市政再生水補(bǔ)水的電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)微生物特征及控制技術(shù)研究.pdf

1、采用市政再生水作為電廠循環(huán)冷卻水的補(bǔ)水水源是我國解決城市水危機(jī)的關(guān)鍵措施之一。與自然水體相比，市政再生水中微生物數(shù)量多，有機(jī)物和營養(yǎng)物質(zhì)含量高，采用市政再生水作為補(bǔ)水水源，電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)將面臨更為復(fù)雜的微生物問題。
　　本文在常規(guī)水質(zhì)和微生物指標(biāo)分析的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)DNA技術(shù)、電化學(xué)分析和掃描電鏡技術(shù)，實(shí)驗(yàn)室研究與現(xiàn)場試驗(yàn)相結(jié)合，首次系統(tǒng)全面地研究了市政再生水補(bǔ)水的電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)特征、微生物特征、微生

2、物對金屬腐蝕行為的影響以及微生物化學(xué)控制技術(shù)，主要結(jié)論如下:
　　(1)根據(jù)23項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的全分析結(jié)果，市政再生水中電導(dǎo)率、TDS、氯離子、表面活性劑含量是地表水的2～4倍，CODMn、總磷、溶解性總磷、溶解性正磷、總氮含量是地表水的1.5～2倍，細(xì)菌總數(shù)高1個(gè)數(shù)量級，表明采用市政再生水替代地表水作為補(bǔ)水水源，電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的結(jié)垢趨勢減緩，但腐蝕程度和微生物風(fēng)險(xiǎn)增大。
　　(2)市政再生水補(bǔ)水的電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，增大

3、濃縮倍數(shù)，氯離子、電導(dǎo)率、硬度、硫酸根濃度成倍增加，濁度略有增加，鐵離子濃度不變，表明水質(zhì)的腐蝕性增強(qiáng)，析晶垢、顆粒垢、沉積物增多;CODMn濃度增加，氨氮濃度降低，表明硝化和亞硝化自養(yǎng)菌的代謝速率高于異養(yǎng)菌。升高溫度，水中的硬度、濁度、正磷酸根濃度降低，表明析晶垢、微粒垢增多;CODMn濃度持續(xù)下降，氨氮濃度趨于穩(wěn)定，異養(yǎng)菌數(shù)量大幅增長，因堿度降低，硝化菌和亞硝化菌的生長受到限制。
　　(3)市政再生水中污垢產(chǎn)量比地表水低44％

4、，但單位質(zhì)量污垢中的細(xì)菌總數(shù)和鐵細(xì)菌含量分別是地表水的8.6倍和2.7倍，表明市政再生水替代地表水作為補(bǔ)水水源，電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的污垢產(chǎn)量降低，但微生物腐蝕的影響增大。電鏡掃描圖片顯示，碳鋼在地表水中以均勻腐蝕為主，市政再生水中則為點(diǎn)蝕。
　　(4)市政再生水補(bǔ)水的電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，濃縮倍數(shù)和溫度增加，污垢量增大，因此系統(tǒng)傳熱阻力和能耗損失增加。流速提高，污垢量變化不大，但污垢熱阻升高，粘附率提高，剪切作用使污垢的密實(shí)度和粘

5、附性能增強(qiáng)，機(jī)械清除難度增大。微生物對系統(tǒng)最不利的運(yùn)行條件是:濃縮倍數(shù)4.0倍、溫度35℃、流速0.8m/s～1.0m/s。添加緩蝕阻垢劑后，循環(huán)冷卻水中有機(jī)物增加了92％，磷含量增大了43.5倍，因此導(dǎo)致污垢產(chǎn)量增加40％，污垢中粘液形成菌、異養(yǎng)菌總數(shù)增加80％，表明緩蝕阻垢劑導(dǎo)致微生物風(fēng)險(xiǎn)加劇。
　　(5)市政再生水含有懸浮微生物28種，優(yōu)勢菌種隸屬于變形菌門β-變形菌綱的嗜甲基菌科。進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)后，懸浮和固定微生物的物

6、種分別為18種和44種，優(yōu)勢菌種仍然隸屬于變形菌門的β-變形菌綱。添加水處理藥劑后，循環(huán)冷卻水中懸浮微生物種數(shù)為38種，菌種的數(shù)量分布較為均勻，優(yōu)勢菌種轉(zhuǎn)變?yōu)殡`屬于厚壁菌門的葡萄球菌科，微生物種群結(jié)構(gòu)改變的主要原因是循環(huán)水中有機(jī)物和磷含量的大幅增加。
　　(6)市政再生水補(bǔ)水的電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，雖然碳鋼腐蝕最嚴(yán)重、不銹鋼腐蝕最輕，但微生物對不銹鋼腐蝕的影響卻最大。以15d的平均腐蝕率計(jì)算，不銹鋼MIC所占的比例為36.36％，

7、是碳鋼的1.6倍，黃銅的2.4倍。電鏡掃描結(jié)果表明，不銹鋼點(diǎn)蝕造成的微生物分布不均，可能是其MIC腐蝕嚴(yán)重的主要原因。
　　(7)市政再生水補(bǔ)水的電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，微生物化學(xué)控制技術(shù)研究結(jié)果表明，與異噻唑啉酮、生物分散劑DREWSPERSE738相比，氯錠和次氯酸鈉對懸浮和固定微生物的作用效果最優(yōu)。結(jié)合實(shí)際，建議采用氯錠為微生物控制藥劑，同時(shí)根據(jù)其對細(xì)菌總數(shù)、鐵細(xì)菌和硫酸鹽還原菌的有效作用時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果，確定其投加周期為3天。正