【污水处理技术】电厂循环冷却水处理方法

  北极星环保网讯:电厂冷却水在循环利用过程中由于盐类浓缩作用,造成凝汽器铜管内易发生结垢、腐蚀以及滋生微生物等现象,所以结垢、腐蚀和微生物并称为电厂循环冷却水系统的三大危害。而微生物能促进污垢沉积,造成金属的局部表面缺氧,形成氧的浓差电池,引起金属腐蚀,同时微生物在繁殖过程中分泌的黏稠液体与周围的泥砂、无机物、尘土等组成的软泥性沉积物黏附在换热器、冷却塔壁上,导致小管道堵塞、大管道流量减少、流速减慢、传热效率降低等不良后果。另外,病原微生物会在冷却塔周围随着风吹泄漏,增大对人体健康和环境污染的风险。因此,循环冷却水需经过杀菌处理。

  电厂循环冷却水中的主要微生物影响因子为异养菌。对循环冷却水中的异养菌数量进行检测,发现该值在夏季高达1×106 mL-1,冬季约为1×104 mL-1,平均为1×105 mL-1,大于《工业循环冷却水设计规范》(GB 500502007)所规定的间冷开式系统允许值1×105 mL-1。因此可以认为循环冷却水中的异养菌为主要影响菌类,是对循环冷却水进行杀菌处理的主要对象。

  磁场对于磁性物质和带电物体会产生力的作用,生物体一般情况下或多或少带有各自的生物电或者含有磁性物质。有研究者认为,磁场对细胞作用的靶点为细胞膜系统,磁场通过影响带电粒子跨膜转运,影响跨膜信息传导、细胞膜流动性,或直接作用于细胞膜离子通道,影响细胞的各种生理功能,从而影响生物体的代谢过程。磁场对微生物生长的影响较复杂,通常较强的磁场强度会抑制微生物的生长,而弱磁场对微生物生长可能有促进作用,不同种类微生物其磁效应的结果亦不同。

  细胞在磁场作用下会产生电磁生物效应,主要表现在:一方面细胞在磁场下运动时,如果细胞所做运动是切割磁力线的运动,通过其中的磁通量会发生变化并产生感应电流,这个电流的大小、方向和形式是对细胞产生生物效应的主要原因。当接通电源的时候会产生瞬变的磁通,在细胞内激励起感应电流,此感应电流与磁场相互作用的力密度可以破坏细胞正常的生理功能。另一方面,在磁场下细胞中的带电粒子尤其是质量小的电子和离子,由于受到洛仑兹力的影响,其运动轨迹常被束缚在某一半径之内,磁场越大半径越小,导致细胞内的电子和离子不能正常传递,从而影响细胞正常的生理功能。

  由于地球上的生物体总是生活在一定的磁场环境中,其周围磁场强度的改变对生物体生长、发育以及繁殖过程等有一定潜在性影响。为了验证变频脉冲磁场对微生物的影响,笔者针对磁场方向与水流方向平行的情况,设计了固定频率与扫频频率2 种频率下的杀菌实验,以探索频脉冲磁场对循环水中微生物的影响。

  实验装置由DDS 信号发生器、CS501-SP 超级数显恒温器、电磁线圈、水流调节阀、喷头及连接水管组成。DDS 信号发生器由合肥达春电子有限公司生产,采用直接数字合成技术,具有频率精度高及频率扫描和幅度扫描功能;CS501-SP 超级数显恒温器由重庆慧达试验仪器有限公司生产,此设备为循环水加温和驱动循环装置,内置50 W 循环水泵,水槽容积16 L,外接塑料水软管后,可实现水体的动态循环流动; 电磁线 mm 的铜漆包线 mm 的塑料线 匝组成,线 ,实验时电磁线圈套在连接水管外,使水流经过线圈内的磁场,磁场方向为东西方向,与地磁场在水平面上垂直。实验装置如图 1 所示。

  实验采用横向对比法,同时连接2 台动态模拟实验装置,2 台装置处在相同环境下,1 台做杀菌实验,1 台做参照对比实验。实验用水采集自电厂的循环冷却水,分析水样流经线圈前后水中异养菌的数量变化。异养菌测定采用琼脂平板计数法,每次读数取3 个平板作平行,每次检测重复2 次,以杀菌率衡量杀菌效果,即处理后致死的细菌数与原水细菌数的比值。实验运行时间持续12 h,间隔1 h 取样分析。

  实验中设置输出电压10 V、循环水单次通过线 ℃,波形为脉冲方波(占空比90%)。

  由表 1 可看出,在不同频率下,其杀菌率有一定的起伏变化,这是因为循环冷却水中微生物种类繁多,每种微生物都有自己固有的杀菌频率,所以不同频率下杀菌效果不同。当脉冲频率为17 kHz 时,杀菌率达到最大值,为74.24%。

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