冷却水中金属腐蚀影响因素

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1、冷却水中金属腐蚀影响因素摘要：在冷却水系统的正常运行以及化学清洗过程中，金属常常会发生不同形态的腐蚀，根据金属腐蚀的理论知识，通过观察试样或腐蚀设备的腐蚀形态，再配合一些其他方法，人们常常找出产生腐蚀的原因和解决腐蚀的措施。关键词：冷却水；金属腐蚀；硬度；金属离子；悬浮固体分类号：U664.81+4文献标识码：A1.2阴离子1.3硬度1.5溶解气体温度升高，水中溶解氧的扩散系数增大，能使更多的溶氧扩散到金属表面的阴极区，即腐蚀过程加速，另一方面，温度升高使水中溶解氧减少，从面又使金属腐蚀速度降低。在密闭系统中，金属的腐蚀随温度的升高而加快。敞开系统中，在2

2、0-77°C的温度区域内，以氧的扩散速度起主导作用，因此腐蚀速度随温度的升高而加速，但到77°C后，腐蚀速度随温度升高而下降，因为此时水中的氧的减少的影响占主导地位。2二级处理出水回用作循环冷却水的可行性：城市污水经常规的二级处理后尽管可除去大部分的有机物，但与天然水相比，出水中的COD、氨氮浓度仍较高（浓度为10_12mg/L，大大超过了冷却水水质要求的氨氮〈lmg/L），若再采用常规的深度处理（如折点加氯、空气吹脱、生物法等处理）[1],不仅提高了回用水的成本，还增加了环境污染。为此，以城市污水厂的二级处理出水为原水，进行了动态模拟试验，以研究二级处理

3、出水直接回用于循环冷却水系统时氨氮和C0D的变化，探索其直接回用作循环冷却水的可行性。2.1试验装置及试验水质试验说明试验开始时取城市污水厂二级处理出水置入系统进行调试（控制浓缩倍率在2-3左右），试运行30d后开始试验研究。试验时，首先排尽试运行时的水样，加入城市污水厂二级处理出水、调节流量和控制冷却水在进、出冷却塔的温度，进行启动试验和不同浓缩倍率试验，其试验条件：Q=0.06L/s；水浴锅温度为55°C;冷却水进塔温度为40°C;冷却水出塔温度为32°C;旋转器速度为80r/min;排污时间为6h。2.2氨氮在不同浓缩倍数下的变化在不同的浓缩倍率下进

4、一步研究氨氮在冷却水系统的积累。尽管冷却水的浓缩倍率不断提高，但氨氮的浓度仍维持在2mg/L左右，其不随浓缩倍率的增加而增加。氨氮浓度降低而亚硝酸盐氮的浓度在提高。维持浓缩倍率为2.5和2.8、系统运行2-3d后分别测得冷却水中硝酸盐氮的浓度为18.55mg/L和20.llmg/L,此时的亚硝酸盐氮的浓度为2.52mg/L和2.85mg/L。由下式可以计算出：硝化作用转化率n=（循环冷却水中硝酸盐氮浓度-补充水中硝酸盐氮浓度）/［补充水中氨氮浓度X浓缩倍率（k）］X100%；解吸作用转化率ti=1-硝化作用转化率n-亚硝酸转化率11。因此当k=2.5时，硝

5、化转化率H=58.6%,亚硝酸转化率ti=8.3%,解吸作用转化率n=33.1%（上式中不计生物转化吸收），此时可以计算出循环冷却水系统中的硝化作用为60%左右，解吸作用则为30%左右，而生成的亚硝酸为10%左右。针对以上试验结果，究其原因主要为：冷却塔的温度长期保持在25-40°C,使得氨氮在冷却水系统中易于挥发；而这个水温也恰是亚硝酸菌和硝酸菌的最适宜温度范围（亚硝酸菌最佳生长温度为35°C，硝酸菌最佳生长温度为35-42°C）,且pH值为8.0左右时很适宜硝化菌的活动；供氧量充足，据计算，在冷却塔内冷却水与空气的接触足可以使冷却水中的溶解氧迗到饱和状

6、态，这些均有利于硝化作用，结果使得冷却水中氨氮的浓度迅速降低。结合生物的生长曲线还可进一步了解到微生物生长初期为对数增长期，即硝化菌以几何级数形式增加，其结果为试验初期冷却水中的氨氮以指数形式下降。在冷却水系统中，由于受各种因素的制约（如系统的杀菌等影响），使得生物量增加到最大值时，将处于稳定状态，这也与微生物的生长曲线相符，其结果使得冷却水中的氨氮浓度维持于稳定状态，表现为冷却水中的氨氮浓度不随浓缩倍率的变化而变化。在动态试验中，尽管城市污水厂的二级出水中氨氮浓度较高（通常NH4-N在10-20mg/L）,但由于冷却塔的吹脱作用、硝化作用和微生物转化吸收

7、作用，使得氨氮在冷却水系统中维持在2mg/L左右，且不随时间和浓缩倍率的增加而积累。同时由硝化作用产生的N0-3也大大降低了氨氮对铜的腐蚀影响。2.3COD变化C0D在循环冷却水系统中的变化。随着系统运行时间的增加，冷却水中COD浓度并没有提高，而维持在稳定状态。从浓缩倍率与C0D的关系中（5）可进一步了解到，尽管浓缩倍率从1.5提高到3左右，但其COD值并没有明显增加，而与补充水中的相近。这说明了在循环冷却水系统中，由于冷却塔起到了一个“生物过滤塔”作用，除转变冷却水中的氨氮外，还可降解补充水中的有机物，使得冷却水中的C0D值保持不变，这也降低了COD对

8、系统造成的腐蚀、结垢等不良影响。结语①由于冷却塔的作用，使得城市污