电厂汽机循环水处理包括两个部分,一是向冷却塔内投加水质稳定剂,以防止凝汽器铜
管的结垢和腐蚀,二是向冷却塔内投加杀菌灭藻剂,消除循环水中的菌类,以防止因藻类植
物的生成污堵凝汽器铜管而影响汽轮机的安全经济运行。传统的杀菌灭藻剂主要是氯气、氯
制剂、戊二醛等,他们属有毒物质,投放在水中虽然能起到杀菌作用,但容易造成排水致癌
物质增多而引起二次污染;像臭氧、溴类杀生剂虽不具毒性,但价格昂贵,使用不经济,不
现实。随着中国加入 WTO,对环保要求的日益提高,寻找一种具有安全、高效、广谱、无
毒的杀菌剂,势在必然。
稳定性二氧化氯是目前公认的一种安全、高效、广谱、无毒的杀菌消毒剂,被世界卫生
组织(WHO)、美国环保署(EFA)等权威机构确认为第四代 AI 级消毒剂,已在化工厂、
合成氨厂、炼油厂等行业的循环冷却水处理中得到广泛的应用。
1 稳定性ClO2杀菌剂特性
1.1 ClO2的性质
ClO2是一种黄绿色的气体,沸点 11℃,气态ClO2与Cl2 有类似的性质,并且极不稳定,
是一种爆炸性气体,但其在水中比较稳定,通常在水中的溶解度为 6~8g/l(4℃) ,是氯气
溶解度的 5 倍。ClO2在水中不分解、不聚合,因此水的PH值对ClO2杀生效果没有多大影响,
所以在高PH值时,ClO2的杀生效果比氯气更有效。
1.2 ClO2的杀菌机理
用ClO2 杀菌具有剂量少,作用快,效果好的优点。它的杀生能力是氯气的 3~5 倍。ClO2
具有双重氧化作用,它能释放次氯酸分子和新生态氧实现强氧化作用,使病菌、病毒蛋白质
中的氨基酸氧化分解来达到灭菌的效果。在氧化过程中不伴随有氯化作用,因而不会像氯气那样产生卤代烃等有机致癌物质,不会造成水的二次污染。
1.3 稳定性ClO2 杀菌剂特性
ClO2 虽杀菌效果优异,但因为它的性质极不稳定,给生产储运和应用带来极大不便,
往往只能现场生产,现场使用,因此不适宜在工业循环冷却水系统中应用。稳定性
ClO2的发明解决了这些困难。 稳定性ClO2是通过稳定剂使ClO2在水中稳定, 并且通过碱处理使ClO2
在水中的含量尽量提高,以便于生产储运和应用。使用时只需活化剂活化即可,操作十分
方便,稳定性二氧化氯是一种无色、无味、无臭、无毒、无腐蚀性的透明液体,不易燃、
不易挥发,在-5~95℃下质量稳定不易分解,常温、避光可保存一年。
2 稳定性ClO2在鞍钢新钢铁齐矿热电分厂汽机循环水处理中的应用
2.1 问题的提出
齐大山铁矿热电分厂汽轮机运行 3 年, 在 2001年 5~6 月发现在冷却塔内有藻类植物生
成,此类植物在水的循环过程中被带入凝汽器铜管,在铜管内壁形成藻类植物粘泥,这种粘
泥的热阻甚至比钙、镁水垢更大,将影响凝汽器热交换及冷却效果,导致凝汽器端差升高和
真空下降,非计划停机和维修费用的增加,直接影响汽轮机的出力和电厂的经济运行,并引
起铜管的腐蚀。为解决上述问题,我厂于 2001 年 6 月中旬提出向汽机循环冷却水中投加杀
菌灭藻剂—稳定性二氧化氯的建议并得到鞍钢新钢铁公司、矿及分厂领导的高度重视和充分
肯定,确定用鞍山市某化工有限责任公司生产的稳定性ClO2进行试验。
2.2 静态抑菌试验
鞍钢新钢铁公司委托鞍钢设计院环保研究所于 2001 年7 月2日至 7 月12日, 按照中国
化工部制定的《水和废水标准检验法》标准,开展静态抑菌试验,试验用的细菌富集水是由
齐矿热电分厂汽机循环冷却水(PH值为 8.5)进行富集而成,稳定性ClO2浓度>2% ,投加浓
度为 70mg/L,杀菌剂投加10分钟后取样检验。试验结果见表1
结果表明,我厂循环冷却水中菌类超标(标准要求细菌总数小于1000个/ml), 经稳定性ClO2处
理后各种细菌数量明显减少,细菌总数在标准以内,说明稳定性ClO2具有与ClO2同样强的杀
生能力,是一种性能优异的氧化性杀菌剂,杀菌效果良好,适用于齐矿热电分厂汽机循环冷却水系统。
2.3 工业应用试验
根据静态抑菌试验结果及有关资料介绍,稳定性ClO2具有与膦系水稳剂配伍使用能力的
结论,我厂于 2001 年 8 月至 10 月进行稳定性ClO 工业应用试验。
2.3.1 试验方案
每两天加药一次,根据我厂循环冷却水系统保水量为 2443M ,投加浓度为 70mg/L计算
得出每次投加 175kg稳定性ClO2及相同数量的活动剂。加药方式是用固定在冷却塔旁的加药
装置进行稳定性ClO2活化,活化时间为 20 分钟,之后打开排药阀,控制阀门开度,以
670ml/min的流量把活化液均匀地加入冷却塔中。
2.3.2 实验室化验项目:
a. 由鞍钢设计院环保研究所于 10 月9 日和10月31 日各取循环冷却水样一次,进行细
菌检测。
b. 由新钢齐矿热电分厂化学车间安装腐蚀指示片,监测凝汽器铜管腐蚀情况。
c. 加药当天,分四次取循环冷却水样,检测 PH值。
d. 正常进行每天一次的循环冷却水磷含量的检测。
2.3.3 试验结果
a. 10 月 9 日、10 月 31 日细菌检测结果见表 2
上表可以看出,我厂循环冷却水采用稳定性ClO2处理后,细菌总数明显减少,并达到小于
1000 个/ml的标准, 稳定性ClO2杀菌效果快速、高效,达到了我们预期的结果。
b. 挂片测试结果见表 3
结果表明,我厂循环冷却水投加ClO2后对铜管腐蚀速率很小,未影响水稳剂的缓蚀作用。
c. 从我们到对循环冷却水PH值及磷含量的测试结果看:PH值在 7.94~9.20 之间波动,未
发生PH值低于 7 的情况;有机磷含量未因投加ClO2而急剧消耗,每天均维持在大于 2mg/L
的标准水平。说明ClO2完全可以与膦系水稳剂配伍使用。
3 稳定性ClO 在电厂汽机循环冷却水处理中的应用前景
鞍钢新钢铁齐大山铁矿热电分厂汽机循环水冷却水用稳定性ClO2处理的工业应用试验
是成功的,ClO2可以与膦系水稳剂配伍使用达到杀菌灭藻、阻垢缓蚀的作用。ClO2还能将水
中少量S
2-
、SnO2
2-
、AsO2
2-
、NO2
-
等还原性酸根离子以及他们与酚类,CN
-
形成的络合物除去,
对环境保护大有益处。总之,稳定性ClO2是一种安全、高效、广谱、无毒的杀菌剂,使用方
便、安全,具有杀菌效果好、用量少、作用快、环保的特点,在电力行业的汽机循环冷却水
处理中具有广阔的应用前景。 |