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3氨氮对杀菌剂的影响
火力电厂循环冷却水常用的氧化性杀菌剂通常为次氯酸。而HClO易与氨氮发生反应,生出氯胺类化合物,据资料显示:反应可在1 min内完成,其反应式为:
NaClO+H2O→HClO+Na++OH-
NH4++HClO→NH2Cl+H2O+H+ (一氯胺)
NH2Cl+HClO→NHCl2+H2O (二氯胺)
NH2Cl+2HClO→NCl+2H2 (三氯胺)
NH4++4HClO→HNO3+H2O-+5H+ +4Cl
2NH2Cl+HClO→N3+H2O+3H+ +3Cl-
氯胺类化合物的杀菌效力和速度远不如氯,据相关资料显示:氯胺杀菌能力为氯的60%;而NH2CI的杀菌能力才为氯的22%;国际证明氯胺类化合物为致癌物。在循环冷却水系统的硝化反应过程中,冷却水中的硝化杆菌不能完全转化成NO2-,由于其是还原性物质,会大量消耗氧化性杀菌剂,降低杀菌效果。上述两种情况将使细菌和其它微生物在电厂循环冷却水系统中大量繁殖,因此加重了微生物腐蚀。当测定水中余氯量采用邻联甲苯胺法,NO2-会严重干扰测量值,造成余氯量测定值偏高的假象。
在循环冷却水系统中当氨氮含量高时,为了更有效地杀菌,应加大加氯量;缺点是会降低循环冷却水中的阻垢缓蚀剂的效能;还可能加速冷却塔填料等塑料物品的老化。
4减轻氨氮硝化反应过程对循环水系统影响的措施
4.1降低循环冷却系统补水的氨氮含量
当循环水补水为城市中水时,要采取有效措施去除氨氮和细菌。一般来说,城市中水的深度处理和预处理均采用加混凝剂和石灰混凝澄清、过滤的处理工艺,此法对去除水中的微生物、氨氮的效率低下,因此有必要先增加针对去除微生物和氨氮的工艺(如:改良的提高pH值曝气吹脱法;预先利用硝化过程的生物法),然后再进行混凝澄清过滤处理。
4.2合理选用凝汽器管材
实践表明,用城市中水作补充水的循环水中均会发生较严重腐蚀,因此宜选用能良好耐微生物腐蚀的钛不锈钢管作为凝汽器管材。
4.3有效地进行杀菌灭藻
氨氮含量高和它在循环水系统中发生的硝化反应会不断消耗加入水中的氧化性杀菌剂,降低杀菌效果,引起菌藻大量繁殖,产生微生物腐蚀。为杀菌灭藻,除了要维持循环冷却水系统中杀菌剂的含量,还要定期采用非氧化杀菌剂杀菌;在冷却水中氨氮含量异常升高期间内,为有效控制菌藻爆发,应加大氧化性杀菌剂的剂量和进行非氧化杀菌剂杀菌,以避免冷却水质恶化;在此期间,为加强凝汽器铜管的防腐保护和控制水的浊度,还应添加铜缓蚀剂和降低浓缩倍率。
国电榆次热电有限公司的循环冷却水补水使用了经过深度处理的城市中水,应用合理的技术管理方法,在采用NaClO作为氧化性杀菌剂时(从技术角度出发,最好选用不与氨氮起反应的氧化性杀菌剂),还定期进行非氧化杀菌剂杀菌,有很好的杀菌灭藻效果[5]。
4.4增设旁流过滤设备
开式循环冷却系统中,在适宜的水温、冷却塔充分地曝气、一定的停留时间下,虽然生化处理过程进行得很充分,但同时伴随着黑色粘泥的大量产生。粘泥可能堵塞凉水塔填料,附着凝汽器的铜管降低凝汽器的热交换,造成粘泥下的腐蚀。从这些厂设备检查及冷却塔清淤情况看,有必要增设旁流设备。
4.5冬季减少或停止石灰投加量。
如在冬季的预处理工艺中,只采用混凝处理,减少或停止石灰投加量,将会使循环水补水的碱度提高,在减轻和缓冲硝化反应过程对冷却水pH值影响的同时,也减少循环冷却水的浓缩倍率。在冬季,由于凉水塔水的蒸发损失减少,大幅减少了冷却水的补水量,为降低循环冷却系统的浓缩倍率创造了条件。
5结语
随着城市中水取代地下水、地表水等天然水源,逐步成为火电厂生产用水水源特别是循环冷却水水源,在循环冷却水系统中,由城市中水中的氨氮发生硝化反应引发了循环冷却水系统设备腐蚀严重、杀菌效果差和杀菌剂投加量增加等一系列问题。本文通过分析城市中水氨氮硝化反应的腐蚀机理和对杀菌剂的影响,提出必须采取合理有效的控制措施,控制循环水系统中的硝化反应,从而保证循环水系统的安全稳定经济运行。
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