以再生水为补给水的电厂循环冷却系统内磷的迁移转化和调控机制研究

It is an important measure that reclaimed-water is used as makeup water in power plant cooling system. Phosphorus in reclaimed water is a key factor on scaling, corrosion and biofouling in cooling system. There is no uniformis conclusion on impact of phosphorus on the three question.And controlling measures is a lack.Therefore, study on transformation and controlling mechanism of phosphorus in power plant cooling systems using municipal reclaimed-water as makeup water is very necessary. The influence of temperature,water velocity and circulation ratio on regulation of migration and transformation of phosphorus in cooling system will be investigated. Chemical equilibrium modeling using MINEQL+ will be performed to estimate reasonableness of the above regulation.The impact mechanism will be clarified. The effect of migration and transformation of phosphorus on scaling, corrosion and biofouling will be investigated to identify the favorable and unfavorable transformation.Then the influence of quality of makeup water, systemic parameters and phosphonate addition on migration and transformation of phosphorus will be studied to discover the major factors, which will provide theoretical basis for controlling measure. The reports on migration and transformation of phosphorus in cooling system is few.Thus the project is new and forward-looking.

城市再生水用作电厂循环冷却水是节水的重要举措，再生水中的磷是影响循环冷却系统结垢、腐蚀和细菌滋生三大问题的重要因素，其影响研究尚无统一结论、缺乏调控措施。本项目拟以补给水（再生水）和药剂投加进入循环冷却系统中的磷为研究对象，考察循环冷却系统的温度、水流速度和循环倍率等运行参数对磷的迁移转化途径与规律的影响，利用化学平衡模拟软件（MINEQL+）对迁移转化过程的化学反应进行模拟，确保迁移转化途径的科学性，在此基础上阐明其影响机制。通过研究磷的迁移转化对系统结垢、腐蚀和细菌生长的影响机制，确定有利和不利的迁移转化；探究补给水水质条件、系统运行条件和含磷缓蚀剂的加入对有利或不利迁移转化的影响机制，确定主要因素，阐述拟定调控措施的机理；为再生水在电厂循环冷却系统的广泛应用奠定理论基础。目前国内外还未见循环冷却系统中磷的迁移转化的相关研究，因此本课题研究具有很好前瞻性和新颖性。

城市再生水用作电厂循环冷却系统的补给水是节水的重要举措，再生水中磷是影响循环冷却系统结垢、腐蚀和细菌滋生三大问题的重要因素，其影响研究尚无统一结论、缺乏调控措施。本项目以再生水和药剂投加两种方式进入循环冷却系统中的磷为研究对象，考察了循环冷却系统的温度、流速和循环倍率等运行参数对磷迁移转化途径与规律的影响，并在此基础上阐明了其影响机制。通过研究磷的迁移转化对系统结垢、腐蚀和细菌生长的影响机制，确定了有利和不利的迁移转化；探究了再生水水质条件、系统运行条件和含磷缓蚀剂的加入对有利或不利迁移转化的影响机制，确定主要因素，提出了调控措施。目的是为以城市再生水为补给水的循环冷却系统的安全运行提供理论依据。.研究发现，温度、循环倍率对有机磷和无机磷的迁移转化有着显著的影响，流速影响较小。温度升高会导致溶解态无机磷的迁移速率、迁移量和迁移率明显提升，并促进有机磷系药剂的分解转化，加重系统的结垢腐蚀，故运行温度不宜超过60℃；增大循环倍率，溶解态无机磷的迁移量和迁移率均呈上升趋势，但对运行周期结束后系统中稳定存在的无机磷含量无明显影响，同时循环倍率的增加会促进有机磷系药剂的分解，循环倍率为4时系统结垢量和腐蚀率相对最低，故循环倍率最高不宜超过4；流速对溶解态无机磷向固相中迁移的速率有一定影响，但对其迁移率无明显影响，同时对有机磷系药剂降解影响较小，综合考虑结垢和腐蚀情况，流速0.6m/s为最佳。.随后探究了水质条件和有机磷系药剂投加量的影响，增加单一无机磷或总硬度均使无机磷的迁移速率和迁移量增加，但受限制因子的影响，无机磷浓度增加后，其迁移率降低，而硬度的增加会促进有机磷系药剂的分解，加重系统的结垢腐蚀，故无机磷含量120mg/L(P=4)，硬度1470 mg/L(Ca=4)最佳。此外药剂投加量的增加会导致药剂有效利用率降低，故8 mg/L最佳。.课题利用多指标研究了再生水中磷的迁移转化规律，创新地探究出了循环冷却系统内颗粒态磷的测定方法，并考察了无机磷和有机磷系药剂及其迁移转化对系统结垢腐蚀的影响，得出相关结论，有望为再生水在电厂循环冷却系统的广泛应用奠定理论基础。