循环冷却系统污垢中无机磷提取方法优化

再生水中磷绝大部分为无机磷,是引起循环冷却系统结垢腐蚀的重要因素。为了探究无机磷在系统内的迁移转化及其对系统的影响,无机磷的定量定性尤为重要。在分析了无机磷的SMT(standard measurements and testing)连续提取法在循环冷却系统污垢提取中应用的可行性的基础上,对SMT提取方法进行条件优化,建立了污垢中无机磷定性定量分析方法。结果表明,优化后的SMT连续提取法能够实现对系统内污垢中无机磷的完全提取,且回收率接近100%;污垢中弱吸附态磷(NH_4Cl-P)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)和钙结合态磷(Ca-P)4种形态无机磷能得到完全分离。关键词:循环冷却水系统;无机磷;结垢;腐蚀;SMT连续提取法     

沉积物中磷的赋存形态及其分析方法

磷是水体富营养化的主要限制性因子,分析水体沉积物中磷的不同赋存形态,对水体富营养化状况的深入研究具有重要意义。介绍了沉积物中无机磷和有机磷赋存形态的分类,总结了沉积物中磷的提取方法和测定方法,提取方法包括Willimas法、Hieltjes-Lijklema法、Golterman法、Ruttenberg法和SMT法等,测定方法包括流动分析技术、核磁共振技术和毛细管电泳技术等,并就其优、缺点进行简要分析。     

钙基添加剂对污水污泥在水热炭化过程中磷形态及生物有效性的影响

在污泥的热处置过程中,添加剂的存在会改变污泥中的磷形态从而对后续磷的回收利用产生重大影响。本文综合利用化学连续提取（SMT方法）、SEM-EDS、XRD和ICP-MS等分析测试方法,系统研究了CaCl₂在水热炭化过程中对污泥中磷形态及其生物有效性的影响。研究结果表明,水热炭化可以使污泥中有机磷（OP）向无机磷（IP）转化,同时促进污泥中非磷灰石无机磷（NAIP）向磷灰石无机磷（AP）的转化,CaCl₂的适量添加可以促进上述转化过程。经过水热炭化处理后,污泥水热炭中IP和AP的浓度分别提升了35.6%和63.4%,当添加质量分数为20%的CaCl₂时,污泥水热炭中IP和AP的浓度同时达到最大值,分别为79.62mg/g和75.61mg/g。此时污泥水热炭中可溶性磷在2%CA溶液中的溶解度也达到最大的57.02mg/g,在此条件下,污泥水热炭中磷的生物有效性也达到最高。     

污水污泥水热炭化过程中磷的迁移转化特性

利用SMT方法研究了污水污泥水热炭化固体产物中磷的赋存形态和分布。结果表明，水热炭化处理可以使污泥中的有机磷（OP）转化为无机磷（IP）。在实验条件范围内，污泥中的磷主要富集在水热焦中（R_TP＞70%），且主要以无机磷（IP）形态存在。延长水热炭化时间或升高水热炭化温度，污泥中无机磷（IP）和非磷灰石无机磷（NAIP）均呈逐渐升高的趋势，而且水热炭化温度的影响程度显著大于水热炭化时间。水热炭化时间对磷灰石无机磷（AP）的影响不明显，但AP含量随水热炭化温度的升高而略微升高。结合XRD谱图分析发现，105℃烘干污泥中主要存在磷酸铝盐和磷酸铁盐两种含磷化合物；水热炭化处理促使焦磷酸盐转化为正磷酸盐，且磷在水热焦中基本以最稳定的正磷酸盐形式存在。该研究结果可为污泥的资源化利用及从污泥中回收磷资源提供理论参考。     

磷在污泥热解过程中的迁移转化

采用SMT方法研究磷在热解产物中的赋存形态和分布。结果发现,热处理促进污泥中有机磷（OP）向无机磷（IP）转化。热解温度在800℃以下时,污泥中的磷富集在热解后的污泥固体中。随热解温度升高,污泥中全磷（TP）、无机磷（IP）和磷灰石无机磷（AP）的含量均表现出逐渐升高的趋势,非磷灰石无机磷（NAIP）含量则表现出先升高再降低的趋势。热解温度升高会促使NAIP向AP转化,800℃时AP含量达到最大。污泥中NAIP的主要存在形式为磷酸铝盐和磷酸铁盐,磷酸钙盐含量随温度的升高逐渐增加。污泥中正磷酸单酯和焦磷酸盐受热转化为正磷酸盐,热解后的污泥中磷基本以正磷酸盐的形式存在。该结论为污泥的无害化、资源化利用提供了理论支持。     

湖泊沉积物磷形态分级提取及分析方法研究进展

磷是湖泊富营养化的重要限制性因子，其在沉积物-水界面的化学形态和迁移转化过程是调控湖泊富营养化问题的关键。文章综述了沉积物磷的化学形态、无机磷和有机磷连续提取方法及发展演变，分析和总结了各种提取方法的优缺点。最后详细介绍了当前较前沿的沉积物磷分析方法，如X射线吸收光谱、原子配对分布函数和核磁共振光谱等，总结了各项分析技术的特点和面临的挑战，指出各种分析技术应与磷连续分级提取方法有机结合，多种表征手段优势互补，以期为沉积物中磷素形态表征和转化机制研究提供有效的技术支撑。     

贵州某市城市污泥中磷含量和形态分布

为给贵州某市城市污泥资源化利用提供一定借鉴,运用SMT法对该市16个污水处理厂脱水污泥样品中磷形态进行分析。结果表明:该市污泥中磷赋存形态以无机磷的形式为主,占总磷含量的65.4%,有机磷在污泥中所占比例较低;无机磷主要为非磷灰石态,占无机磷总量的50.6%以上,表明该市污泥具有较高的生物可利用性;污泥中总磷与不同形态磷、总有机碳均呈显著相关,说明通过总磷可以预测污泥中的生物可利用性磷含量,有机质对污泥中有机磷的吸附有重要影响。     

污泥水热碳化中磷的形态变化及金属浸出行为

在不同温度下进行污泥水热碳化实验，利用Hedley顺序提取法探究水热炭中磷的形态变化，并结合钙、铁、铝的浸出行为进一步解释含磷物质的形态分布。结果表明，磷主要富集在水热炭中，水热碳化促进有机磷（P_o）向无机磷（P_i）转化，NaOH溶解态磷（NaOH-P）转化为HCl溶解态磷（HCl-P）和残渣态（Res-P）。污泥和水热炭中Ca、Fe主要以HCl溶解态为主；Al则由NaOH溶解态转化为 HCl溶解态。并且水热碳化过程促使污泥中磷形态从磷酸铝盐（Al-P）、磷酸铁盐（Fe-P）向磷酸钙盐（Ca-P）、磷酸镁盐（Mg-P）转化。通过理论分析，水热炭中Al-P可能以Al₂PO₄³⁺和AlHPO₄⁺络合物为主；羟基磷灰石是Ca-P的主要存在形态；部分磷酸盐可能被铁氧化物或氢氧化物固定。为后续水热炭的回收利用提供理论基础。     

有机结合态磷肥的生物有效性研究

通过玉米盆栽试验,并用传统无机磷肥作为对比,比较了新型有机结合态磷肥OP1(淀粉基磷肥)和OP3(秸秆基磷肥)的生物有效性。试验结果表明:新型有机结合态磷肥在改善玉米长势、增加植株含磷量和吸磷量、提高肥料利用率上的效果明显优于无机磷肥。与磷酸二氢钙相比,有机结合态磷肥可提高玉米含磷量16.8%~40.0%和玉米吸磷量约1.0倍,可提高磷利用率1.60~2.70倍;与焦磷酸钠相比,有机结合态磷肥可提高玉米吸磷量41.9%和玉米含磷量29.6%,可提高磷利用率61.9%。有机结合态磷肥在施用量减半时,即可达到无机磷肥高水平的效果,是一种优势突出、前景光明的新型肥料。     

三类煤阶煤中汞的赋存形态分布特征

采用逐级化学提取方法与程序升温热解方法研究了两个煤田三类煤阶六个样品中汞的赋存形态及其热稳定性。煤中汞分为可交换态（F1）、碳酸盐+硫酸盐+氧化物结合态（F2）、硅酸盐+硅铝酸盐结合态（F3）、硫化物结合态（F4）和残渣态（F5），其中F2、F4和F5约占煤中汞总量的90%以上，且F4是煤中汞最主要的赋存形态，占比达45.2%~82.1%。煤中汞的赋存形态与煤阶密切相关，随样品煤化程度加深F4的比例显著提高，但F2和F5逐渐降低，其原因可能是汞在煤变质过程中由碳酸盐、硫酸盐或有机物中逐渐迁移至硫化物中。煤中汞的热稳定性依赖于其赋存形态，其中F1热稳定性最差，在150℃以下全部释放；F3热稳定性最强，析出温度在600℃以上；其余三种结合态汞的释放温度界于以上两者之间，依次为F1 < F5 < F2 < F4 < F3；尽可能多地使汞转化为硫化物结合态中较为稳定的形态是煤燃烧及其相关过程液、固副产物中汞稳定化处理的有效方法之一。     

循环冷却水系统排污水总磷超标原因分析及对策

某火力发电厂循环冷却水处理更换为低磷阻垢剂后,排污水总磷仍不能达到排放要求。通过对循环冷却水中总磷、有机磷、正磷变化规律,以及可能引起正磷含量升高的原因分析,认为排污水总磷超标是循环冷却水系统沉积物中正磷含量较高,缓慢溶出引起。采用粘泥剥离、变工况(机组负荷变化-水温变化、水质pH值变化、水体扰动)将原沉积的正磷逐步溶出,最终使循环冷却水排污水中总磷质量浓度达到0.5 mg/L的排放标准。     

循环水总磷异常的原因分析及检测

分析了某炼油厂循环冷却水中总磷异常的原因,以及在查找原因时所采用的分析方法,并指出:在以有机磷酸盐和锌盐作缓蚀阻垢剂的循环水系统,含表面活性剂成分的介质泄漏会降低水的表面张力,可将已沉积成膜的膦酸盐和锌盐清洗下来,导致循环水的总磷升高,由于锌离子发生二次沉积而浓度降低.     

一种低磷高效缓蚀阻垢剂的研究与应用

研究了缓蚀阻垢剂HZ1601、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、磷酸盐复配的优选比例,得到一种低磷高效缓蚀阻垢剂HZ1601-1。通过旋转挂片实验和静态阻垢实验,HZ1601-1表现出良好的缓蚀性能和阻垢性能。在黄河水作为循环冷却水的动态模拟试验中,年污垢热阻可达到3.15×10~(-4)m~2·K/W,换热管腐蚀率为0.004 207 mm/a,均完全满足循环冷却水系统的要求。     

中水在炼油循环冷却水系统中的应用

分析了中水作为炼油循环冷却水系统补水的特点及对循环水系统的影响。缓蚀和阻垢实验结果表明,中水回用水处理剂完全可以有效控制系统的腐蚀和结垢。经过8个月的不断优化和工业运行,系统在浓缩倍数为5以上的情况下,运行状况良好。     

一种低磷缓蚀阻垢剂TH-682在不同水质中的性能研究

TH-682是-种新型缓蚀阻垢剂,具有含磷低,缓蚀阻垢性能好的特点。对全国五大水域水质,特别是南方水系的超低硬度、腐蚀性较强的水质,TH-682具有良好的缓蚀效果;加药量为60mg／L时,其碳钢腐蚀速率均符合GB50050--2007标准。不同药剂量下,TH-682的静态阻垢率均高于HEDP、ATMP和国外药剂-A。通过电厂低硬度、强腐蚀水现场应用一年,TH-682的缓蚀阻垢效果良好。并且TH-682含磷低,仅为4．8％,可以有效避免磷的水中富营养化问题。     

湿化学法回收污泥水热炭中磷的潜能研究

以富含磷的污泥水热炭为研究对象,用SMT法分析磷的形态分布,以盐酸和柠檬酸为浸提剂,探究湿化学法回收磷的潜能。结果表明,污泥经水热碳化后,总磷含量上升,有机磷朝着无机磷转化,非磷灰石无机磷朝着磷灰石无机磷转化,水热炭中磷形态以无机磷和非磷灰石磷为主。适宜酸浸条件下（盐酸浓度0.3 mol/L、液固比50 ml/g、酸浸时间240 min,柠檬酸浓度0.1 mol/L、液固比50 ml/g、酸浸时间600 min）,盐酸和柠檬酸对磷的浸出效率分别可达94.34%、88.78%,准二级动力学模型能较好地拟合磷的浸出过程;同时,金属浸出能力随酸浸时间延长而逐渐上升,与磷浸出能力呈线性相关,由大到小依次为Fe>Ca>Al>Mg;重金属浸出能力由大到小依次为Zn>Mn>Cr>Cu>Pb;酸浸残渣有望成为性能良好的吸附材料。     

循环冷却水系统生产运行问题分析

循环冷却水是我国化工、电力、冶金等工业生产中非常重要的一部分,确保循环冷却水系统正常、稳定的运行意义重大。本文简述了我国循环冷却水系统运行过程中存在的腐蚀、结垢和微生物黏泥等问题,并对问题产生的原因、机理以及相应的解决措施进行了简单的探讨。     

循环冷却水系统炉烟防垢动态模拟试验

对内蒙古某火力发电厂50MW机组当前加阻垢剂处理循环冷却水防垢系统进行分析研究。在实验室条件下，对炉烟防垢和药剂防垢两种处理循环冷却水方式，进行动态模拟试验比较，提出了该厂使用炉烟处理循环冷却水防垢的可行性。试验结果显示，在一定的条件下，炉烟法的防垢效果优于药剂方法。