自来水的处理（六）

2.5.24 氨氮对循环冷却水的危害是什么？

回用水中的氨氮浓度会对循环冷却水系统产生不良影响，主要表现在：

① 氨氮和铜反应生成溶于水的铜氨络离子，加剧了循环水系统的管材特别是冷凝器铜管的腐蚀；

② 对循环冷却水系统的微生物繁殖起到促进作用；

③ 氨氮在循环冷却水系统中发生硝化反应时，会造成循环水pH的下降；

④氨氮是强还原性物质，易与氧化性杀菌剂发生反应，使得循环水系统的氧化性杀菌剂的用量加大。

根据《再生水用作冷却水的水质控制指标》（GB50335-2002）中的规定，用作循环冷却系统补充水的再生水中的氨氮浓度不得大于10mg/L；当循环冷却水系统为铜材换热器时，循环冷却系统水中的氨氮指标应小于1mg/L。

2.5.25 氨污染危害的控制方法有哪些？

（1）加大加氯机能力，快速通氯 通氯杀生时，氯既要杀灭微生物，又要氧化NO2-。

其中，氯氧化NO2-的速度实际上大于氯杀灭微生物的速度。为此，要达到彻底杀灭微生物的目的，只有快速通氯氧化NO2-才能达到。否则由于水中不断漏氨，低速通氯，水中的微生物扔在不断繁殖，产生NO2-，水中的余氯很难产生。解决氨污染危害时采用氧化性杀生剂（如液氨，次氯酸钠、次氯酸钙或漂白粉等次氯酸盐）的原则：大剂量、快速。

（2）使用非氧化性杀生剂 非氧化性杀生剂的作用与氧化性杀生剂不同。非氧化性杀生剂不与NO2-作用，可以绕开NO2-直接消灭各种微生物，包括亚硝酸菌等消化菌群。由于亚硝酸菌大部分被消灭，NO2-含量也自然地下降。如果接下来再使用氧化性杀生剂，则其效率会大大提高。因此非氧化性杀生剂很适合对付因氨污染造成的水质恶化。但由于经常使用的费用太高，所以各厂多支用来救急。常用的非氧化性杀生剂有SO8、S15、1227、洁儿灭、新洁尔灭、双氯酚、SM-103等。

另外非氧化性杀生剂一般都有很好的剥离性能，能够剥离系统中附着的大量黏泥，有利于黏泥排除系统外。

（3）加强监测，控制泄漏 发现漏氨时，就需对系统进行清查。但因连续长周期生产而不得停车更换或修复时，可采用就地排污的措施，即在泄漏水冷器的水出口排污以代替冷却塔排污。这样可以减少泄漏的氨进入系统。

2.5.26 为什么循环冷却水系统中会出现金属腐蚀现象？

冷却水系统中发生金属腐蚀的危害非常严重，腐蚀会引起设备停车影响生产、生产原料和产品流失、出现安全事故或发生环境污染等现象，经济损失巨大。冷却水中金属换热设备腐蚀组要由于化学、电化学和微生物等因素造成的。主要如下：

（1）水质的影响 金属受腐蚀的情况与水质关系密切。当水中溶解盐含量高，水的导电性增加时，腐蚀现象增加，所以海水的腐蚀性比淡水严重。当水中Cl-、SO42-的含量高时，水的腐蚀性也会增加。水中溶有氧化性的铬酸盐、钨酸盐、铝酸盐、硅酸盐、亚硝酸盐时，可起到抑制腐蚀的作用，然而同样具有氧化性的Cu2+、Fe3+、Hg2+、ClO-等离子则促使腐蚀进行。

（2）pH的影响 在自然界正常温度下，水的pH值一般在4.3~10之间。碳钢在这样的天然水中，表面上所接触的一层水常常被氢氧化亚铁所饱和，并在碳钢表面上形成氢氧化亚铁覆盖膜。此时碳钢腐蚀速率主要决定于氧通过氢氧化亚铁覆盖膜，扩散到碳钢表面上的去极化作用。当pH值低于4.3时，在碳钢表面产生氢的去极化作用，腐蚀速率会迅速加快。当pH值大于10以上、水呈碱性时，因此腐蚀速率变小。

另外，当pH偏酸性时，碳钢表面不易形成有保护性的致密的碳酸钙垢层，其腐蚀速率比pH偏碱性时要高些。

（3）溶解气体的影响 天然水中溶解的气体是二氧化碳和氧气。但由于环境的污染，当冷却水在冷却塔向下喷淋与逆流鼓入的空气相遇时，混入空气中的硫化氢、氨、氯等气体就会溶入水中。这些溶解的气体对水的腐蚀性影响很大。

（4）水温的影响 水温对金属腐蚀的影响，往往取决于氧的扩散速率。一般情况下，温度上升10℃，则腐蚀速率约增加30%。

（5）水流速度的影响   碳钢在冷却水中被腐蚀的主要原因是氧的去极化作用，而腐蚀速率又和氧的扩散速率有关，所以碳钢的腐蚀速率随着水流速度升高而加大。

（6）悬浮固体的影响。 空气中的灰尘、砂粒会通过冷却塔被带入冷却水中；补充水的浊度如控制不严，也会给冷却水系统带入悬浮固体。悬浮固体在系统中，特别是在低流通部位（如水走壳程），会发生沉积，这些沉积层是疏松多孔，因此，沉积层下部金属容易和周围金属形成浓差电池，造成局部腐蚀。

（7）微生物腐蚀 冷却水中滋生的微生物会直接参与腐蚀反应，除了这些微生物排出氨盐、硝酸盐、有机物、硫化物和碳酸盐等代谢物使水质组成发生变化而引起腐蚀外，最主要是由于铁细菌和厌氧的硫酸盐还原菌的存在所引起的腐蚀。

2.5.27 什么是均匀腐蚀？什么是局部腐蚀？

均匀腐蚀是指在所有金属表面上，腐蚀剧本上是均匀进行的。因此，测知腐蚀速率后，即可在设计设备时，预先留出一定量的腐蚀余量，使设备达到所要求的使用寿命，换句话说，就是使设备有足够的厚度。

局部腐蚀是指腐蚀仅在金属表面的个别区域上蔓延，其余的区域则不受腐蚀。点蚀、斑点腐蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀、应力腐蚀等均属局部腐蚀。

2.5.28 控制腐蚀的方法有哪些？

防止腐蚀的方法很多，但在冷却水系统中，最常用的是在冷却水中投加缓蚀剂。除此以外，在冷却水系统中，也采用电化学保护法，涂料覆盖换热器水侧管壁等方法。

（1）化学处理法-添加缓蚀剂 即在循环冷却水系统中加入低剂量的缓蚀剂，使金属的腐蚀受到抑制。缓蚀剂在水中的浓度一般保持在每升几毫克到几十毫克。是目前应用做广泛的经济实用方法。

缓蚀剂的缓蚀机理可从电化学腐蚀抑制和形成金属保护膜两个角度来看。从电化学腐蚀角度看，缓蚀剂抑制了阳极或阴极过程，在金属表面产生极化作用，使腐蚀电流减小，达到缓蚀作用。从成膜理论角度看，缓蚀剂在金属表面上形成一层难溶的保护膜，阻止了冷却水中氧的扩散和金属的溶解。

（2）提高运行pH值 提高循环冷却水系统运行的pH值可以降低碳钢的腐蚀速度。这是因为天然水中均含有一定量的碳酸氢盐及碳酸盐，pH值提高之后碳酸盐碱度提高了，容易在金属表面形成碳酸盐保护膜。同时当pH值达到8.0以上时，溶解氧就使碳钢表面生产一层钝化膜。由于循环冷却水在曝气和提高浓缩倍数时，水的pH值会自然增长，一般在8.0~9.5之间。故可尽量在自然pH值下运行，系统中可不加酸或少加酸。

（3）涂料覆盖法 这种方法是在碳钢换热器的传热表面或封头上涂上防腐涂料，形成一层连续的牢固附着的薄膜，使金属与冷却水隔绝，避免受到腐蚀。

（4）电化学保护法 阴极保护法。