直流式海水冷却水处理杀生剂的选用思考

詹耀双，高毓堂(沙角C电厂，广东东莞523936) 由于循环冷却水系统具有的特殊生态环境导致微生物在其中很容易繁殖。微生物的大量繁殖给冷却水系统带来许多危害，使系统传热效率降低，诱导金属腐蚀，严重时还可能造成管道堵塞。在实际运行系统中，最为直接有效的方法是投加杀生剂控制系统中的微生物。 在循环冷却水中投加的杀菌藻剂，应能满足以下要求：能有效的杀死或抑制所有微生物的生长与繁殖，特别是那些容易形成粘泥的微生物，如藻类、真菌、细菌等，即应该是一种广谱性的杀生剂，在循环水条件下，它易于分解或降解为无毒的物质；在使用剂量的条件下，能与投加的阻垢剂相容，不发生任何化学反应，不起副作用；在循环水运行pH 范围内，保持其抗氧化性和杀生特性；对微生物粘泥有穿透和分散能力；价格便宜、货源充足等。 l杀生剂的种类 1.1氧化型杀生剂 (a)氯：具有较强的氧化性，能够破坏细菌、真菌及藻类的酶系，是冷却水系统常用的广谱性杀生剂，具有价格低廉、杀菌力强、工艺简单、使用方便等优点。其缺点是有腐蚀性，杀菌作用缺乏持久性。另外，当冷却水中的余氯量为O.5～1mL时，氯不能穿透粘泥层，因此，余氯量控制非常严格。 (b)次氯酸钠：其杀菌机理和氯是相同的。 (c)二氧化氯：与水中有机物接触，能分解残留微生物的细胞结构，起到防止或除去粘泥的作用。它具有剂量小、作用快、杀菌力强等特点。缺点是沸点较低(1 1℃)，气体或液体均不能运输，必须配专门的发生器在现场制作和使用。 1.2非氧化型杀生荆 (a)氯酚：在循环冷却水系统中使用的是三氯酚和五氯酚，它们的杀菌灭藻效果非常好。 (b)季胺盐：是一种有机胺盐，具有阳离子型化合物的性质，由于它的杀菌性能及表面活性作用。穿透性强，是一种良好的杀生剂。其缺点是易与水中的阴离子型水处理剂发生反应，降低杀菌效果，且杀真菌效果差，当系统中霉菌、真菌较多时，要考虑与杀真菌效果好的杀生剂共同使用。 2海水冷却循环水的特点 直流式海水冷却系统的最大问题是软体类生物的污染。在沿海一带，由于海水的温度长年保持在一个较为稳定的水平，城市生活和工业污水的排放导致海水富营养化，这就给海水中的贝壳类等生物造成良好的生存环境。尽管循环水滤网会有效地阻止许多大的或成型的生物进入冷却水系统中，但是它们的卵、幼虫会在繁殖季节随海水大量涌入，一些生物如藤壶、蚌类等会滞留于系统中并长成成年贝类。产生污染的生物主要有绿贝、藤壶等。循环水入口隔栅及拦污栅上容易生长大量生物，造成堵塞；冷凝器也会被生物堵塞，造成进出口压差升高，降低机组效率，影响电网高度安全，造成极大经济损失；旋转滤网和循环水管道也易积聚大量绿贝及藤壶等，清理工作量极大，费用高。对于采用海水作为冷却水的海滨电厂来说，冷却水的供水一般都采用开放直流式的，这些贝壳类生物会随着海水一起进入的电厂的冷却水系统设备中，并且在流速较低的地方沉积下来，形成粘泥层和垢层。 3沿海某电厂直流式冷却系统的冷却水杀生剂选用 沿海某2x700 Mw 火力发电厂的循环水处理方式从加氯方式转变为非氧化性杀灭剂处理，以下从杀生剂的杀灭机理、效果、对环境影响、运行费用、安全性、投资费用等方面进行比较。 3.1循环水加氯处理的特点 (1)在水处理中，氯由于其具有高效、快速广谱、经济、物 源广、使用较方便等优点，受到人们的青睐，是目前用量最大的杀生剂，但加氯处理有明显不足，因为余氯最后也要进行处理。 (2)目前氯化处理，采用连续或间断方式投加氯气、次氯酸钠或电解海水产生氯气。这种方式对抑制细菌和幼虫的生长很有效，然而，这些氧化生物杀灭剂对于软体生物和其它微生物侵蚀的控制效率是有限的，因为生物能够感觉到氧化物的存在，并通过合拢它们的贝壳和减少呼吸活动来使其接触的氧化物最小化，间断加氯对藤壶、蚌类无效。 (3)氯在消毒过程中可使水中的有机物氯化，某些氯化的有机物如氯甲烷、氯酚类等有潜在的毒性。连续的氯化处理对水体产生巨大影响。一些研究报告指出：携带在直流式电厂冷却水中的50%～100%浮游动物和浮游植物的破坏都是由于典型的氯化处理造成的。 (4)由于氯气的腐蚀性强，其加氯设备的维护量大，其相应的冷却水系统的金属等腐蚀速度，增加设备的运行维护成本。 (5)由于氯气的剧毒性，运输和使用氯气都是比较危险的。更换氯气瓶以及进行设备的维修时不可避免地要接触泄漏出来的氯气，这对人体是有害的，发生氯气瓶泄漏事故其后果更加严重。 3.2非氧化性杀灭剂的使用特点 (1)非氧化性杀灭剂一般是季铵化合物。对于较大的有机体如藤壶、蚌类等，药品对金属和其它材料的膜化作用会在表面形成较高的浓度，对有机体产生刺激，并使它移动，同时被海水冲跑。同时，变得光滑的管道表面使其吸附变得困难。 (2)非氧化性杀灭剂的活性物质在环境中的生存是短期的，季铵盐是阳离子型的，容易为中性或阴离子型的基质物和沉积物所吸收，使季铵盐的毒性得到降解，从而对水环境和有益的微生物群不再构成危害。 (3)阳离子表面活性剂与氯气和其它氧化剂相比，具有许多环境、性能、成本方面的优点。 (4)少了排放到环境中的化学物品，同时，减少了对于冷却水携带的浮游生物的影响。 (5)在整个应用过程中，产品的浓度可以检测和验证。 (6)由于加药设备只需要计量泵、储存罐和管道，十分简单，投资少。 (7)药品的投入量通常与海水的温度、水质情况和海洋生物种类有关，通常建议使用的浓度如下：每5～30 d加药处理一次，连续投加5～24 h，投加浓度为3～8 mg/L。由于所需要的化学品大大减少，运行成本更低。当然，季胺盐由于使用时产生泡沫多，容易形成假水位，这是它的不足。 3.3杀灭剂使用效果比较 该电厂在加氯期间，由于加氯系统机械方面的原因，加氯量难以达到设计值，同时，也由于氯气对贝壳类海洋生物的杀灭效果较差的缘故，该厂机组循环水系统内的绿贝和藤壶在系统内繁殖严重；凝汽器压差过高(高达l50 kPa)会导致真空下降，机组出力降低。2003年2月停机进行检查时发现：许多凝汽器钛管已被堵塞，水室表面长满了绿贝和藤壶。如图l所示。 自2003年3月应用CTI300后，f}l机组凝汽器压差稳定，无升高趋势，在年终小修检查发现：凝汽器非常干净，钛管入口没有贝壳生长，水室大部分面积干净；凝汽器压差能达到设计要求(<l00 kPa，机组负荷不再受到影响，凝汽器的钛管和水室的海生物污染情况比应用CTI300之前有了极大的改善，见图2示。) 3.4经济性比较 目前该电厂采用了非氧化性杀灭剂CTI300对直流式海水冷却水进行处理，对软体生物类海生物如绿贝、藤壶等能起到100%的杀灭作用，对鱼无害，每年能够大幅度降低清理循环水系统的维护费用，同时，机?榈木眯砸驳玫搅颂岣摺８贸Р捎寐绕头茄趸陨泵鸺辆眯员冉霞韑。 4结束语 就循环水杀生剂而言，开发具有广谱、高效、低毒、性价比高、对环境友好的冷却水用杀生剂是今后发展的必然趋势。以氯气为杀生剂的循环水加氯设备泄漏频繁、易造成海生物污染，存在机组效率降低和设备可靠性问题。非氧化性杀生剂具(b)有广谱、高效、低毒、对环境友善、选择性好的特点，其最大优点是对贝类、蛤类、藻类等有独特的杀灭效果，对鱼虾类等影响非常小，试剂对设备没有腐蚀，加药设备简单，维护量极少。就这两种氧化型及非氧化型杀生剂来比较，非氧化型杀生剂具有明显的优势，是目前 代氯气作为杀生剂的最佳选择。当然，长期使用一种药剂，易使循环水中微生物对其产生抗药性，循环冷却水处理中最好是氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂交替使用，但这种方式对加药设备的投入费用及维护均有挑战，有待实践比较证明。