汽车基地再生水回用于铜管循环冷却热交换系统工艺研究

摘要

再生水既可以解决水资源危机，也能有效的保护环境，它将成为未来工业用水的趋势。国内外对再生水回用于循环冷却水的相关研究较多，但再生水回用于铜管热交换系统工艺研究却鲜有报道。再生水回用于循环冷却水过程中常出现结垢、腐蚀、微生物滋生等问题，而在使用铜管热交换系统时，冷却水中的NH4+-N更易腐蚀铜管。本课题针对东风公司襄阳热电厂铜管热交换循环冷却系统安全使用再生水的要求，采用合理的工艺，对20％的生活污水和80％的生产废水混合型二级出水进行深度处理，使达标后出水作为铜管热交换循环冷却系统的循环冷却用水，以期为该项目提供设计和运行参数。
　　试验采用“两级曝气生物滤池+平流沉淀池+超滤膜+消毒”的中试装置，研究了工艺对污染物的去除效果、最优运行工况和最高负荷量，以及外加碳源对反硝化除氮效果的影响。同时，采用旋转挂片小试试验，评价铜管在不同氨氮浓度下的腐蚀年限，以及不同因素对铜片腐蚀的影响。研究结论如下：
　　（1）该工艺对COD、NH4+-N、TN和硝氮的平均去除率分别为71.99％、96.94％、16.00％和8.11％，出水COD<27.23mg/L、NH4+-N<0.36mg/L、TN<15mg/L；两级曝气生物滤池对TP去除不稳定，在平流沉淀池前投加30 mg/L十二水硫酸铝钾溶液时，总磷去除率为88.75％，稳定在0.5 mg/L以下，水质能够稳定满足铜管热交换系统回用标准，其他重金属等指标也均能满足再生水回用标准。
　　（2）中试的最佳运行条件为：进水量为1.0m3/h，气水比为1:1，反硝化滤池投加18 mg/L无水乙酸钠溶液，平流沉淀池投加30 mg/L十二水硫酸铝钾溶液，24小时反冲洗一次。
　　（3）外加碳源试验研究表明：投加无水乙酸钠优于不投加任何物质对氮的去除效果，不投加任何物质优于投加10％原水（污水厂进水）对氮的去除效果。
　　（4）铜管腐蚀速率随着NH4+-N浓度的增加呈上升的趋势，当使用铜管热交换系统时，若以铜管腐蚀损失20％为更换新铜管为前提，NH4+-N为0.5mg/L时，铜管的寿命为10年；NH4+-N为1.0 mg/L时，铜管的寿命为6年；NH4+-N为2.0mg/L时，铜管的寿命为2年，建议使氨氮浓度<0.5 mg/L，以延长铜管寿命。
　　（5）铜管腐蚀影响显著性因素的顺序为：pH>NH4+-N浓度>曝气量>温度，铜片腐蚀最小的试验条件为温度25℃，曝气量0 L/h，pH9，NH4+-N浓度0.5 mg/L。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究概况

1.3 研究目的、意义和内容

2 实验材料与方法

2.1 试验材料与方法

2.2 分析项目及方法

3 污染物去除效果研究

3.1 工艺对污染物去除效果研究

3.2 温度对去除效果影响

3.3 进水量对去除效果影响

3.4 曝气量对去除效果影响

3.5 外加碳源对氮去除效果影响

3.6 本章小结

4 铜管腐蚀实验研究

4.1 氨氮浓度对铜管腐蚀速率影响

4.2 温度、pH、曝气量及氨氮浓度对铜管腐蚀影响

4.3 水质对铜管腐蚀影响

4.4 本章小结

5 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

致谢

参考文献