城市污水厂出水中有机物对冷却水系统中金属腐蚀的作用

来源 :河南师范大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:sarah_zld
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目前国内外已有热电厂将城市污水处理厂的二级生化出水用作循环冷却水系统的补给水。然而,大多热电厂对城市污水生化处理出水进行深度处理之后再回用于循环冷却水系统。城市污水生化处理出水中含有微生物未降解的有机物和微生物代谢产物类有机物,这些有机物对于循环冷却水系统中的矿物结垢、微生物结垢和金属腐蚀具有潜在影响。基于城市污水生化处理出水中的有机物回用于循环冷却水系统产生的腐蚀问题,本实验通过浓缩和分离城市污水生化处理出水中的有机物研究了其腐蚀过程及机理。基于循环冷却水系统中的冷却水往往在循环使用的过程中会浓缩数倍(4-8倍),本实验中,把取来的实际水样在55℃条件下进行浓缩,分别达到不同浓缩倍数(2-5倍),考察城市污水生化处理出水在不同浓缩倍数条件下对碳钢、不锈钢、黄铜腐蚀行为的影响;采用DAX-8和XAD-4树脂对城市污水生化处理出水中的有机物进行分类分离,分离出疏水碱性有机物、疏水酸性有机物、弱疏水性有机物和亲水性有机物,考察分离出的不同种类有机物对碳钢、不锈钢、黄铜腐蚀行为的影响。利用动电位极化和交流阻抗谱技术,研究城市污水生化处理出水在不同浓缩倍数下和分离出的不同种类有机物对金属的电化学腐蚀行为。本研究主要结论如下:(1)城市污水生化处理出水中有机物在N80和Q235碳钢的腐蚀过程中的作用及其机理。对于N80碳钢,当水样中含有疏水酸性有机物、疏水碱性有机物、弱疏水性有机物和严格亲水性有机物时,容抗弧直径大,反应电阻大,腐蚀强度弱;腐蚀速率相对于对照水样的腐蚀速率依次减小了 41.4%、22.8%、18.2%、3.6%,其中,疏水酸性有机物缓蚀作用最强;对于Q235碳钢,当水样中含有疏水酸性有机物、疏水碱性有机物、弱疏水性有机物和严格亲水性有机物时,容抗弧直径大,反应电阻大,腐蚀强度弱;腐蚀速率相对于对照水样的腐蚀速率依次减小了 27.6%、21.2%、15.2%、12.3%,其中,疏水酸性有机物缓蚀作用最强。(2)城市污水生化处理出水中有机物在304和316不锈钢的腐蚀过程中的作用及其机理。对于304不锈钢,当水样中含有疏水碱性有机物、严格亲水性有机物、弱疏水性有机物和疏水酸性有机物时,容抗弧直径大,反应电阻大,腐蚀强度弱;腐蚀速率相对于对照水样的腐蚀速率依次减小了 25.8%、10.7%、4.2%、3.8%,其中,疏水碱性有机物缓蚀作用最强;对于316不锈钢,当水样中含有疏水酸性有机物、疏水碱性有机物、严格亲水性有机物和弱疏水性有机物时,容抗弧直径大,反应电阻大,腐蚀强度弱;腐蚀速率相对于对照水样的腐蚀速率依次减小了 46.4%、30.0%、28.4%、12.2%,其中,疏水酸性有机物缓蚀作用最强。(3)城市污水生化处理出水中的有机物在黄铜的腐蚀过程中的作用及其机理。当水样中含有疏水碱性有机物、疏水酸性有机物、弱疏水性有机物和严格亲水性有机物时,容抗弧直径大,反应电阻大,腐蚀强度弱;腐蚀速率相对于对照水样的腐蚀速率依次减小了 20.3%、19.2%、8.2%、7.5%,其中,疏水碱性有机物缓蚀作用最强。
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