循环冷却水系统中有机磷系阻垢缓蚀剂降解技术..docxVIP

循环冷却水系统中有机磷系阻垢缓蚀剂降解技术循环冷却水系统中的磷是关系到系统结垢、腐蚀和细菌滋生等运行安全问题的重要因素〔1〕，不同形态的磷对系统产生的影响不同。有机磷系药剂是目前工业循环冷 却水系统广泛应用的阻垢缓蚀剂〔2〕，它们在系统内的降解或分解将使磷的形态多样化，因此，有机磷系药剂对系统运行安全的影响不可忽视。目前湖北武汉市有多家企业选择了将污水处理交第三方运行管理的模式，帮助企业实现污水处理设施安全运行、达标运行、经济运行是格林公司的愿望和目的，武汉格林环保设施运营有限责任公司，也将继续为您关注工业污水、 生活污水污水处理外包、污水处理运营的行业动态。　 　笔者在研究以再生水为补给水的循环冷却水系统内的磷酸盐垢的过程中发现，系统内产生的磷酸盐垢的量要多于补给水所带入的磷酸盐垢量。由于现有的循环冷却 水系统普遍使用的阻垢缓蚀剂为有机磷系药剂，它们在系统内的降解很可能是系统内正磷酸的另一主要来源〔3〕，但目前关于有机磷在循环冷却水系统中的降解还 未见系统研究。笔者以目前广泛使用的有机磷系药剂，包括有机磷酸、有机磷酸酯和有机磷羧酸为研究对象，对其在天然水体、污水厂等系统内降解情况的相关研究 文献进行了分类总结，在此基础上，结合敞开式循环冷却水系统的运行工况，分析了有机磷系药剂在循环冷却水系统内的降解情况，预测了降解产物对循环冷却水系 统的影响，以期为循环冷却水系统的安全运行提供参考。　　1 有机磷系药剂　 　循环冷却水系统中普遍使用的有机磷系药剂有HEDP、EDTMP、DTPMP、ATMP、PBTCA等，按其结构可分为两大类：一类是有机磷酸及其盐 类，碳原子与磷原子直接相连，官能团为-C-PO3H2;另一类是有机磷酸酯，碳原子与磷原子不直接相连，官能团为-C-O-PO3H2.这些药剂不仅具 有良好的阻垢缓蚀效果，且具有良好的协同作用。随着有机磷系药剂使用量的不断增加和环保要求的日益提高，对其降解的研究也日益受到重视。现有文献报道的降 解途径主要有4种〔4〕，即光降解、热降解、化学降解和生物降解。　　2 有机磷系药剂的降解???????? 2.1 有机磷的光降解　 　有机磷系药剂尽管性能稳定，但当水溶液中存在某些金属离子时，其光降解速度很快。J. Steber 等〔5, 6〕研究发现，在只有Ca(Ⅱ)的水溶液中，有机磷不发生光降解;但当水溶液中存在Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)时，其光降解速度很快。C. Lesueur等〔7〕研究了ATMP、EDTMP、DTPMP和HDTMP 4种有机磷酸的紫外光降解速率，结果表明，在有机磷酸质量浓度为1 mg/L的条件下，当溶液中Fe(Ⅲ)浓度为3.6 μmol/L时，pH为5~6,半衰期为5~15 min,pH为10,半衰期为35~60 min;当溶液中无Fe(Ⅲ)时，pH为5~6,半衰期为10~35 min,pH为10,半衰期为50~75 min.其主要的降解产物是正磷酸盐(PO43--P)和氨甲基膦酸(AMPA).这表明，有机磷酸的光降解与溶液中的金属离子和溶液pH有关。　 　有机磷与金属离子形成有机磷螯合物会加速有机磷在水溶液中的光降解。E. Matthus等〔8〕研究了 Fe(Ⅲ)-EDTMP螯合物的光降解，结果表明，在波长为254～365 nm的单色光照射下，对于浓度为1×10-4 mol/L的Fe(Ⅲ)-EDTMP,其降解率为75%,且降解很快，降解产物主要为正磷酸盐。　　光强度也是影响有机磷光降解速率的重要因素。由于自然环境中的紫外光较弱，天然水体中有机磷酸的光降解时间较长，溶解性有机磷酸的光降解半衰期平均为26 h,主要降解产物为正磷酸盐和AMPA,还有部分未检测定性的产物。　　循环冷却水的温度比天然水体温度要高，且pH为中性，由于腐蚀等原因，系统内会有Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)存在，而且循环冷却水在冷却塔处能够得到充足的光照，因此，有机磷系阻垢缓蚀剂在循环冷却水系统内具备光降解的条件，降解产物不外乎为正磷酸盐、AMPA等。　　2.2 有机磷的热降解　 　温度是影响有机磷降解的重要因素，部分有机磷在高温下可发生热降解。A. E. Martell等〔9〕的研究表明，游离态的ATMP在260 ℃ 温度下，0.25 h内可水解生成比例为1∶2的AMPA和HMP.V. Di Marco等〔10〕的研究结果表明，在室温、pH为2~10的条件下，需经过几个月的时间，EDTMP才能水解成正磷酸盐、亚磷酸盐和HMP,以及其他 未被检测的产物。冷凝器(循环冷却水系统中冷却乏汽的主要部件)中部分循环冷却水会通过管壁短时间接触高温蒸汽，但由于时间太短，其中的有机磷发生热降解 的几率很低。　　2.3 有机磷的化学降解　　有机磷的化学降解主要包括化学氧化降解和光氧化降解。　　2.3.1 化学氧化降解　 　有机磷