工 业 技 术1 影响因素：1.1 PH 值PH=-log［H +］PH 值是溶液中氢离子浓度的负对数值，它表征溶液的微酸碱的性质，PH=7，中性；PH<7，酸性；PH>7，碱性，因为许多化学反应都是在［H +］很小的条件下进行的，为了表示很小的浓度，避免用负指数的麻烦，通常用负对数来表示酸碱度，故引入PH 值的概念。
由此可见，冷却水的PH 值越小，酸性越大，对碳钢等金属在水中的腐蚀就会快一些，反之，会慢一些。
1.2 阴离子金属腐蚀速度与水中阴离子的种类有密切的关系，水中不同的阴离子在增加金属腐蚀速度方面的顺序为：冷却水中金属腐蚀影响因素程明新 贾 在 蓝树宏 张艳强（中国石油呼和浩特石化公司，内蒙古 呼和浩特 010000）摘 要：在冷却水系统的正常运行以及化学清洗过程中，金属常常会发生不同形态的腐蚀，根据金属腐蚀的理论知识，通过观察试样或腐蚀设备的腐蚀形态，再配合一些其他方法，人们常常找出产生腐蚀的原因和解决腐蚀的措施。
关键词：冷却水；金属腐蚀；硬度；金属离子；悬浮固体中图分类号： U664.81+4 文献标识码：ANO 3-<CH 3COO-<DO 42-CL-<CLO 4-冷却水中，CL -、Br -、I -等活性离子能破坏碳钢，不锈钢和铝等或合金表面的钝化膜。
而增加水中的铬酸根离子，亚硝酸根，硅酸根和磷酸根等阴离子则对钢有缓蚀作用，其盐类是一些常用的冷却水缓蚀剂。
1.3 硬度水中Ca 2+和Mg 2+之和称为水的总硬度，钙、镁离子浓度过高时，则会与水中的CO 32-、SO 42-硅酸根等结成水垢，引起垢下腐蚀。
少量的均匀的薄垢，又会起到一定的保护膜的作用。
硬水对金属的腐蚀性要比软水小得多。
1.4 金属离子·Na+、K+CF 金属和合金的腐蚀速度没有直接的影响·铜、银、铅等重金属离子对冷却水中钢、铝、镁、锌这几种常用的金属起有害的作用。
·酸性溶液中，Fe 3+是一种阴极反应的加速剂，在中性溶液中Fe 2+却可以抑制铜和铜合多的腐蚀。
·Zn 2+在冷却水中对碳钢有缓蚀作用，可作缓蚀剂使用。
1.5 溶解气体a） 氧：氧在中性水中（包括工业冷却水）对一些金属碳钢、铜和铜合金的腐蚀起着重要的作用，它会附着在金属表面上，起着阴极去极化剂的作用，促进金属的腐蚀，除去氧后，水就没有腐蚀性了。
但在铝的腐蚀过程中，水中的氧并不是一种腐蚀促进剂。
b） CO 2：等生产过程中排出的废水重金属污染物浓度平均为：汞008mg/L、锌315m1/L。
锰73mg/L，如果直接排放会对环境造成较严重的污染。
由于废水中含有几种重金属污染物，处理难度高，该厂针对水质制定出一套高效经济的废水治理方案。
3.1 工艺流程很多废水(如电池的含锌废水)经絮凝反应后能分离出大量的污泥，这些絮状污泥有一定的吸附能力。
针对重金属离子容易被吸附的特性，EWP 高效污水净化器利用Zn 在pH=8-9时能生成的Zn(0H)2絮凝沉淀物，在净化器内形成吸附过滤流化床，并添加重金属离子吸附剂GPC，对汞和其它重金属污染物进行吸附过滤，达到同时治理几种重金属污染物的效果。
废水从调节池自流至反应池，在反应池的入口与出口处分别加入三组药剂，再由进流泵将经过混凝反应的废水泵入净化器内处理，处理后的清水从顶部流出，污泥从底部排入污泥浓缩罐，经污泥浓缩罐及污泥贮罐浓缩后脱水运走。
3.2 工艺设备及主要构筑物设计参数(1)调节池 调节池有效容积为200m 3。
加设一个反应池。
(2)加药系统 Na 2S ：用量5×10-5用玻璃钢作溶药搅拌器配制成质量分数为5%的溶液；石灰：由固体加药机投加，用量由pH 自动控制器控制；重金属离子吸附剂GPC ：用量3×10，由固体加药机投加。
(3)主要设备 EWP 高效污水净化器共两套：EwP-10、EWP-20处理量分别为200m/d 和500m/d，污泥脱水机选用10m 的板框压滤机，污泥经脱水后外运至固废中心。
结语含重金属废水的处理要讲求实效，可概括为两个方面：( 1) 控制污染源, 尽量改革工艺, 实现少排放。
( 2) 使用重金属的生产过程中采用合理的工艺流程和完善的生产设备，实行科学的生产管理和运行操作，减少重金属的耗用量和随废水的流失量；在此基础上对数量少、浓度低的废水进行有效的处理。
处理以化学沉淀法为主, 适当辅以其他处理方法。
污水处理系统工程投入正常运行后，使得附近大量的陆源污水得到处理，消减了大量的排海污染物，使得整个海域海洋生态环境得到改善。
对整个近岸海域的海域生态环境的改善将起到积极的作用，同时对周边的环境和港区的开发建设也起到积极的促进作用，是正效益工程。
参考文献[1]王志军，岳远鑫，屈银龙等.污水处理实时监测系统[J].广东时报，2010(4)．[2]易晓民.污水处理自动化控制系统的应用[J].北京给排水，2008(1)．[3]郑志辉.中小型污水处理站的水泵装备及其运行方式的研讨[J].铁道勘测与设计，2003(5)．[4]黄志文.邯钢污水处理厂设计及应用[J].西南给排水，2007(3)．[5]林俊飞，李迎春.污水处理净化过程三维细胞自动机动态模拟[J].智能系统学报，20l1(5)．[6]叶远金，孙峰，蒙雪兰.三菱FX2N 系列PLC 在CASS 工艺污水处理自动控制系统中的应用[J].企业研究，2010(18)．[7]陈遵明.污水处理中自动化仪表设计及应用[J].自动化与仪器仪表，20l1(2)．工 业 技 术CO2溶于冷却水中，生成碳酸或碳酸氢盐，使水的PH值下降。
将有助于氢的析出和金属表面膜的溶解破坏。
c） 氨：往往是合成氨厂等在工艺系统泄漏时进入冷却水中，NH3会选择性地腐蚀铜，生成{Cu（NH3）4}2+络合离子，对铝、碳钢都没有腐蚀性，但会刺激氨化菌的繁殖。
d） CL2：氯会降低冷却水的PH值，增加的腐蚀性，CL-会促进碳钢、不锈钢、铝的局部腐蚀。
1.6 温度：温度升高，水中溶解氧的扩散系数增大，能使更多的溶氧扩散到金属表面的阴极区，即腐蚀过程加速，另一方面，温度升高使水中溶解氧减少，从面又使金属腐蚀速度降低。
在密闭系统中，金属的腐蚀随温度的升高而加快。
敞开系统中，在20-77℃的温度区域内，以氧的扩散速度起主导作用，因此腐蚀速度随温度的升高而加速，但到77℃后，腐蚀速度随温度升高而下降，因为此时水中的氧的减少的影响占主导地位。
2 二级处理出水回用作循环冷却水的可行性：城市污水经常规的二级处理后尽管可除去大部分的有机物,但与天然水相比,出水中的ＣＯＤ、氨氮浓度仍较高(浓度为10-12ｍｇ/Ｌ,大大超过了冷却水水质要求的氨氮<1ｍｇ/Ｌ),若再采用常规的深度处理(如折点加氯、空气吹脱、生物法等处理)［1］,不仅提高了回用水的成本,还增加了环境污染。
为此,以城市污水厂的二级处理出水为原水,进行了动态模拟试验,以研究二级处理出水直接回用于循环冷却水系统时氨氮和ＣＯＤ的变化,探索其直接回用作循环冷却水的可行性。
2.1 试验装置及试验水质试验说明试验开始时取城市污水厂二级处理出水置入系统进行调试(控制浓缩倍率在2-3左右),试运行30ｄ后开始试验研究。
试验时,首先排尽试运行时的水样,加入城市污水厂二级处理出水、调节流量和控制冷却水在进、出冷却塔的温度,进行启动试验和不同浓缩倍率试验,其试验条件:Ｑ=0.06Ｌ/ｓ;水浴锅温度为55℃;冷却水进塔温度为40℃;冷却水出塔温度为32℃;旋转器速度为80ｒ/ｍｉｎ;排污时间为6ｈ。
2.2 氨氮在不同浓缩倍数下的变化在不同的浓缩倍率下进一步研究氨氮在冷却水系统的积累。
尽管冷却水的浓缩倍率不断提高,但氨氮的浓度仍维持在2ｍｇ/Ｌ左右,其不随浓缩倍率的增加而增加。
氨氮浓度降低而亚硝酸盐氮的浓度在提高。
维持浓缩倍率为2.5和2.8、系统运行2-3ｄ后分别测得冷却水中硝酸盐氮的浓度为18.55ｍｇ/Ｌ和20.11ｍｇ/Ｌ,此时的亚硝酸盐氮的浓度为2.52ｍｇ/Ｌ和2.85ｍｇ/Ｌ。
由下式可以计算出:硝化作用转化率η=(循环冷却水中硝酸盐氮浓度-补充水中硝酸盐氮浓度)/［补充水中氨氮浓度×浓缩倍率(ｋ)］×100%; 解吸作用转化率η=1-硝化作用转化率η-亚硝酸转化率η。
因此当ｋ=2.5时,硝化转化率η=58.6%,亚硝酸转化率η=8.3%,解吸作用转化率η=33.1%(上式中不计生物转化吸收),此时可以计算出循环冷却水系统中的硝化作用为60%左右,解吸作用则为30%左右,而生成的亚硝酸为10%左右。
针对以上试验结果,究其原因主要为:冷却塔的温度长期保持在25-40℃,使得氨氮在冷却水系统中易于挥发;而这个水温也恰是亚硝酸菌和硝酸菌的最适宜温度范围(亚硝酸菌最佳生长温度为35℃,硝酸菌最佳生长温度为35-42℃),且ｐＨ值为8.0左右时很适宜硝化菌的活动;供氧量充足,据计算,在冷却塔内冷却水与空气的接触足可以使冷却水中的溶解氧达到饱和状态,这些均有利于硝化作用,结果使得冷却水中氨氮的浓度迅速降低。
结合生物的生长曲线还可进一步了解到微生物生长初期为对数增长期,即硝化菌以几何级数形式增加,其结果为试验初期冷却水中的氨氮以指数形式下降。
在冷却水系统中,由于受各种因素的制约(如系统的杀菌等影响),使得生物量增加到最大值时,将处于稳定状态,这也与微生物的生长曲线相符,其结果使得冷却水中的氨氮浓度维持于稳定状态,表现为冷却水中的氨氮浓度不随浓缩倍率的变化而变化。
在动态试验中,尽管城市污水厂的二级出水中氨氮浓度较高(通常ＮＨ 4-Ｎ在10-20ｍｇ/Ｌ),但由于冷却塔的吹脱作用、硝化作用和微生物转化吸收作用,使得氨氮在冷却水系统中维持在2ｍｇ/Ｌ左右,且不随时间和浓缩倍率的增加而积累。
同时由硝化作用产生的ＮＯ-3也大大降低了氨氮对铜的腐蚀影响。
2.3 ＣＯＤ变化ＣＯＤ在循环冷却水系统中的变化。
随着系统运行时间的增加,冷却水中ＣＯＤ浓度并没有提高,而维持在稳定状态。
从浓缩倍率与ＣＯＤ的关系中(图5)可进一步了解到,尽管浓缩倍率从1.5提高到3左右,但其ＣＯＤ值并没有明显增加,而与补充水中的相近。
这说明了在循环冷却水系统中,由于冷却塔起到了一个“生物过滤塔”作用,除转变冷却水中的氨氮外,还可降解补充水中的有机物,使得冷却水中的ＣＯＤ值保持不变,这也降低了ＣＯＤ对系统造成的腐蚀、结垢等不良影响。
结语①由于冷却塔的作用,使得城市污水厂二级处理出水中的高氨氮浓度在敞开式循环冷却水系统迅速下降,最后稳定在2ｍｇ/Ｌ左右,且不随系统的运行时间和浓缩倍率而变化,且其中有约60%的氨氮转变为硝酸盐氮,另有约30%的则通过解吸作用除去。