran los requisitos fundamentales para un sistema de tuberías de descarga.

La tubería no debe ser menor que la conexión de descarga de la bomba, y debe:

  • Ser lo más corta y directa posible.
  • Sea uno a dos tamaños más grandes que la conexión de descarga de la bomba con multiplicadores utilizados en la bomba.

Contener un número mínimo de vueltas. Llevar a cabo cualquier vueltas necesarias con los codos de radio largo o laterales.

  • Estar provisto de calibre y de drenaje conexiones adyacentes a la bomba.


Todo alternativo de desplazamiento positivo bombas suministran fluido y construir presión hasta que se tomen medidas para controlar y estabilizar el trabajo de la bomba o se produce un fallo. Para proteger la bomba, tuberías, y personal de los peligros asociados con el funcionamiento de una bomba de “desplazamiento positivo” contra una “cabeza muerta” una válvula de alivio de seguridad siempre debe ser proporcionado entre la bomba y la válvula de descarga.


La válvula de seguridad debe estar dimensionado para pasar toda la capacidad de la bomba y la presión de apertura debe ser fijado en el 10 por ciento sobre la presión de descarga de trabajo especificado y tienen una presión de acumulación no superior a 110 por ciento de agrietamiento presión.

La conexión de salida de la válvula de alivio de seguridad ideal sería que se canaliza de vuelta al recipiente de suministro de aspiración. Tubería de nuevo a la tubería de succión puede causar discontinuidades en el flujo de la tubería de succión que puede resultar en un mal funcionamiento de la bomba y daños. En caso de que sea necesario tubería de la válvula de seguridad de nuevo a la tubería de succión, la conexión en el tubo de succión debe tener un mínimo de diámetros de tubería 10 de aspiración de longitud de vuelta hacia el recipiente de suministro de aspiración alejado de la conexión de aspiración de la bomba. Esto permitirá que cualquier discontinuidad de flujo creado por el flujo de la válvula de alivio en la succión

tubería para ser suavizadas por el tiempo y efecto viscoso.


Una línea de derivación de descarga de la tubería de descarga de la bomba de vuelta al recipiente de suministro de aspiración permite la lubricación para llegar a las partes críticas de la bomba y duro durante el inicio, sin someterlos a cargas altas y permite que todas las cámaras de bombeo cilindro de fluido a convertirse totalmente cebadas.

Una línea de derivación con una válvula de cierre se debe instalar en la tubería de descarga entre la bomba y la válvula de retención de vuelta a la fuente de suministro de aspiración, no en la línea de succión de la bomba para evitar la discontinuidad del flujo.

Instalar una válvula de retención de descarga allá de la conexión de derivación para proteger la bomba de presión del sistema de descarga durante los periodos de inactividad de la bomba y el arranque de la bomba.

Las descargas piping “puntos muertos” deben ser evitados o provisto de dispositivo de amortiguación. Este tipo de característica puede ser responsable de los armónicos de tuberías indeseables y puede contribuir a niveles elevados de vibración y ruido.

Para algunos servicios las fluctuaciones de presión de la bomba o de flujo naturales pueden no ser apropiados. En estos casos, es prudente utilizar un amortiguador de pulsaciones de la instalación. Para una eficacia máxima del amortiguador debe ser montado adyacente al cilindro de fluido de la bomba. Recomendaciones para el tamaño de amortiguador y el tipo pueden obtenerse de fabricantes mojadores basado en detalles de tipo de bomba y tamaño, las condiciones de servicio, y el sistema de tuberías.

Instalar bridas o uniones como cerca de la bomba como sea práctico para permitir la eliminación cilindro de fluido durante el mantenimiento.

se requieren válvulas de cierre en ambas líneas de succión y descarga para aislar la bomba cuando se requiere mantenimiento. Ellos deben ser de diseño apertura completa, tal como una válvula de compuerta. Cuando la conexión de dos o más bombas a una aspiración común

y / o línea de descarga de cuidado ejercicio para prevenir una onda de presión mutuallly de refuerzo que se produzcan durante el funcionamiento. Esto se puede lograr mediante la adición de las capacidades de todas las bombas que operarán simultáneamente para determinar las velocidades de línea para el dimensionamiento de la tubería y el cálculo de la cabeza de aceleración. La mejor manera de evitar una onda de presión de refuerzo mutuo es instalar las líneas de succión y de descarga independientes para cada bomba.

La Figura 31 proporciona un ejemplo de las recomendaciones esbozadas en la sección anterior para un sistema de tubería de la bomba apropiada, mientras que la Figura 32 proporciona un ejemplo de una configuración no apropiado sistema de tubería de la bomba.


Metering pump suction and discharge design

Pump Suction Piping System


Piping should be laid out so no high points occur where vapor pockets may form. Vapor pockets reduce the effective flow area of the pipe and consequently make pump priming and operation difficult. Vent any unavoidable high points and provide gauge and drain connections adjacent to pump.


Line Size


Many pump problems result from a suction line that is too small in diameter, or too long. Suction piping should be as follows to provide a smooth transition of fluid flow and result in reduced piping friction losses:


Be short and direct

  • Be one to two sizes larger than pump suction connection. Use eccentric type pipe reducers at pump with flat side up to avoid a possible vapor pocket.
  • Contain a minimum number of turns. Accomplish necessary turns with long radius elbows or laterals.



Pump Discharge Piping System


Listed below are the fundamental requirements for a discharge piping system.

Piping should not be smaller than pump discharge connection, and should:

  • Be as short and direct as possible.
  • Be one to two sizes larger than pump discharge connection with increasers used at pump.

Contain a minimum number of turns. Accomplish any necessary turns with long radius elbows or laterals.

  • Be provided with gauge and drain connections adjacent to pump.


All positive displacement reciprocating pumps deliver fluid and build pressure until action is taken to control and stabilize the pump’s work or a failure occurs. To protect pump, piping, and personnel from hazards associated with operating a “positive displacement” pump against a “dead head” a safety relief valve should always be provided between the pump and discharge valve.


The safety relief valve should be sized to pass the entire pump capacity and the cracking pressure should be set at 10 percent over the specified working discharge pressure and have an accumulation pressure not exceeding 110 percent of cracking pressure.

The safety relief valve outlet connection should ideally be piped back to the suction supply vessel. Piping back to the suction pipe can cause discontinuities in the suction pipe flow that can result in poor pump operation and damage. Should it become necessary to pipe the safety relief valve back to the suction piping, the connection into the suction pipe should be a minimum of 10 suction pipe diameters in length back toward the suction supply vessel away from the pump suction connection. This will allow any flow discontinuity created by the relief valve flow into the suction

pipe to be smoothed out by time and viscous effect.


A discharge bypass line from pump discharge piping back to the suction supply vessel permits lubrication to reach critical pump and drive parts during startup without subjecting them to high loads and allows all fluid cylinder pumping chambers to become fully primed.

A bypass line with a shut-off valve should be installed in discharge piping between pump and check valve back to suction supply source, not into the pump suction line to prevent flow discontinuity.

Install a discharge check valve beyond the bypass connection to protect pump from discharge system pressure during pump idle periods and pump startup.

Discharges piping “dead ends” are to be avoided or provided with dampening device. This type of feature can be responsible for undesirable piping harmonics and can contribute to elevated levels of vibration and noise.

For some services the natural pump pressure or flow fluctuations may not be appropriate. In these cases it is prudent to use a pulsation dampener for the installation. For maximum effectiveness the dampener should be mounted adjacent to the pump fluid cylinder. Recommendations for dampener size and type can be obtained from dampener manufacturers based on details of pump type and size, service conditions, and piping system.

Install flanges or unions as close to the pump as practical to allow for fluid cylinder removal during maintenance.

Shut-off valves are required in both suction and discharge lines to isolate pump when maintenance is required. They should be of full opening design, such as a gate valve. When connecting two or more pumps to a common suction

and/or discharge line exercise care to prevent a mutuallly reinforcing pressure wave from occurring during operation. This can be achieved by adding the capacities of all pumps that will operate simultaneously to determine line velocities for sizing pipe and calculating the acceleration head. The best way to avoid a mutually reinforcing pressure wave is to install independent suction and discharge lines to each pump.

Figure 31 gives an example of the recommendations outlined in the previous section for an appropriate pump piping system, while Figure 32 provides an example an inappropriate pump piping system configuration.

Prueba de biocidas en el fracturamiento hidráulico


Fractura hidráulica o 'fracking' es un proceso utilizado en la industria de petróleo y gas para mejorar la productividad de un aceite o de gas bien. Implica la fracturación de roca con agua (mezclada con arena y algunos productos químicos) inyectado en un pozo bajo alta presión y se utiliza comúnmente en shale gas y otras fuentes 'no convencionales' de petróleo y gas.

No convencionales de petróleo y Gas fuentes

Fracturamiento hidráulico se utiliza generalmente en camas de gas de esquisto, gas de aceite apretado camas o camas de gas de carbón. Todos son fuentes de petróleo o de gas que se encuentran en diferentes tipos de formación rocosa y son por lo general difícil para una empresa hacer económico sin fracturación hidráulica de perforación de gas o petróleo. Por esta razón que se conoce como una técnica de 'estimulación bien'. Aunque el proceso ha sido utilizado en los últimos 50 años, recientemente es prominente en el debate público debido a la expansión de la técnica en los Estados Unidos y las preocupaciones sobre las consecuencias de su uso generalizado.

Agua utilizada en el 'Fracking'

El proceso de 'fracking' implica la perforación de que un pozo agujero subterráneo profundo, a menudo con una etapa horizontal cuando un lecho de roca es particularmente bajo. La roca es fracturada luego utilizando explosivos que crean pequeñas fisuras en la roca que ayudan el flujo de petróleo y gas fuera de la cama en el pozo. Es la baja porosidad de la roca que requiere el fracturamiento hidráulico para hacer un bien económico. Sin fracturación hidráulica, el pozo no produciría suficiente petróleo y gas a hacer vale la pena hacer.

Agua, arena y algunos productos químicos son inyectados al pozo bajo presión para garantizar estas fisuras que abren bajo la enorme presión causada por las formaciones de roca por encima de la cama de roca blanco. Es la arena que sostiene las fisuras abiertas a menudo unos pocos milímetros de ancho. Una gran cantidad de agua (millones de galones) se utiliza en una sola frack y el agua puede provenir de muchas fuentes diferentes, por ejemplo, agua dulce, agua saladas o reciclado de agua de un anterior proceso de fracturamiento hidráulico.


Los productos químicos que pueden agregarse al agua y el propósito detrás de su adición se enumeran en el Apéndice E del informe de la EPA en el fracturamiento hidráulico de 2011. Puede encontrar una versión resumida en el cuadro 4.



Figura 6 se tiene el informe de la EPA en fracturamiento hidráulico, página 13.



Figura 7 se tiene el informe de la EPA en fracturamiento hidráulico, página 13


La mayoría de los productos químicos agregados son los normalmente utilizados en otros procesos industriales que utilizan agua y se añaden para mantener la integridad del pozo, por ejemplo, tensioactivos, inhibidores de corrosión, reguladores de pH y reductores de fricción.

Los biocidas se añaden al agua para evitar la acumulación de bacterias en el agua que puede llevar a la corrosión ácida o la creación de compuestos de sulfuro en. Crecimiento bacteriano puede afectar la producción de pozos de petróleo y gas y puede ser introducido en el fluido de fracturamiento hidráulico de diversas fuentes como la fuente de agua y el apuntalante. Apuntalante es que el término usado para la arena (o de otros compuestos) espera que abren las fisuras.


La tabla 4 se enumeran los tipos de productos químicos agregados al agua y su propósito. Se toma del informe de la EPA, página 29.


Prueba de agua dulce utilizado en el fracturamiento hidráulico

De los productos químicos añadidos al agua, el analito principal que se debe probar en el sitio antes de la inyección es el biocida. Ellos son probados en sitio debido a su volatilidad inherente que hace muestreo y fuera del sitio de prueba inadecuado.

Biocidas que se utilizan incluyen isotiazolona, glutaraldehído, cloro y dióxido de cloro. Otra vez estas son biocidas de uso frecuente en otros procesos industriales utilizando agua como torres de refrigeración.

La tasa de dosificación de biocidas es a menudo automatizada usando un método amperométrico en línea que añade el biocida en cantidades controladas, dependiendo de la velocidad de flujo del agua a introducirse al pozo de la fuente de agua. Secundario de método se realiza generalmente para calibrar la línea en la punta de prueba y como cheque aguas abajo del punto de inyección para biocida está presente en la concentración correcta en el líquido antes de que finalmente se inyecta en el pozo.


Pruebas de biocidas en el agua la puede ser difícil debido en parte a la tendencia creciente del uso de agua reciclada para núcleos de frack. Más tradicionales métodos colorimétricos de la prueba (como el método DPD para la cuantificación de cloro o concentraciones de dióxido de cloro) pueden ser desperdiciador de tiempo y difícil para los ingenieros; no pueden dar resultados consistentes donde el agua es alto en sólidos disueltos/suspendido. Otros métodos como ORP (potencial de oxidación-reducción) son fácil de usar pero sufren de una falta de selectividad y a menudo no se puede utilizar como una herramienta cuantitativa.

Ha habido una tendencia creciente dentro de las empresas de tratamiento de agua (que tienden a ser subcontratado por la empresa de perforación para administrar la dosificación de biocidas en el agua) a utilizar nuevos métodos como los sensores amperométricos desechables ya utilizados por el ChlordioXense. Estos métodos tienen la ventaja de ser fácil de utilizar y no son susceptibles a resultados inexactos, como se ha visto con métodos colorimétricos.

Prueba de agua 'Producidos' en el fracturamiento hidráulico

Reflujo de agua es el agua que fluye a la superficie durante y después de la terminación de fracturamiento hidráulico. Consiste en el fluido utilizado para fracturar la pizarra y contiene arcillas, aditivos químicos, los iones metálicos disueltos y sólidos totales disueltos (TDS). El agua tiene un aspecto turbio de altos niveles de partículas en suspensión. La mayor parte del reflujo se produce en las etapas iniciales del proceso de fracturamiento hidráulico mientras que el resto puede ocurrir más de una semana tres periodo de tiempo. El volumen de recuperación es generalmente menos de la mitad del volumen que se inyectó inicialmente en el pozo. El resto del líquido sigue siendo absorbido en la formación de la pizarra.

En cambio, ' agua ' es producida naturalmente agua que se encuentra en formaciones de esquisto que fluye a la superficie durante toda la vida entera del gas bien. Esta agua tiene altos niveles de TDS e iones metálicos como el calcio, hierro y magnesio. También contiene hidrocarburos disueltos junto con el natural materiales radiactivos (norma).

Históricamente, esta aguas residuales del proceso de fracturamiento hidráulico fue eliminada en estanques de evaporación grande. Esto sin embargo se ha convertido en socialmente inaceptable y las aguas residuales deben ser tratadas como residuos industriales de la misma manera que se trata el agua de otros procesos industriales. Las opciones disponibles para empresas de tratamiento de agua la industria del petróleo y el gas son bien 'inyección directa' en el suelo a profundidades por debajo de la mesa de agua y entre las capas de roca impermeable, o el tratamiento y la disposición del agua en la superficie del agua. Ambos métodos a menudo emplean tratamiento de agua con biocidas.

Prueba de concentración de biocidas en las aguas residuales puede ser imposible sin filtrar el agua que generalmente conduce a una reducción en el biocida para determinar la verdadera concentración en el líquido es difícil. La demanda de biocida del líquido también es muy alta debido a la cantidad de metales disueltos presentes. Por lo tanto, biocidas como el dióxido de cloro son generalmente mezclados con agua en concentraciones de hasta 20 mg/l y dosificados en el agua producido o reflujo. Como con el tratamiento de agua dulce que se describe en la página anterior, un método de sonda amperométrica en línea se utiliza para controlar la tasa de dosificación y un método secundario tales como el Palintest ChlordioXense utilizado para calibrar la sonda y proporcionar un método de comprobación secundaria.

Hay una tendencia creciente dentro de la industria de tratamiento de agua para recuperar el hydocarbons que están presentes en el agua de producción y venderlos en el mercado abierto. El uso de biocidas como el dióxido de cloro ayuda a aumentar la tasa de recuperación de aceite como tratamiento hace que los sólidos a precipitado fuera de solución y los hidrocarburos para instalarse en la parte superior del líquido tratado.

El dióxido de cloro actúa como un Desemulsificante para romper emulsiones a través de oxidación química, permitiendo que el agua separar hidrocarburos residuales, productos químicos y la materia particulada presente.

El agua suele ser de una buena calidad suficiente para ser reutilizada en otro sitio de frack o eliminarse mediante inyección directa. Los hidrocarburos pueden despumados y vendidos a las compañías petroleras, mientras que el lodo sólido es retirado y transportado a una planta de aguas residuales estándar.

La imagen de agua de producción (a la derecha) tratados con dióxido de cloro (a la izquierda).



El uso de fracturamiento hidráulico como un proceso para incrementar los rendimientos de los núcleos de gas y petróleo está aumentando, especialmente en los Estados Unidos, y su uso casi con toda seguridad se extenderá a otros países.

Los biocidas son parte fundamental del fluido de fracturamiento hidráulico sí mismo y el tratamiento de las aguas residuales del proceso.

Principalmente se han adoptado métodos de prueba para la cuantificación de las concentraciones de biocida en el agua dulce y las aguas residuales de la industria de agua potable donde la matriz de agua es de una composición mucho 'más limpia'. Métodos colorimétricos y ORP, aunque útiles, tienen sus inconvenientes y así nuevos métodos como la ChlordioXense son ser fácilmente adoptados por la industria de petróleo y gas.



El tratamiento de refrigeración de circuito cerrado de agua

En parte debido a que son sistemas de bucle cerrado, puede ser fácil ignorar planta de energía de refrigeración sistemas de agua que apoyan el funcionamiento fiable de todo, desde barras del estator en el generador para cojinetes de la bomba críticos para bombas de alimentación y los intercambiadores de calor en compresores de aire. Un control adecuado y el mantenimiento de estos sistemas de agua pueden ayudar a evitar reparaciones costosas más a los sistemas mecánicos que se enfrían.

Puede haber múltiples sistemas de refrigeración de bucle cerrado en su planta de energía. Es muy probable que se enfrían o la temperatura de control en algunos componentes muy críticos. Los dos que es más probable que existen son la denominada cojinete sistema de enfriamiento de agua (que se ocupa de más que sólo cojinetes) y el sistema de refrigeración del estator, para aquellas plantas que tienen un estator refrigerado por agua. sistemas de refrigeración de bucle cerrado también se pueden encontrar en enfriadores de aire en las tomas de turbinas de combustión.

Por su propia naturaleza, cuando un sistema de circuito cerrado permanece cerrada y funciona correctamente durante un período prolongado de tiempo, a menudo se olvida, o al menos descuidado. Pequeños cambios en la química o de los caudales y presiones diferenciales a través del sistema pueden pasar desapercibidos. Sin embargo, una vez que los procesos de corrosión conseguir un equilibrio en estos sistemas, puede ser muy difícil para corregirlos. Mientras tanto, el equipo de datos críticos puede ser dañado hasta el punto en que afecta a la capacidad de la planta para funcionar.

Comenzamos con algunos principios y prácticas generales de los sistemas de circuito cerrado de agua de refrigeración antes de mirar el sistema de agua de refrigeración del estator, que es un caso especial.

La comprensión de circuito cerrado de refrigeración Sistemas

La mayoría de las plantas de energía que utilizan agua de circuito cerrado de refrigeración para sistemas mecánicos (en lugar de para el ciclo de vapor de agua) tienen varios subsistemas. El sistema de agua de refrigeración que lleva generalmente proporciona refrigeración para cojinetes críticos de la bomba y los sellos, enfriadores de hidrógeno para el generador, de aceite lubricante, y enfriadores de compresor de aire. Otros sistemas de refrigeración de bucle cerrado pueden incluir sistemas de agua refrigerada para refrigeradores de aire usados ​​en la entrada de aire a las turbinas de gas en una central eléctrica de ciclo combinado y el panel de muestra de la química.

Un sistema de refrigeración de circuito cerrado puede intercambiar calor con el principal del sistema de agua de refrigeración en los intercambiadores de calor de tubos y concha convencionales o intercambiadores de calor de placa y marco. sistemas de agua refrigerada (enfriadores de aire) de intercambio de calor con el compresor, que a su vez utiliza una torre de refrigeración para lanzar el calor hacia el medio ambiente.

Generalmente, se utiliza agua desmineralizada para el bucle cerrado de maquillaje de agua de refrigeración, pero se requieren tratamientos químicos para evitar la corrosión y, en algunos sistemas, la congelación. Más comúnmente, la tubería en un sistema de bucle cerrado es acero al carbono. superficies de intercambio de calor, tales como conjuntos de enfriadores de aire, pueden ser de cobre o incluso aluminio. Placa y calor marco intercambiadores suelen estar hechas de placas de acero inoxidable. El cuidado y el mantenimiento de estos sistemas requiere que se preste atención a todos los metales.

En un sistema de circuito cerrado, picaduras de oxígeno es el tipo más común de la corrosión (Figura 1). Los síntomas de picaduras de oxígeno pueden ser agua oxidada o mantenimiento recurrente en los cojinetes debido a la abrasión causada por los productos de corrosión contra las superficies de sellado.

A fin de que las picaduras de oxígeno que ocurra, debe existir primero un depósito que cubre una porción de la superficie de metal, creando un diferencial entre el contenido de oxígeno por debajo del depósito y el contenido de oxígeno en el agua a granel. El área deficiente en oxígeno por debajo del depósito se convierte en el ánodo, y el área alrededor del depósito que se expone al agua a granel se convierte en el cátodo. Este “gran cátodo, ánodo poco” causas de configuración concentrados y acelerados picaduras en un área confinada, produciendo fugas por picaduras.

Si se permite que las bacterias se propaguen en el interior del sistema de circuito cerrado, pueden crear un “vivo” depósito. Los subproductos de la respiración bacteriana son a menudo ácido, y la respiración también consume oxígeno, haciendo que la base de la biopelícula para ser propicio para la corrosión del metal base. Esto alienta además algunos tipos de bacterias, ya que utilizan el metal oxidado en su metabolismo.

Los tratamientos químicos para la refrigeración de circuito cerrado de agua

Cuando un sistema de refrigeración de circuito cerrado es apretado-experimentar ninguna pérdida el agua tratamiento químico que se aplica puede durar semanas o meses antes de que necesita ser renovado. Esto puede conducir a la complacencia. Por otro lado, en bucle cerrado sistemas que tienen fugas y que tienen pérdida-puede significativa agua casi imposible (y, a veces muy caro) para mantener en los niveles adecuados de tratamiento de enfriamiento. los niveles de tratamiento inadecuadas siempre dará lugar a la corrosión de estos sistemas.

A continuación una lista de algunas opciones que se pueden utilizar con éxito para el tratamiento de sistemas de circuito cerrado de refrigeración, tales como el sistema de agua de refrigeración de soporte o sistema de refrigeración de aire de circuito cerrado. En general, a encontrar un programa de tratamiento que funciona bien para los diferentes metales en los requisitos del sistema y del sistema (por ejemplo, determinar si necesita protección contra la congelación) y luego se pega con él.

Independientemente de cuál de los tres tratamientos químicos que elija, es probable que contener también tampones de pH (cáustica y borato de sodio son comunes) para mantener un pH alcalino, que es propicio para minimizar la corrosión de acero al carbono. Si hay cobre en el sistema de circuito cerrado, un azol puede ser añadido al tratamiento para mantener una capa de protección química en la parte superior de las superficies metálicas de cobre expuestas.

Nitrito de sodio.El nitrito de sodio ha estado en uso durante muchos años para evitar la corrosión en una amplia variedad de sistemas de bucle cerrado. El nitrito es un oxidante y se detiene esencialmente la corrosión por “corrosión” todo uniformemente. Esto parece contradictorio, pero cuando todo se convierte en el cátodo y el ánodo no existe, la corrosión se detiene.

Un suministro constante de nitrito en el sistema asegura que cualquier puntos desnudos que se crean se convierten rápidamente en pasivado. Sin embargo, si no hay suficiente nitrito en el circuito de agua enfriada, un ánodo puede formar en la tubería, y de nuevo tenemos la pequeña celda grande cátodo / ánodo corrosión. Las directrices generales de los tratamientos a base de nitritos son para un mínimo de 700 ppm de nitrito.

Los nitritos son utilizados por algunas bacterias como fuente de energía. Si el sistema de bucle cerrado se contamina con estas bacterias, el nivel de nitrito puede disminuir rápidamente. Las bacterias también generan biopelículas, que crean depósitos producen áreas que son ánodos al resto de la tubería. La adición de más nitrito sólo acelera aún más la reproducción de las bacterias, empeorando el problema. Los sistemas que utilizan nitrito deben ser probados periódicamente para la presencia de bacterias. En algunos sistemas, biocidas no oxidantes, tales como glutaraldehído o isotiazolin se añaden al tratamiento para prevenir el crecimiento bacteriano.

Molibdato de sodio.molibdato de sodio generalmente se clasifica como un inhibidor de oxidación anódica. Molibdato trabaja con el oxígeno disuelto en el agua para formar un complejo ferricmolybdate protector sobre el acero.

los niveles de tratamiento de molibdato puede estar en cualquier lugar entre 200 ppm y 800 ppm como molibdato. sistemas de circuito cerrado que utilizan maquillaje agua desmineralizada tenderían a estar en el extremo inferior de este intervalo. Por desgracia, la oferta mundial de metales molibdato tiende a concentrarse en las zonas de inestabilidad política histórica, y con los años, los precios de molibdato han variado drásticamente. Esa variabilidad de los precios puede hacer que el tratamiento con nitrito de molibdato competitiva o mucho más caro.

Irónicamente, en los sistemas de bucle cerrado que son muy apretado, niveles de oxígeno disuelto pueden caer, y por lo tanto minimizar la eficacia de un tratamiento de molibdato (que requiere oxígeno disuelto para formar una capa pasiva). Los expertos recomiendan un mínimo de 1 ppm de oxígeno disuelto en los sistemas de molibdato-tratada.

Tratamientos polímero.tratamientos de polímeros se han utilizado durante muchos años para evitar acumulaciones de escala y de productos de corrosión en torres de refrigeración abiertos. polímeros similares también se venden para su uso en sistemas de circuito cerrado. Parece que el polímero actúa como un dispersante para cualquier productos de corrosión o escala que podrían formar, por lo que evita la corrosión por mantener la superficie limpia y asegurarse de que cualquier oxígeno disuelto en el agua ataca todas las superficies de manera uniforme. Esto produce un bajo nivel general, pero en general de la corrosión.

Una de las ventajas de este tratamiento es que se piensa que es muy favorable al medio ambiente, si bien siempre y cuando el sistema de circuito cerrado permanece cerrada, no debería haber ningún impacto sobre el medio ambiente.

Monitoreo de circuito cerrado de agua de refrigeración

Clave para mantener su sistema de circuito cerrado que funciona correctamente es una monitorización regular. Cualquiera que sea el agente activo está en su tratamiento (nitrito, molibdato, o polímero), la concentración debe controlarse regularmente. En general, las pruebas semanal es suficiente a menos que los niveles de tratamiento están cayendo. (Usted no va a saber que si no se controla de forma regular.) Debido a que el acero al carbono y tratamiento de la corrosión del cobre son típicamente mezclados en un solo producto, los bajos niveles de tratamiento pueden afectar más que la tubería de acero al carbono.

El pH del agua también debe ser probado con regularidad. Considerando la cantidad de tamponamiento del pH en el tratamiento químico, el pH del agua debe ser roca sólida. Gotas en el pH pueden indicar la contaminación bacteriana, en particular con los tratamientos a base de nitrito. Otra cosa que puede caer el pH es fugas en el sistema, que traen en el maquillaje fresco agua desmineralizada.

Sea en la búsqueda de otros signos de contaminación bacteriana, como el crecimiento viscosa en cualquier indicador de la mirilla o de flujo, o séptico huele cuando se recoge la muestra. Placa y calor marco intercambiadores tienen una superficie muy grande y pequeño espaciamiento para el intercambio de calor entre las placas. La contaminación bacteriana no puede afectar solamente seriamente transferencia de calor, pero también puede causar fugas por picaduras en las placas de acero inoxidable. Dependiendo de la presión del circuito cerrado frente sistema de bucle abierto en este momento, el agua de refrigeración cojinete puede filtrarse, o el agua de refrigeración abierto puede filtrarse en.

Recuerde que es mucho más fácil prevenir la contaminación bacteriana de lo que es tratar de recuperarse de un sistema que está contaminado gravemente.

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Ozonation of Cooling Towers

The objective of ozone use with cooling towers is to maintain the highest purity of water with the least amount of water waste and chemical use. Chemical use in cooling towers leads to ever-increasing total dissolved solids (TDS), which must be reduced by eliminating water (blow down/bleed off) and then refilling with raw/lower TDS water. This is a vicious circle that will never end unless one of the TDS-increasing culprits (a.k.a. chemicals) is eliminated or reduced.

The Problem

Cooling tower water quality tends to be extremely poor. Cooling tower traditional treatment is based on extreme chemical use only. This means that you, the water treatment professional, have a chance to create an entirely new income base and aid in environmental integrity and responsibility. There are three main problems surrounding cooling towers.

* Water quality control is difficult due to

- Evaporation rate,

- Environmental contaminants, and

- Extreme chemical use.

* Chemical dependence is promoted by an industry that serves and maintains cooling towers. Most cooling tower manufacturers do nothing about recommending or selling treatment equipment along with the towers. In most cases, it is left up to the end users to set up the treatment method. The cost of chemicals is lower on the front end than water treatment equipment, but far higher based upon the ongoing nature of the use.

* The water waste issue. For example, it is not uncommon to see a 3,000-gallon cooling tower constantly draining water, then constantly replenishing raw water just to lower TDS. This ever-increasing TDS is contributed to a great degree by the chemicals that are used for treatment.

Not only is there an extreme amount of water being wasted on a daily basis, but the environmental impact from the chemical-laden wastewater is deplorable. This chemical-laden wastewater eventually will make its way into our lakes, streams, rivers and groundwater. That is why this wastewater is becoming the subject of more stringent U.S. Environmental Protection Agency regulations.

Cooling Towers and Ozone Primary Uses

Ozone is used in cooling tower treatment for

* Bacteria/virus elimination/prevention

* Organic build-up elimination/prevention

* Blow-down reduction/elimination

* Bleed-off reduction/elimination

* Improved clarity

* Scale reduction

* Cooler running temperatures where scale is inhibited or reduced

* Reduction or elimination chemicals needed for algae control

Principle of Operation

Ozone is injected into the water flow created by a separate circulation pump. This pump pulls the water from the tower's sump or basin and sends it to the ozone injector, contact tank and scale removal/filtration system. Lastly, the treated water returns back to the sump or basin. The principle is to treat the water and eliminate/reduce the following contaminants.

* Scale-forming minerals

* Organics

* Algae

* Harmful microbes

The clean water then is used to clean the entire sump, basin, pipes and peripheral equipment.

The ozone treatment system is simple and can be broken down into three easy steps.

* Ozone injection. Ozone is injected into the side stream flow. Oxidation starts to take place immediately on microbes, organics, bacteria and viruses.

* Contact/mixing. A contact tank helps to further the ozone's ability to oxidize particles allowing them time to react prior to returning to the system. As water flows down the off-gas tank, ozonated water rises and strips any gas in the incoming water. (The off gas tank is the same design as what was discussed in my column "Ozone Installation," February 2003, and "Well-Ozone Again," December 2002, Water Quality Products.)

* Filtration, scale control, particle removal. Possibly the most important aspect of any water treatment is the removal of the particles that have been oxidized. Without this step, all you have done with the ozone is change the structure of the particles by making them larger, insoluble and/or heavier. This step is necessary for systems that require scale control and particulate removal.

It is very important not to construct an ozone unit too large to handle the bacteria, scale and algae. The problem encountered at this point could be corrosion. If you carry an ozone residual too high to de-scale downline you stand a chance of creating a corrosive situation in the sump and its adjacent equipment. For this reason, it's important to utilize existing water treatment technology and equipment in conjunction with ozonation. The result is a system that works without high maintenance, dangerous chemicals, extreme water waste and costly corrosion.

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