煤化工废水生化处理后二沉池出水回用的腐蚀特性研究

摘要

煤化工废水产生量大，将其进行回用是解决水资源短缺的有效途径。然而高成本的深度处理使得污水回用不占经济优势。将煤化工废水二沉池出水直接用作水质要求较低的循环冷却水，可实现经济与环境双重目的。水质问题会导致循环冷却系统腐蚀。研究煤化工废水生化处理后二沉池出水作为循环冷却水时的腐蚀规律，考察水质在循环冷却过程中的变化情况，将有助于解决循环冷却过程的腐蚀问题，实现污水回用。
　　本文主要通过腐蚀挂片实验，研究煤化工废水二沉池出水中特征离子及污染物对碳钢材质的腐蚀速率影响，找到该水样腐蚀控制性因素；有菌和灭菌两种条件下，对碳钢、316不锈钢、H61黄铜挂片进行电化学测试，分析微生物的存在对金属腐蚀的影响规律；通过动态模拟实验，确定该实验水质的极限浓缩倍率，研究实验水质随时间变化规律，为浓缩倍率的确定提供理论依据。
　　水质因素影响碳钢的腐蚀，NH4+是最主要的腐蚀性离子，其次为SO42-和Cl-；TDS和SS增大加剧碳钢腐蚀；流速对腐蚀的影响比溶解氧大；COD能起到一定的缓蚀作用；根据SEM及EDS分析结果，碳钢在煤化工废水二沉池出水中发生点蚀，腐蚀产物主要成分为Fe和O，还有少量的S。
　　电化学测试显示煤化工废水二沉池出水中微生物的存在不改变金属的腐蚀电位、腐蚀电流密度及腐蚀速率随时间的变化规律；微生物的作用加剧了不锈钢和碳钢的腐蚀，初期对黄铜表现出一定的缓蚀作用；微生物促蚀率不锈钢为19.76％，黄铜为4.95%，碳钢为9.72%，微生物对不锈钢的腐蚀影响最大。
　　动态模拟实验确定该二沉池出水的极限浓缩倍率为3.328，存在回用潜力。循环冷却水浓缩过程中，NH4+浓度呈下降趋势，HCO3-积累速度缓慢，Ca2+、COD、SO42-的浓缩倍率均小于系统浓缩倍率，并且循环冷却系统中存在微生物滋生。

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第1章 绪 论

1.1 课题来源

1.2课题研究背景

1.3 国内外污水回用研究及应用现状

1.4 污水回用作循环冷却水的研究现状

1.5 再生水回用存在的腐蚀问题

1.6 课题研究意义

1.7 课题的研究目的及主要研究内容

第2章 实验材料与方法

2.1 实验试剂与仪器

2.2原水水质分析

2.3 循环冷却设备材质腐蚀的评定方法

2.4 静态挂片实验

2.5 动态模拟实验

第3章 生化处理后二沉池出水水质对腐蚀的影响

3.1引言

3.2 无机离子的影响

3.3 正交试验

3.4 TDS和SS对碳钢腐蚀速率的影响

3.5 溶解氧和流速

3.6 有机物对碳钢腐蚀速率的影响

3.7 挂片腐蚀表征

3.8 主要腐蚀性离子对碳钢腐蚀的极化曲线分析

3.9 本章小结

第4章 二沉池出水中微生物对腐蚀的影响

4.1 引言

4.2 极化曲线分析

4.3 交流阻抗谱分析

4.4 本章小结

第5章 二沉池出水用作循环水的动态模拟实验

5.1 引言

5.2 极限浓缩倍率的确定

5.3 浓缩倍率对节水减排率的影响

5.4 水质变化情况

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

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