混凝动力学所研究的是混凝速度问题,即在混凝过程中,单位体积水体中悬游颗粒数(包括胶体颗粒及混凝剂等在内,以下均同)的减少速率。悬游颗粒数的减少是由于小颗粒相互聚结成大颗粒,并非由于颗粒的去除。因而,混凝时颗粒总数虽然减少,但水中颗粒总量未变。单位体积水体中所含悬游颗粒数称颗粒的个数浓度,以个/米3或个/毫升计(以下简称浓度)。至于小颗粒为什么投加混凝剂后才相互聚结,并非动力学所讨论的范围,而属于混凝机理问题。
为了探索地面污水中微量氰化物自动监测的可能性,进行了试验性装置的研制。上海石化总厂的地面污水汇流至随塘河,在正常生产情况下随塘河水中氰化物浓度通常低于排放标准0.05ppm。因此,要求自动监测装置能检出微量氰化物。当氰化物超过排放标准时,装置应有明显的响应,以便追溯起因,及时采取措施。1979年我们研究了应用硫化银离子选择电极测定微量氰化物的方法原理。
为了有效地控制工业循环水系统中的菌藻的危害,往往要投加杀菌灭藻剂。在长期使用一种杀菌剂后,水中微生物产生了耐药性,因而降低了药物的杀菌灭藻效果。目前使用的杀菌灭藻剂虽对微生物的营养细胞具有较高的杀伤作用,但对细菌的芽孢(即孢子)的杀伤作用就较低。
静电法防垢水处理技术是六十年代末美国开发的。由于它具有稳定性好、操作简便、无污染和费用低等优点,被广泛用于压缩机、热处理炉、注射成型机、热水器及换热器等单元设备的水处理系统。我国第一台静电水垢控制器,是1975年由南京大学、华东化工学院和南京浦口运输公司共同协作制成的。几年来经过南京化工厂、上海第六制药厂和上海东风农药厂在冷却和输水系统中的运行考核,效果良好。除能防止水垢生成外,还发现有溶垢和杀菌灭藻作用,是一种值得注意的工业水处理技术。但目前尚处开发阶段,其防垢机理、杀生机制还不十分清楚,适用条件也在摸索。为此,本刊介绍以下四篇文章,供读者和有关人员探讨。
“静电水垢控制器”国外已见报导[1,2],我们(南京大学,华东化工学院和南京市浦口运输公司)设计、试制和试验的“静电水垢控制器”,经南京化工厂,上海东风农药厂,上海第六制药厂等数单位在冷却水系统上试用后,在防垢、灭藻等方面卓有成效。
工业循环冷却水中,为防止生物腐蚀所用的化学杀菌灭藻剂,在使用时要求具有两个特性:其一,是广谱,杀菌灭藻效率大;其二,是对水生物一鱼类等低毒,对环境不引起公害。对于一种药物而言,同时具有上述两种特性多少有些矛盾,是十分困难的。杀生率高的药剂往往残毒高,对环境造成污染。
这种利用静电作用控制工业用水系统产生水垢的设备,是由提供高压直流电的“高压发生器”和处理水的“控制器”所组成,两者合称“静电水垢控制器”。说明如下: 一、“高压发生器”通过变压器将220V的交流电升压,经过整流达到所需要的高压直流电,其输出的直流电压为4KV至5KV之间,并设有调节装置,使电压在这一范围内可以适当升高或降低。
炉内水处理,是使给水中的盐类进入炉内后以水渣形式分离出来,从而防止炉内结垢和腐蚀。其要点如下: 1.利用自然水的碱度或往炉水中加入适量碱,确保炉水的pH值维持在10—12之内,以使炉水的硬度盐类有效地形成水渣; 2.严格控制炉水质量; 3.经常从锅炉中排出一定量的炉水,以带走硬度盐类形成的水渣。
利用水中的自然钠碱度和补加纯碱保持锅炉炉水pH为10~12、碱度(A。)为20毫克当量/升,及控制锅炉排污率(P)为5%的操作条件,是减少低压锅炉结垢和腐蚀的简便而又行之有效的方法之一。它适用于13公斤/厘米2以下的低压锅炉,防垢效率可达80%以上。一、原理简介引起低压锅炉结垢的物质,主要是钙、镁盐类。天然水中除了硬度外,还存在着自然碱度,并且主要由重碳酸盐(HCO3-)
锅炉设备能否安全经济运行,水质处理是非常重要的。锅炉给水不进行处理或处理不当,必然会在受热面上结垢,使炉壁传热效率降低,还会产生腐蚀、爆管,甚至引起爆炸等事故。此外水质不好还会引起汽水共腾,影响蒸汽品质。
法国提供我厂循环冷却水系统的水稳剂是79s,投加量为30ppm;杀菌灭藻采用每周加一次NaOCl,每月一次G4100ppm。经剖析79s的主要组分是低分子量的聚丙烯酸30%及苯并三氮唑2.5~3%,余为溶剂及水。循环冷却水系统在78年~79年4月的大部分时间里为冷态运行和试生产阶段,累计热态运行时间小于三个月。在79年4月大修时检查换热器主要以腐蚀问题较为突出。
在工业冷却水系统中,用氯气控制生物繁殖是比较经济的,没有排污处理问题。在我国的化工厂、合成氨厂和炼油厂等已广泛应用。但是,在实际操作中必须充分注意pH值的控制、需氯量和投氯工艺,否则会引起系统点蚀、加氯量增加和药效降低等问题。
循环冷却水中,由于温度适宜,阳光充足,营养物丰富,细菌和藻类的滋生是一个突出的问题。细菌、藻类的繁殖会产生生物粘泥,引起金属的微生物腐蚀。为此采用多种措施加以防治。例如,经常地使用氯气、二氧化氯、漂粉精、次氯酸钠等氧化型杀菌剂。同时配合使用非氧化型杀菌剂。如季铵盐、聚季铵盐、氯酚、有机锡化合物、硫氰化合物等。化学药品一般均有毒性,有的化合物毒性比较高,这给循环水排放带来困难。因此,研究高效、低毒、广谱杀菌灭藻剂是今后的重要课题。
化学污泥以往除少量用作肥料外,多数因含毒而作为废弃物加以掩埋或堆放处置,这样,必将造成二次污染。随着我国科学技术的发展,环境保护要求的日趋严格以及废水处理工艺水平的提高,化学污泥的处理,已经成为化学工业废水处理中的一个重要环节。在诸如机械、吸附、化学和生物处理等方法中,又以热处理法,即焚烧除毒处理方法,受到普遍重视和广泛实施。
栖霞山化肥厂位于长江下游,用的是长江水。江水经两次沉清,再用15—25ppm三氯化铁絮凝预处理后方可进入循环系统。冷却水水稳剂,采用磷系配方,其组成是: 聚丙烯酸30%(含苯并三氮唑2.5%),10—15ppm 六偏磷酸钠,总磷4—6ppm。杀菌灭藻剂,以氯为主,配以非氧化性杀菌剂G4。
1979年J.W.Costerton;G.G.Geesey;和K.J.Cheng在科学美国人(Scientific American)第三期上,发表了他们近十年研究的成果。题目是《细菌是怎样粘附于其他物体上的》,指出在自然界中(但不是在实验室培养物中),细菌外面被覆着一层纤维状的“糖包被”(Glycocalyx),它能粘附于物体表面和其他一些细胞之上。只有用一种新的抗生素,才能阻止这种粘附作用。
循环冷却水的浊度,是导致设备腐蚀和形成垢的主要原因之一,因此一般都被控制在10ppm之内。测定低于10ppm的浊度需用5—10厘米的比色槽,72型分光光度计比色槽最大的为3厘米,不能满足要求,使用751型分光光度计,却要具备特制的10厘米比色槽,而且仪器贵重故不宜于生产上用。