再生水循环冷却系统中无机磷的迁移转化研究

摘要

近年来，随着水资源问题的日益突出，再生水已成为电厂循环冷却水系统补给水的重要水源。再生水具有水质稳定、来源可靠且不需要长距离引水的特点，然而再生水复杂的水质条件导致循环冷却水系统将面临更加严峻的运行问题。再生水中的磷含量较高且存在形态多种多样，是影响循环冷却水系统结垢、腐蚀和微生物生长的重要因素之一。
　　本课题以模拟再生水中的无机磷为研究对象，考察无机磷的迁移转化规律以及运行条件和水质条件对其的影响。研究借鉴河床底泥中无机磷的 SMT连续提取法，建立了模拟系统内垢体中无机磷定量定性分析的 M-SMT法。通过分别测定溶解态无机磷和垢体中无机磷的具体存在形态及含量，同时分析系统内的结垢和腐蚀情况，总结循环冷却水系统中无机磷的迁移转化规律及其对系统结垢、腐蚀的影响。
　　研究结果表明，M-SMT连续提取法能够对模拟系统内垢体中的无机磷进行完全提取，回收率接近100%；不同形态无机磷可以得到完全分离。溶解态无机磷向垢体中的迁移主要受成垢离子积和相应难溶物溶度积的影响。运行条件中，温度是影响无机磷在液-固两相中迁移的主要因素，温度升高，难溶物溶度积降低，溶解态无机磷的迁移速率、迁移量及迁移率均明显上升。水质条件中，增加单一无机磷或硬度均使成垢离子积显著增加，因此，无机磷的迁移速率和迁移量增加，但受成垢阳离子浓度的影响，水中无机磷浓度增加后，其迁移率降低。磷酸盐沉积物是系统结垢的主要成分之一，系统结垢量与无机磷的迁移量在一定程度上呈正比。浓缩倍率由2提升到6，系统内无机磷迁移量增加了920 mg，同时系统内结垢量由2.85g增加到9.35g，结垢量上升明显。
　　不同条件对颗粒态无机磷的影响不同，运行条件中，随着流速的增大，弱吸附态磷含量呈下降趋势，而铝结合态磷含量逐渐上升；温度升高促进铝结合态磷向铁结合态磷和钙结合态磷的转化；提高浓缩倍率对4种形态无机磷的影响相同，其含量均有所上升，但占总颗粒态无机磷的比例无明显变化。水质条件中，随着无机磷浓度的增加，无机磷迁移至固相之中的量增加，且以形成弱吸附态磷和钙结合态磷为主；而系统中总硬度的增加，则有利于钙结合态磷的形成。系统内挂片的腐蚀率受系统结垢量、弱吸附态磷和铝结合态磷含量的综合影响。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题来源

1.4 研究内容及意义

第2章 模拟循环冷却水系统的构建及运行

2.1 模拟循环冷却水系统装置

2.2 系统运行方案

2.3 实验试剂与仪器

2.4 水质指标测定方法

2.5 结垢量和腐蚀率的测定

2.6 系统内垢体中无机磷的提取方法和优化

2.7 本章小结

第3章 运行条件对系统中无机磷迁移转化的影响

3.1 流速对系统中无机磷形态变化的影响

3.2 温度对系统中无机磷形态变化的影响

3.3 浓缩倍率对系统中无机磷形态变化的影响

3.4 本章小结

第4章 水质条件对系统中无机磷迁移转化的影响

4.1 无机磷浓度对系统中无机磷形态变化的影响

4.2 硬度对系统中无机磷形态变化的影响

4.3 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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