电厂冷却水循环利用水处理方法

来源: 铭源凯德过滤设备（北京）有限公司

    电厂冷却水在循环利用过程中由于盐类浓缩作用，造成凝汽器铜管内易发生结垢、腐蚀以及滋生微生物等现象，所以结垢、腐蚀和微生物并称为电厂循环冷却水系统的三大危害。而微生物能促进污垢沉积，造成金属的局部表面缺氧，形成氧的浓差电池，引起金属腐蚀，同时微生物在繁殖过程中分泌的黏稠液体与周围的泥砂、无机物、尘土等组成的软泥性沉积物黏附在换热器、冷却塔壁上，导致小管道堵塞、大管道流量减少、流速减慢、传热效率降低等不良后果。另外，病原微生物会在冷却塔周围随着风吹泄漏，增大对人体健康和环境污染的风险。因此，循环冷却水需经过杀菌处理。
    电厂循环冷却水中的主要微生物影响因子为异养菌。对循环冷却水中的异养菌数量进行检测，发现该值在夏季高达1×106 mL-1，冬季约为1×104 mL-1，平均为1×105 mL-1，大于《工业循环冷却水设计规范》(GB 50050—2007)所规定的间冷开式系统允许值1×105 mL-1。因此可以认为循环冷却水中的异养菌为主要影响菌类，是对循环冷却水进行杀菌处理的主要对象。
    1变频脉冲电磁场杀菌原理
磁场对于磁性物质和带电物体会产生力的作用，生物体*般情况下或多或少带有各自的生物电或者含有磁性物质。有研究者认为，磁场对细胞作用的靶点为细胞膜系统，磁场通过影响带电粒子跨膜转运，影响跨膜信息传导、细胞膜流动性，或直接作用于细胞膜离子通道，影响细胞的各种生理功能，从而影响生物体的代谢过程。磁场对微生物生长的影响较复杂，通常较强的磁场强度会抑制微生物的生长，而弱磁场对微生物生长可能有促进作用，不同种类微生物其磁效应的结果亦不同。
   细胞在磁场作用下会产生电磁生物效应，主要表现在：*方面细胞在磁场下运动时，如果细胞所做运动是切割磁力线的运动，通过其中的磁通量会发生变化并产生感应电流，这个电流的大小、方向和形式是对细胞产生生物效应的主要原因。当接通电源的时候会产生瞬变的磁通，在细胞内激励起感应电流，此感应电流与磁场相互作用的力密度可以破坏细胞正常的生理功能。另*方面，在磁场下细胞中的带电粒子尤其是质量小的电子和离子，由于受到洛仑兹力的影响，其运动轨迹常被束缚在某*半径之内，磁场越大半径越小，导致细胞内的电子和离子不能正常传递，从而影响细胞正常的生理功能。
   2磁场方向与水流方向平行的杀菌实验
由于地球上的生物体总是生活在*定的磁场环境中，其周围磁场强度的改变对生物体生长、发育以及繁殖过程等有*定潜在性影响。为了验证变频脉冲磁场对微生物的影响，笔者针对磁场方向与水流方向平行的情况，设计了固定频率与扫频频率2 种频率下的杀菌实验，以探索频脉冲磁场对循环水中微生物的影响。
2.1 固定频率的杀菌实验
2.1.1 实验装置
实验装置由DDS 信号发生器、CS501-SP 超*数显恒温器、电磁线圈、水流调节阀、喷头及连接水管组成。采用直接数字合成技术，具有频率精度高及频率扫描和幅度扫描功能;CS501-SP 超*数显恒温器由试验仪器有限公司生产，此设备为循环水加温和驱动循环装置，内置50 W 循环水泵，水槽容积16 L，外接塑料水软管后，可实现水体的动态循环流动; 电磁线圈由线径0.83 mm 的铜漆包线在直径25 mm、长90 mm 的塑料线架上密绕1 000 匝组成，线圈电感12.86 mH，电阻4.8 Ω，实验时电磁线圈套在连接水管外，使水流经过线圈内的磁场，磁场方向为东西方向，与地磁场在水平面上垂直。

3结论
(1)低频脉冲电磁场既能抑制循环水中异养菌生长，也能刺激异养菌繁衍，杀菌率在-107.69*到 82.64*间波动，其中脉冲频率是关键参数，只有通过实验筛选出有效的频率范围，才能取得较好杀菌效果。
(2)无论磁场方向与水流方向平行或垂直，在实验中均设置磁场方向与地磁方向垂直，*大杀菌率均能达到70*以上。主要原因是磁场方向扰乱了微生物自身的生物磁效应，影响了微生物的内外部特性及新陈代谢功能，微生物受到抑制，达到灭菌目的。
(3)扫频状态下的杀菌率要比固定频率好*些，这是因为水中的异养菌不仅生长繁殖快，而且种属较多，当使用固定频率时，某*频率的电磁波只对特定细菌具有杀灭和抑制作用，对于其他细菌作用效果较差。实验中可以观察出当磁场方向与水流方向平行时，扫频脉冲波杀菌实验的杀菌率达到 82.64*，比固定频率的杀菌率74.24*效果要好;当磁场方向与水流方向垂直时，扫频脉冲波的杀菌率可达78.09*，也比固定频率下的70.31*高*些。所以对循环冷却水中的异养菌进行电磁场杀灭处理时，首先应确定有效的扫频范围，在该范围内才能达到较好的杀灭效果。