نمونه سوالات استخدامی بهداشت محیط
آلودگی حرارتی آب - سایت بهداشت محیط ایران
سایت بهداشت محیط ایران
بهداشت محیط،آب وفاضلاب، مواد زائد ، بهداشت مواد غذایی،استخدامی بهداشت محیط

آلودگی حرارتی آب

آلودگی حرارتی آب
مقدمه
توسعه جوامع و غرق شدن در زندگی صنعتی ، تبعات منفی را برای محیط زیست و سلامت انسان در پی داشته که اگر نخواهیم به پیامدهای آن توجه کنیم ، قطعا در آینده نه چندان دور با بحران لاینحل زیست محیطی و در عین حال ، تهدید حیات بشریت مواجه خواهیم شد.
اگر چه بیش از سه چهارم کره زمین را آب فرا گرفته است، سهم قلیلی از آب‌های موجود برای مصارف بهداشتی و کشاورزی قابل استفاده است. مسائل بهره برداری از منابع آب جهان فقط به مصرف نادرست بر نمی‌گردد. گاهی انسان با کارهای نادرستش ماهیت آب را تغییر می دهد که به آن آلودگی آب گویند. آلودگی آب تغییرات فیزیکی ، شیمیایی و زیستی را شامل می شود.
آلودگی حرارتی آب  از طریق عملیات صنعتی در آب رودخانه ها ایجاد می شود. مثلا نیروگاه های تولید برق ، تولید فلزات و برخی کالاهای دیگر سبب آلودگی حرارتی آب می شوند. گرم شدن آب ارگانیسم موجودات زنده جهان را به هم می زند. زیرا برخی از گیاهان ، ماهی‌ها و موجودات زنده آبزی در آب رودخانه ها و دریاچه ها دمای خاصی را می توانند تحمل کنند و دمای بیشتر یا کمتر از آن حیات آنها را به خطر می اندازد.
آبهایی که از نظر حرارتی آلوده‌ شده‌اند می‌تواند برای محیط زیست مضرباشند. زیرا گیاهان و جانوران می‌توانند سازگاری زمانی سختی با آنها داشته باشند.
تداوم روند کنونی توسعه اقتصادی  اجتماعی جامعه انسانی و یا به عبارت بهتر زندگی امروزی انسان، بدون حضوربرق به نظر بسیار سخت و دشوار می نماید. از طرفی تولید، انتقال و مصرف برق با خود دارای پیامدهای متعدد زیست محیطی است که می بایست در راه شناخت و یافتن راه حل هایی برای کاستن و تخفیف آن اثرات، گام های برداشته شود، زیرا در غیر این صورت توسعه اقتصادی  اجتماعی منجر به کاستن از سطح کیفیت محیط زیست خواهد گردید و در نتیجه سلامت انسانها را به خطر خواهد انداخت.
بهره برداری از نیروگاه ها خود دارای انواع گوناگونی از آلودگیهاست که عبارتند از: آلودگی حرارتی، آلودگی شیمیایی آب ناشی از رها سازی پساب نیروگاه و آلودگی هوا ناشی از کاربرد سوختهای فسیلی که هدف  پروژه ی حاضربررسی اثرات ناشی از آلودگی حرارتی و نیز تاثیر مواد شیمیایی گوناگون است که در بخش های مختلف سیستم خنک کننده نیروگاه مورد استفاده قرار می گیرد.
یک نیروگاه بزرگ حرارتی تولید برق جهت سیستمهای خنک کننده خود نیاز به مقادیر زیادی آب دارد. برای مثال یک مرکز اتمی تولید برق در هر ثانیه درجه حرارت 40 متر مکعب آب را تا 10 درجه سانتی گراد افزایش می دهد که اگر این مقدار انرژی حرارتی درون دریاچه یا رودخانه آزاد شود آب دریاچه یا رودخانه را به حدی گرم می کند که حیات آبزیان به طور جدی به خطر می افتد.
برخی مواقع افزایش درجه حرارت آب در یک محدوده معین مفید است . برای مثال تولید و تکثیر  ماهیان در آبهای نزدیک نیروگاهای برق افزایش می یابند و یا افزایش درجه حرارت آب دریاچه یا رودخانه از تغییرات ناگهانی درجه حرارت آب در نتیجه تخلیه دوره ای آب نیروگاه در رودخانه جلوگیری می کنند.
براساس آمار سال 1980 حدود20% کل آبهای جاری به‏مصرف خنک‏کردن نیروگاه‌ها رسیده‏است و درحال حاضر نیاز آبی نیروگاه‌ها 50% کل نیاز انسانی و 75% کل نیاز صنعتی را تشکیل می‏دهد.
 آلودگی حرارتی هر نوع انتقال حرارت نامطلوب به محیط زیست است که می‏تواند آلودگی حرارتی آبی (پساب حاصل از زیر آب بویلرها، پساب خروجی از سیستم‏های خنک‏کن) و یا آلودگی حرارتی گازی (بخار یا هوای داغ خروجی از سیستم‏های خنک کن، و گاز خروجی از اگزوزها) باشد. تخلیه پساب حرارتی باعث تغییراتی در اکوسیستم آب های پذیرنده می‏شود و به دنبال آن تغییراتی در زندگی آبزیان مجاور خود به‏وجودمی‏آورد.

آلودگی حرارتی                                                                                                                                
 تعریف                                                                                         
آلودگی حرارتی (thermal pollution): 
تغییر کیفیت آب بموجب افزایش حرارت آن، اغلب توسط استفاده از حرارت تلف شده از فرآیندهای تولید نیرو و فرآیندهای صنعتی.
آب گرم در مناطق مختلفی از طبیعت مانند چشمه های آب گرم یا آبهای گرم شده در اثر فعالییت های آتشفشانی یافت می شود. ولی در اثر فعالییت های انسانی مانند آبی که برای سرد کردن در نیروگاه ها استفاده میشود و به جویبار ها برمی گردد میتواند مشکل ساز شود.
در بسیاری از فرآیند های ساختی حرارت تولید میشود که به خاطر زائد بودن این حرارت باید به محیط تخلیه شود. ارزانترین راه برای انتقال حرارت استفاده از منابع آب سطحی برای خنک کردن و بازگرداندن آب گرم شده به آبهای سطحی است. گرمای بازگردانده شده  اثرات منفی زیادی روی منطقه ی مذبور می گذارد.
در حقیقت آلودگی حرارتی وارد شدن حرارت اضافی به آبی است که در آن حیات وجود دارد. وارد شدن حرارت باعث کاهش حلالیت گازهای محلول از جمله اکسیژن میشود. اگر درجه ی حرارت آب بالای 95 درجه ی فارنهایت باشد میزان اکسیژن محلول برای بسیاری از گونه ها کافی نخواهد بود.
آب گرم باعث کاهش اکسیژن محلول و تنفس سریعتر ارگانیسمها می شود.آلودگی حرارتی منجر به مختل شدن زندگی ماهیانی مثل قزل آلا که نیاز به آب سرد و اکسیژن بالا دارند میشود. 
به میزان هر 10 درجه سانتیگراد افزایش دما ،متابولیسم آبزیان دو برابر میشود و بنابر این مصرف اکسیژن نیز افزایش می یابد . از طرف دیگر افزایش دمای آب باعث خروج گازهای محلول در آب از جمله اکسیژن می گردد. این دومسئله در کنارهم می توانند باعث کاهش میزان اکسیژن محلول در آب و از بین رفتن شرایط زیستی برای آبزیان گردند.
 با گرمتر شدن آب زندگی ماهی های غیربومی رونق پیدا کرده بر زندگی ماهی های بومی غلبه می کند. آب گرم همچنین باعث افزایش جمعیت باکتری های درون آب می شود و رشد جلبکها را افزایش داده ممکن است موجب تشکیل لخته های جلبک درآب شود.
سابقه ی تحقیق : 
در زمینه اثرات دما بر آبزیان  Kuthalingam(1959) Naylor ( 1965) دریافتند که موفقیت در تکثیرماهیان و سایر جانداران دریائی بطور مشخص، تنها در محدوده دمایی خاص و کوچکتری نسبت به محدوده دمایی مورد نظر برای بقاء و رشد صورت می پذیرد.
Rieded در سال 1974 ، براساس مطالعاتی که به انجام رساند دریافت با افزایش درجه حرارت آب زمان هضم مواد غذایی کاهش می یابد بطوری که ماهی کپور در  18° C  تغذیه خود را آغاز می نماید، در °C10غذای خود را در 17ساعت و در °C 17.5غذای حود را در 8.5 ساعت هضم می کند. او همچنان دریافت با افزایش درجه حرارت، نیاز نسبی به اکسیژن نیز افزایش می یابد. یعنی یک رابطه مستقیم میان این دو عامل وجود دارد.
مطالعات ALM در سال 1935 نشان داده است که تغییرات ناگهانی 20-10 درجه سانتیگراد دمای آب برایماهیان خطری ندارد.
Winterstien  دریافت گرمای بیش از حد موجب خفگی ماهی می شود ، زیرا افزایش دمای آب موجب کاهش اکسیژن محلول در آب شده و از طرفی با افزایش نیاز به اکسیژن، امکان تنفس را برای ماهیان محدود می نماید. همچنین  Cainاعتقاد دارد در اثر گرما زدگی بخش سیان خون از حالت کلوئیدی خارج می گردد. و با منعقد شدن گلبولها موجبات مرگ و میر ماهیان فراهم می آید.

Embody دریافت افزایش درجه حرارت آب به طور عادی موجب افزایش فعالیت سوخت و ساز ماهی و جذب مواد غذایی به مقدار زیاد می گردد و گفتنی است قبل از اینکه دمای محیط، به دمای غیر قابل تحملی برسد، تغذیه ماهی متوقف می گردد.
به نظر Schlicher   با افزایش درجه حرارت بدن، تعداد گلبولهای سفید خون افزایش یافته و از تعداد  گلبولهای قرمز خون در مناطق سطحی بدن کاسته می شود.
ماهیان سرد آبی نسبت به ماهیان گرم آبی حساسیت بیشتری به تغییرات دمای آب دارند و با کمی تغییر در دمای آب ، میزان مرگ و میر در آن افزایش می یابد . (Cairns)
Schmeing - Engberding     در  سال  1984 دمای 21.3   درجه سانتیگراد را بعنوان درجه حرارت انتخابی جهت انجام آزمایش بر روی ماهی کپور برگزیدند.
تاثیر در محیط :
برخی مواقع افزایش درجه حرارت آب در یک محدوده معین مفید است . برای مثال تولید و تکثیر  ماهیان در آبهای نزدیک نیروگاهای برق افزایش می یابد و یا افزایش درجه حرارت آب دریاچه یا رودخانه از تغییرات ناگهانی درجه حرارت آب در نتیجه تخلیه دوره ای آب نیروگاه در رودخانه جلوگیری می کنند.
افزایش درجه حرارت آب در پایین دست رودخانه ها و دریاها هنگامی روی میدهد که نیروگاه ها آب
سرد را به عنوان عامل خنک کننده مورد استفاده قرار می دهند و آب گرم را وارد محیط های آبی می نمایند.          
آلودگی حرارتی یا در واقع افزایش درجه حرارت در آبها به چهار علت ذیل موجب بهم خوردن شرایط زیستی آبزیان از جمله ماهیان می گردد :
-1 افزایش نیاز به اکسیژن محلول در آب
-2 کاهش قدرت بهره وری از اکسیژن محلول در آب
-3 کاهش قدرت انحلالی اکسیژن
-4 فعال شدن پدیده تخمیر که خود میزان زیادی اکسیژن مصرف می کند
آب گرم باعث افزایش فعالییتهای فتوشیمیایی و رشد بیش از حد گونه های گیاهی مانند آلگها می شود. در پاییز باکتری های تجزیه کننده ی این مواد گیاهی باعث مصرف بیش از حد اکسیژن می شوند که این خود بر تنش تنفسی ماهیان منطقه می افزاید.
آلودگی حرارتی موجب تغییر در زنجیره ی غذایی نیز می شود. در برسی های اخیر جهش های ژنتیکی و افزایش سایز نیز در مناطق دارای آلودگی حرارتی مشاهده شده است.
یکی دیگر از تاثیرات آلودگی حرارتی پدیده ی مرگ و میر مرجانها است. بر اساس تحقیقات انجام شده مشخص شد در منطقه ی خارک که میانگین دمای آن دو تا سه درجه کمتر از دیگر مناطق خلیج فارس است پدیده ی سفید شدن مرجانها رخ نداده است.
اثر دیگری که آلودگی حرارتی بروی جانوران آبزی دارد افزایش سرعت متابولیسم در آنهاست. یعنی جانوران غذای بیشتری نسبت به حالت نرمال مصرف می کنند. این عمل باعث کمبود مواد غذایی و تغییر رفتار های عادی گونه ها می شود. کمبود مواد غذایی باعث مهاجرت گونه ها به منطقه ی دیگر شده ، به هم خوردن تعادل اکوسیستم را در پی خواهد داشت.


برای جلوگیری از مشکلات آلودگی حرارتی از لاگون ها ، حوضچه ها، فن ها و برجهای خنک کننده استفاده میکنند ؛ دو مورد اول کارایی زیادی ندارند.
برجهای خنک کننده :
بکار بردن آب رودخانه در سرد کردن فرایند های صنعتی و سپس برگرداندن آن آب به منبع اصلی خود کاری سنتی است که می تواند به حیات آبی منطقه آسیب برساند. امروزه بیش از گذشته از برجهای خنک کننده جهت سرد کردن آب قبل از فرستادن به محیط و تبادل حرارتی آن با اتمسفر انجام می شود.
قوانین:
مدتها پیش حقوق دانان در ایالات متحده ی آمریکا متوجه آلودگی حرارتی به عنوان مشکلی بزرگ شدند و با وضع قانون 361 در  EPA خواستار استفاده ی نیروگاه ها و صنایع از برجهای خنک کننده شدند.
با توجه به مطالعات زمین شناسی در آمریکا، 48 درصد از آب شیرین و شور سطحی در طول سال 2000 در نیروگاه ها بکار رفته که حدود 25 درصد آب شیرین و 95 درصد آب شور برای خنک کردن ژنراتور ها بوده است.
بالا بودن نیار آبی نیروگاه ها درطول سال نشانگر نیاز بالای شهر ها به نیروی برق است. به بیان دیگر نیروگاه ها مجبور به استفاده از بالاترین ظرفیت خود برای تولید نیرو دراکثر سال هستند. آسان ترین و ارزان ترین روش برای اپراسیون استفاده از نزدیک ترین منبع آبی و بازگرداندن آب مصرف شده به همان محیط است. امروزه این سیستمهای یک جانبه به سختی از طرف اتحادیه های رفع آلودگی های محیطی National Pollution Discharge Elimination System مجوز میگیرند.  
قوانین نیز از منطقه ای به منطقه ی دیگر فرق می کند. مثالاُ در قانون منطقه ای دمای آب بازگردانده شده کمی بیشتر از دمای آب دریاچه ی منبع است ولی در منطقه ای دیگر اینگونه نیست. در کل نمیتوان دمای خاصی را برای تمام نقاط تعریف کرد.
محدودیت قوانین بر حسب درجه ی رودخانه ها و خشکی آب و هوا تغییر میکند. زیرا که بیشترین میزان بارگذاری در ماه های گرم سال بخاطر ایر کاندیشنرهاست. همچنین به خاطر بالا بودن دمای آب در تابستان اجرای این قوانین برای نیروگاه ها مشکل تر می شود.
برجهای خنک کننده جهت رعایت قوانین بیشتر در نیروگاه ها و پالایشگاه های نفت و پردازش گاز طبیعی و بعضی وقتها در کارخا نجات تصفیه ی روغن ، کارگاه های ساخت مواد شیمیایی و کارخانه های مواد غذایی  بکار برده می شوند.
نیرو گاه های برق :
بیشترین جا هایی که از برجهای خنک کننده در آن استفاده می شود نیروگاه های تولید برق هستند. اصولا" برای تولید برق از سوختهای هسته ای و یا فسیلی به عنوان منبع تولید گرما جهت تبدیل آب به بخار استفاده می کنند. از این بخار در توربینهایی استفاده می شود که سرانجام باعث گردش ژنراتور ها می گردد. ژنراتور ها تولید الکتریسیته می کنند. پس از این که بخار توربینها را ترک کرد وارد کندانسور یا خنک کننده می شود. کندانسور از لوله های متعددی تشکیل شده است. آب خنک کننده از داخل لوله ها گذشته ، باعث میعان شدن بخار درون کندانسور می شود. پس از افزایش درجه حرارت آب خنک کننده ، این آب به سمت برج هدایت می شود.
بر اساس تحقیقات اخیر آزمایشگاه تکنولوژی انرژی ، نیروگاه های با سیستم خنک کننده ی چرخشی برای فرایند های خود نیاز به 0.5 تا 1.25 گالون آب به ازاء هر کیلو وات دارند ، در صورتی که سیستم های خنک کننده ی یکطرفه 30 تا 40 گالون  آب به ازاء هر کیلو وات  مصرف می کنند.
سیستمهای یکطرفه مشکل بزرگی در مورد مصرف  آب (هر واحد معادل 500 مگا وات برابر تقریبا 450 میلیون گالون آب در روز) دارند که در مقایسه با برجهای خنک کننده 10% در هر واحد بیشتر است.

پالایشگاه ها :    
پالایشگاه ها نیز از مقدار زیادی آب برای خنک کردن استفاده می کنند. این آب جهت تبادل گرمایی کندانسور هایی استفاده می شود که در تقطیر و فرایند شکست عمل خنک کردن را انجام می دهند. 
یک پالایشگاه نفت معمولی که روزا نه 40000 تن (300000 بشکه ) نفت خام را پردازش می کند ، هر ساعت 80000 متر مکعب آب را در برج وارد چرخه می کند.
نظربه اینکه از برجهای خنک کننده فصلی استفاده می شود برخی از نیروگاه ها برجهای خنک کننده را اجاره می کنند. در فصلهای گرم کارخانه ها ضربه ی گرمایی خود را با برجهای اجاره ای به مقدار قابل قبولی تا اضافه شدن به آبهای سطحی کاهش می دهند. 
درنتیجه ی تولید انرژی و توجه به محیط ، کارخانه های تولید انرژی جدید اغلب با برج های سرد کننده ی دائمی ساخته می شوند. اینگونه کارخانه های تولید انرژی دارای کارایی و بهسازی بیشتری هستند.
کارخانه های با بارگذاری حرارتی بالا از روشهای دیگری مثل دو مسیر به جای یکی ، جریان آرام و اختلاف دمای زیاد و توربینها برای کارایی بهتر استفاده می کنند.
برجهای خنک کننده از فرایند تبخیر برای خنک کردن استفاده می کنند. میزان تبخیر  بستگی به درجه حرارت موجود دارد. استفاده از برجهای خنک کننده بسیار رایج شده است زیرا باعث خارج شدن حرارت از سیستم با مصرف آب کم و بدون ایجاد آلودگی حرارتی می شوند. 
انواع برجهای خنک کننده:
برج ها در اندازه های کوچک (قابل استفاده در بامها ) تا برزگ و همچنین در اشکال مختلف موجود می باشند. برج های هذلولی ارتفاع تا 200 متر و قطر 100 متر و برجهای مستطیلی ارتفاع 40 متر و طول 80 متر دارند. برج های کوچک عموما" ساخت کارخانه و برج های بزرگ در محوطه ی مورد نظر ساخته می شوند.
 برج ها ی هذلولی ( شکل بالا) به خاطر ساختار مقاوم و حداقل استفاده از مصالح به عنوان برجهای استاندارد معرفی شده اند. شکل هذلولی این برجها در تسریع جریان هوا نقش مهمی دارد و باعث بالا رفتن کارایی می شود. برج های خنک کننده ی هذلولی توسط فردریک وان لترسون و جرالد کیپرز در سال 1918 به ثبت و بهره برداری رسیده اند.
دسته بندی های مختلفی برای برجها وجود دارد. 
ازلحاظ جریان هوا برج ها به سه دسته تقسیم می شوند:
1-جریان طبیعی Natural draft  :      
این سیستم از نیروی طبیعی رانش استفاده می کند. به این طریق که هوای سرد و خشک در فشار مساوی از هوای گرم و مرطوب چگال تر است. این اختلاف دانسیته باعث ایجاد جریان شده ، هوای گرم به طور طبیعی از سیستم خارج شود.
2-جریان مکانیکی Mechanical draft   : 
در اینجا از نیروی برق جهت راه اندازی موتور های فن ها استفاده می شود. خود فن ها دونوع هستند، فن های دمنده و فن های مکنده.
 فن های دمنده هوای بیرون را به راخل برج پمپ می کنند که این عمل باعث ورود آرام و خروج سریع جریان هوا به بیرون می شود. فن های مکنده هوای کرم را به خارج هدایت کرده ،  سبب ورود سریع و خروج آرام هوا از برج می شوند . این عمل باعث کاهش نوسانات در شرایط دمایی مختلف می شود.فنهای دمنده انرژی بیشتری نسبت به فنهای مکنده مصرف می کنند. مزیت دیگر فنهای مکنده کارایی آنها در فشار بالا است. از این سیستم میتوان در فضا های کوچک و حتی در مکانهای سرپوشیده استفاده کرد.
3- جریان طبیعی با استفاده از فن  Fan assisted natural draft :
در این روش از هر دو طریق بالا استفاده شده است. 
 نوع دیگری از دسته بندی برجها وجود دارد ؛ برجهای باز و بسته که مستقیم و غیر مستقیم هم گفته می شوند.
برجهای باز (مستقیم) :
در برجهای باز آب گرم خارج شده از خنک کننده ها در معرض مستقیم اتمسفر قرار می گیرد. آب گرم از بالای برج توسط نازلهایی به محفظه ی برج اسپری میشود. در پایین برج پمپی وجود دارد که هوا را رو به بالا می فرستد. این عمل باعث از بین رفتن گرمای آب توسط  تبخیر که پدیده ای گرما گیر است می شود. بقیه ی آب در حوضچه ی پایین برج جمع آوری شده ، به چرخه باز می گردد. 
برجهای بسته (غیر مستقیم) : 
در سیستم های بسته آب گرم در تماس مستقیم با اتمسفر قرار نمی گیرد. در این برج ها آب گرم داخل لوله هایی است که این لوله ها از بستر برج ( قسمت میانی برج ) عبور میکنند. آب خنک کننده از بالا توسط نازل ها روی لوله های حاوی آب گرم اسپری شده ، هوا از پایین می دمد. آب خنک کننده گرمای اضافی داخل لوله هارا جهت تبخیر خود از آنها زدوده ، لوله ها و آب داخل آنها را خنک می کند. آب اسپری شده بعد از عبور از بستر در حوضچه ی پایینی جمع شده به چرخه باز گشته ، آب داخل لوله ها نیز پس از سرد شدن به سمت سیستم و چرخه ی  خود حرکت می کند. 
مکانیسم
مکانیسم برج های خنک کننده فرستادن گرمای آب به اتمسفر است زیرا که اتمسفر توانایی بیشتری در جذب و پخش حرارت بدون اثرات سوء دارد. برجهای خنک کننده راهی برای تبادل گرما هستند که این عمل را با جابجایی گرما توسط کاندیشنر های هوا به محیط بیرون انجام می دهند. 
عموما" برجها برای رفع گرمای حاصل از کندانسور ها (خنک کننده ها) استفاده میشوند. برجها معمولا روی سقفها و یا بیرون از سایت قرار می گیرند و چون دور از دید هستند مورد غفلت اپراتور ها و تکنسین ها واقع می شوند که این امر باعث کارایی کمتر می شود.
توضیع آب :
آب گرم خارج شده از کندانسور توسط پمپ از طریق لوله کشی به قسمت بالایی برج منتقل می شود. در برجهای باز این آب توسط نازلها به بستر فرستاده می شود. بعضی از برجها نازل ها را از طریق پمپها و تحت فشار حاصل از آنها تغذیه میکنند ، در برخی دیگر از نیروی ثقل زمین کمک می گیرند. 
در برجهای باز آب خنک شده در انتهای برج در حوضچه جمع شده ، توسط پمپی به کندانسور برای کامل کردن چرخه میرود. در سیستمهای بسته آب داخل لوله پس از خنک شدن به مسیر خود ادامه میدهد.
بستر جابه جایی گرما:
برجها از پدیده ی تبخیر جهت کاهش گرما استفاده می کنند. در برجهای باز  آب داغ خارج شده از کندانسور زمانی که به آرامی به سمت پایین اسپری می شود قسمتی از آن بخار شده ، حرارت را از سیستم خارج می کند.
در سیستمهای بسته بستر برج عموما" از ورقه های پلاستیکی موجدار و یا قطعه های میله ای با طرح های سوراخدار ساخته شده اند.
جریان هوا: 
جریان هوای زیاد که از بستر می گذرد به افزایش میزان تبخیر و افزایش ظرفیت خنک کنندگی برج کمک می کند. فنهای موجود در برج این جریان را تولید می کنند.
 انداره ی فنهای تولید کننده ی جریان برای دستیابی به راندمان مورد نیاز بستگی به عوامل زیر دارد:
1-دمای حرارت آب خارج شده از کندانسور 
2-میزان سرعت جریان آب 
3-حرارت لوله های تر
پمپ ها :
پمپها میتوانند از نوع پروانه ای یا دمنده ای باشند. پمپهای کوچک نیروی موتور را مستقیما" به بستر هدایت میکنند ولی عموما" برای کنترل بهتر از دیمر های کنترل قدرت موتور و یا مسیر های کنترل سرعت که توسط توسط چرخ دنده هایی تنظیم می شوند استفاده می کنند. در فنهای قابل کنترل دگمه ی استارت و استاپ و کنترل سرعت وجود دارد. این امر اپراتور را قادر میسازد تا دمای آب خارج شونده از برج را در میزان دلخواه تنظیم کند.دمای آب خارج شونده از برج بستگی به نحوه ی طراحی کندانسور دارد.
در دسته بندی دیگر برج ها به دو دسته ی جریان عرضی و جریان معکوس تقسیم می شوند:
جریان عرضی Cross flow :
در این برج ها جریان هوا و جریان آب بر هم عمود هستند (مانند شکل زیر). آب داغ از بالا داخل بستر که در دیواره ی برج می باشد اسپری می شود. هوا توسط فنی که روی برج کار گذاشته شده است به بیرون فرستاده شده ، جریان هوای خشک بیرون از کناره های برج وارد بستر می شود و با قطرات آب تماس پیدا می کند. آب خنک شده به خاطر نیروی گرانش زمین به پایین سقوط کرده ، در انتها درون حوضچه ریخته و سپس به سیکل خود ادامه می دهد. هوا نیز از قسمت خالی وسط برج به بیرون خارج می شود.
جریان معکوسCounter flow  :
در این برج ها آب گرم توسط نازل ها از قسمت بالای برج به سمت پایین اسپری می شود. هوا از بالا توسط فن ها به بیرون فرستاده می شود و از پایین برج مثل شکل زیر - در سمت مخالف آب - به طرف بالا به طور عمودی صعود می کند. آب بعد از تماس با هوا و خنک شدن در حوضچه ی پایینی جمع شده ، به چرخه ی خود در سیستم ادامه می دهد.
برج های خنک کننده کامپوزیتی 
اگرچه برج های خنک کننده به طور سنتی از چوب و بتن ساخته میشوند اما مواد کامپوزیتی به علت مقاومت در برابر خوردگی و پوسیدگی و همچنین وزن کم و سهولت نصب میتوانند در این برج ها استفاده شوند.
اریک کید مدیر فروش برج های خنک کننده شرکت Bedford Reinforced Plastics در این زمینه توضیح می دهد: در گذشته چوب قرمز به علت مقاومت ذاتی در برابر خوردگی بسیار رایج بود اما به تدریج این نوع چوب کمیاب شد و چوب صنوبر داگلاس جایگزین آن گردید. برای برطرف کردن نقاط ضعف صنوبر در محیط های سرد، برخی ترکیبات شیمیایی به آن افزوده شد.
برجهای HVAC  ( Heating, Ventilating and Air Conditioning ) :
در عملیات پالایش شیمیایی، معدنی و تولید قدرت جهت کاهش دمای آب فرآیند، که معمولاً حاوی خورنده های شیمیایی است، از برجهای خنک کننده استفاده میشود. در این برجهای دایره ای یا مستطیلی، آب گرم شده از بالا به سمت پایین می ریزد و از بین فیلترهایی عبور می کند و در همین حال فن های بزرگی هوا را به داخل می فرستد تا حرارت را از آب گرفته و به جو منتقل کند.
این برجها زیر مجموعه ای از سرد کننده ها chiller) ) هستند. چیلر ها دو نوع هستند نوعی با آب و نوع دیگر با جریان هوا حرارت اضافی را دفع می کنند که نوع آبی از نوع با جریان هوا کارا تر است.
ساختمان های بزرگ اداری ، بیمارستان ها و بعضی از مدارس از یک یا چند برج خنک کننده به عنوان تهویه ی مطبوع  (air conditioner) استفاده می کنند. عموما" برج های صنعتی از برج های HVAC بزرگتراند و همیشه همراه چیلر و کندانسور استفاده می شوند.
تصفیه ی آب:
آب برجهای خنک کننده باید به صورت دوره ای تصفیه شود. برای تصفیه معمولا" از مواد شیمیایی استفاده می کنند. با این عمل از عوامل زیر جلوگیری می کنند:
1-رشد باکتری های مضر و تشکیل بیوفیلم
2-جلوگیری از خوردگی و زنگ زدگی
3-تشکیل رسوب در بستر برج    
برجهای خنک کننده ی روباز با وجود مواد محلول موجود در آب و انرژی خورشید و حرارت بالا محل مناسبی جهت رشد آلگ و لجن می شوند. همین سبب بسته شدن نازلها شده از اسپری شدن آب جلوگیری می کنند و در نتیجه ی توزیع نامناسب آب ، کارایی سیستم خنک کننده پایین می آید. این مشکل با بکار گذاری فیلتر در مسیر آب و یا استفاده ی مرتب از بیوسید ها برطرف می شود.
 از زمان استفاده از بیوسید ها مصرف کلر رایج بوده است. اما استفاده از کلر در آبهای قلیایی جایز نیست و همچنین باعث خوردگی می شود. بسیاری از ترکیبات کلر مضر هستند ، به جای آنها میتوان از برومینها مثل برومو-کلرو-دیمتیل-هیدانت ( BCDMH) استفاده کرد.
برای جلوگیری از تشکیل لخته های بیولوژیکی از کلرین یا برومین استفاده می کنند که این خود باعث تشکیل تری هالومتان ها می شود. این ماده سرطانزا است و خطری برای کارگرانی که در اطراف برجهای خنک کننده کار می کنند محسوب می شود. خوشبختانه آزمایشات نشان دادند که میزان ترکیبات سرطانزا کم وپراکندگی آنها زیاد است.
وجود املاح خورنده و ترکیبات نا مناسب در آب  موجب بروز مشکلات در لوله های آب مثل فرسایش ، خوردگی ، ترکیده گی و نشت در لوله  می شود. 
زمانی که آب در برج بخار می شود املاح موجود در آب بر روی بستر برج تشکیل رسوب می دهند.رسوبات و آلگها در نازلها نیز باعث گرفتگی می شوند. این رسوبات باعث کاهش تبادل گرمایی هوا و آب و در نتیجه کاهش راندمان می شود. وجود این رسوبات دلیلی برای تصفیه ی ناکافی آب می باشد.
بیماری لژیونلوزیس (Legionnaires’ Disease   Legionellosis or) :
عامل این بیماری باکتری لژیونلا می باشد. این بیماری یک بیماری مزمن دستگاه تنفسی است که علائم اولیه ی شبیه به آنفلوانزا دارد. برای تشخیص این بیماری نمونه ی بزاق و یا خلط گلوی شخص را در آزمایشگاه کشت می دهند. این بیماری با مصرف آنتی بیوتیک ها قابل درمان است ولی در بعضی موارد منجر به مرگ نیز شده است. 
مناطق شیوع :
باکتری لژیونلا توسط آب به آسانی در محیط منتشر می شود. این باکتری در دریاچه ها ، رودخانه ها ، چشمه های آب گرم و جا های آبخیز دیگر و حتی خاک نیز دیده شده است.
لژیونلا را همچنین در برج های خنک کننده ی مرتبط با تهویه ی مطبوع و فرایند های صنعتی می توان یافت. دمای آب این سیستم ها معمولا"  بین 28 تا 45 درجه ی سانتی گراد تنظیم می شود. این شرایط باعث تکثیر زیاد باکتری ها می شود . 
دمای مطلوب برای رشد لژیونلا بین 25 تا 50 درجه است که بیشترین میزان تکثیر در 38 درجه ی سانتیگراد اتفاق می افتد.
راه های ابتلا به بیماری:
بیماری توسط استنشاق ذرات آئروسل حاوی باکتری صورت می گیرد. این بیماری از شخصی به شخص دیگر و یا از آشامیدن آب حاوی باکتری منتقل نمی شود.
افراد در معرض خطر : 
کسانی که در معرض این بیماری قرار می گیرند لزوما" بیمار نمی شوند. افراد مستعد بیماری عبارتند از :
-افراد بالای 50 سال (بیشتر مردان)
-سیگاری ها
-معتادین مشروبات الکلی 
-افراد دارای دیابت
-افراد دارای بیماری های ریوی مزمن 
-افراد دارای بیماری های نقص سیستم ایمنی 
جهت استاندارد سازی برج ها قوانین بهداشتی در سال 1990 وضع شد.
در اکثر جا ها TBC (total bacteria account) یا میزان کل باکتری های موجود در واحدی از آب را به صورت ماهانه اندازه گیری می کنند. بهتر است برج ها هر سه ماه یکبار پاکسازی شوند.
جلوگیری از تابش نور خورشید نیز در کنترل باکتری ها تاثیر دارد ، چون باعث توقف رشد آلگها می شود. آلگها سپر محافظتی خوبی برای باکتری ها هستند.
 پروتوزآ هم غذای مورد نیاز لژیونلا را تامین می کند و هم از باکتری در مقابل بیوسید ها محاظت می کند.