水電站冷卻水系統(tǒng)滅水生物試驗研究

1、水電站冷卻水系統(tǒng)滅水生物試驗研究于萍羅運(yùn)柏萬俊宋維勝戴利旗摘要 作者對水電站冷卻水系統(tǒng)水生物生長原因進(jìn)行分析，提出了滅水生物的試驗方案，并在現(xiàn)場實施，效果顯著。關(guān)鍵詞 水電站；冷卻水系統(tǒng)；滅水生物中圖分類號 TM612；TU991.25文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B文章編號 1005-829X(2000)01-0032-03Researches on killing the aquatic in the cooling watersystem of hydroelectric power stationYU Ping，LUO Yun-bai,WAN Jun(Wuhan University of Hydrau

2、lic and Electric Engineering， Wuhan 430072, China）SONG Wei-sheng,DAI Li-qi（Hunan Zhangjiajie Hydraulic and Electric Engineering Development Co.,Zhangjiajie 427000,China)Abstract:The cause of the growth aquatic is analysed in cooling water system of hydroelectric power station, the way how to killing

3、 it is given and used in practice. The result is remarkably satisfactory.Key words:hydroelectric power station; cooling water system; killing aquatic某水電站位于湖南省張家界市澧水中上游茅巖河風(fēng)景區(qū)內(nèi)，總裝機(jī)容量為7萬 kW，年發(fā)電量為2.71億 kW*h。該水電站于1997年6月投產(chǎn)以來，發(fā)現(xiàn)冷卻水系統(tǒng)中不同直徑的管道內(nèi)長滿田螺及蚌，其尺寸大約要10 mm左右。由于田螺及蚌吸附于管道內(nèi)壁上，減少了管道的輸送面積，增大了水流的阻力，影響了設(shè)備安全運(yùn)

4、行。為了合理地解決這一問題，我們在充分調(diào)研及實驗室試驗的基礎(chǔ)上，提出一種行之有效的解決方案。1水電站冷卻水系統(tǒng)與材質(zhì)1.1冷卻水系統(tǒng)1.2冷卻水水源冷卻水水源為壩前取水及蝸殼取水，此冷卻水經(jīng)過不同直徑的管道冷卻設(shè)備，出水排往壩外，不重復(fù)使用?，F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)：從壩前取水的過濾器與蝸殼取水的過濾器到冷卻水排水出口不同直徑的管道內(nèi)壁上，均長滿了田螺及蚌。1.3冷卻水系統(tǒng)材質(zhì)冷卻水系統(tǒng)中，水輪機(jī)冷卻水管材質(zhì)為紫銅，其余不同直徑的管材為鋼管Q235。2冷卻水系統(tǒng)滋生水生物的原因分析2.1水質(zhì)分析1998年9月22日現(xiàn)場(水庫壩前取水)取水樣，進(jìn)行水質(zhì)全分析，結(jié)果如表1所示。表1水質(zhì)分析結(jié)果項目結(jié)果項目結(jié)果

5、細(xì)菌總數(shù)/個.mL11.8103氯化物/mg.L1大腸菌群/個.mL1230汞/mg.L1砷/mg.L1鉛/mg.L1銅/mg.L1鐵/mg.L1錳/mg.L1硬度(以CaCO3計)/mg.L1鋅/mg.L1余氯/mg.L10酚/mg.L1色度無色硝酸鹽/mg.L1pH硫酸鹽/mg.L1濁度52.2原因分析2.2.1水電站冷卻水系統(tǒng)的特點(diǎn)一方面，水電站冷卻水的水源為水庫水，根據(jù)表1水質(zhì)分析結(jié)果可知，該水源的細(xì)菌總數(shù)及大腸菌群嚴(yán)重超標(biāo)(正常飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：細(xì)菌總數(shù)為100個/mL，大腸菌群為3個/mL)，使之為田螺及蚌的生存提供了豐富的攝食。另一方面，冷卻水系統(tǒng)中冷卻水通常溫度為30 左右(40

6、 )。這為田螺及蚌的繁殖提供了最適宜的外部條件。由于水溫常年保持30 左右，不存在冬眠期，加速了田螺及蚌的繁殖，增加了產(chǎn)卵的次數(shù)及卵數(shù)。其三，由于冷卻水系統(tǒng)采用自然循環(huán)，冷卻水的流速過慢，而流動過慢的水流流速，能帶來適量的溶解氧，保證了田螺與蚌生存所需要的含氧量。因田螺與蚌受氧氣影響非常敏感，在水中溶解氧含量為3.5 mg/L時就不喜攝食，降至1.5 mg/L，就會憋死。氧氣不足時會使之死亡，還會影響產(chǎn)卵與發(fā)育。根據(jù)田螺及蚌的生長條件及冷卻水系統(tǒng)之特點(diǎn)可知，正是由于該電站冷卻水系統(tǒng)的特點(diǎn)，為田螺及蚌的生長提供了極好的生活環(huán)境及充分的營養(yǎng)供給，結(jié)果使得整個冷卻水系統(tǒng)的管道內(nèi)壁長滿了田螺及蚌。 3

7、化學(xué)方法殺滅水生物試驗3.1藥品的選擇根據(jù)(1)由于水中溶解氧對田螺及蚌的生長具有重要的影響，降低水中溶解氧的含量，可促使田螺及蚌死亡，故選用除氧劑亞硫酸鈉。(2)氨氣不僅能提高水體的pH，改變田螺及蚌的生存條件，還可引起氧氣缺乏，對生物的生長具有阻礙作用。(3)由于冷卻水系統(tǒng)中微生物含量過多，殺死水中的微生物，降低田螺及蚌賴以生長的食物量，會加速田螺及蚌的死亡，故選用殺菌劑季銨鹽。此類殺生劑具有滲透到微生物內(nèi)部的性質(zhì)，而且容易吸附在帶負(fù)電荷的微生物表面，微生物的生活過程，由于受到殺生劑的干擾，而發(fā)生變化。(4)考慮到不同種類殺生劑的影響，我們還選用了殺生劑硫酸亞銅，殺生劑硫酸亞銅能凝結(jié)菌體的

8、膠體物質(zhì)，從而破壞細(xì)胞的呼吸和新陳代謝作用，致使細(xì)胞死亡。而殺生劑三氯異氰尿酸能滲透到菌體內(nèi)部與細(xì)胞質(zhì)作用形成膠體溶液，并使蛋白質(zhì)變性，從而殺死微生物。(5)考慮各種藥劑之間的協(xié)同效應(yīng)，選用了以氯酚和二硫氰基甲烷為主要成分的復(fù)合型殺生劑。3.2各種殺生劑的殺生試驗各種殺生劑的試驗結(jié)果見表2。表2不同殺生劑對田螺及蚌的影響殺生劑添加量與效果亞硫酸鈉添加量/mg.L1100200300效果2 h殼體密合殼體密合殼體密合12 h不死亡不死亡不死亡24 h不死亡不死亡極少數(shù)死亡氨添加量/mg.L12510效果2 h不死亡不死亡死亡12 h死亡死亡死亡季銨鹽添加量/mg.L1100200300效果2 h

9、不死亡不死亡不死亡12 h不死亡死亡死亡24 h死亡死亡死亡硫酸銅添加量/mg.L1104080效果2 h不死亡不死亡不死亡12 h不死亡死亡死亡24 h死亡死亡死亡三氯異氰尿酸添加量/mg.L12550100150效果2 h不死亡不死亡不死亡不死亡12 h不死亡死亡死亡死亡24 h死亡死亡死亡死亡復(fù)合殺生劑添加量/mg.L12550100150效果2 h不死亡不死亡不死亡不死亡24 h死亡死亡死亡死亡從表2可知，除氧劑完全殺死田螺及蚌時間較長，這是由于魚潭水電站冷卻水系統(tǒng)中生物屬于厭氧生物，表現(xiàn)在鋼管內(nèi)有刺激性氣味。田螺及蚌能在溶解氧含量較低的條件下生存，而除氧劑亞硫酸鈉不能將水中氧濃度降低

10、到田螺及蚌的生存氧濃度以下，不建議現(xiàn)場使用。加氨可在低濃度下較快地殺死田螺及蚌，是一種好的殺生劑。因其是氣體，現(xiàn)場使用不太方便。殺生劑季銨鹽可殺死田螺及蚌，但時間較長，并且添加量較大，不建議現(xiàn)場使用。殺生劑硫酸銅能在低濃度下殺死田螺及蚌，可作為一種殺生劑現(xiàn)場使用，但其價格較貴。殺生劑三氯異氰尿酸與復(fù)合型殺生劑均能有效地殺死田螺及蚌，在同樣的加藥條件下，復(fù)合型殺生劑的殺生速度要快于三氯異氰尿酸，故推薦復(fù)合型殺生劑為現(xiàn)場使用的殺生劑。3.3緩蝕試驗考慮到所添加的化學(xué)藥品可能對冷卻水銅管造成腐蝕，我們在實驗室進(jìn)行了腐蝕失重試驗，溫度：(301) ；水樣：某水電站水庫水；材質(zhì)：紫銅片。試驗結(jié)果見表3。

11、 表3腐蝕失重試驗結(jié)果殺生劑添加量/mg.L1外觀腐蝕速率/g.m2.h1硫酸銅時間：24 h5銅表面有幾點(diǎn)變色0.000 310銅表面有少量變色0.000 615銅表面有50%變色0.000 79復(fù)合殺生劑時間：24 h25光亮050光亮0100光亮0氨氣時間：24 h2銅表面發(fā)暗0.000 25銅表面有少量變色0.000 3210銅表面發(fā)暗，有少量腐蝕0.000 45從表3的結(jié)果可知，由于氨與銅可形成銅氨絡(luò)合物，從而使銅從銅管上溶解下來，其結(jié)果是銅管受到腐蝕。故雖然加氨能較好的殺死田螺及蚌，并且具有加藥量少，成本低等優(yōu)點(diǎn)，但由于其具有腐蝕性，故現(xiàn)場采用添加此類物質(zhì)對設(shè)備是不安全的，同樣，硫

12、酸銅對紫銅管也具有腐蝕性，建議不用于現(xiàn)場試驗。而復(fù)合型殺生劑對銅管無任何腐蝕性，在添加藥劑24 h后，試片表面光亮如初，雖然加藥量高于氨，但因為不對設(shè)備產(chǎn)生任何危害，并能較好地殺死田螺及蚌，故建議采用復(fù)合型殺生劑用于現(xiàn)場試驗。3.4復(fù)合型殺生劑的時效試驗當(dāng)復(fù)合型殺生劑用于現(xiàn)場試驗時，考慮加藥時間對設(shè)備的影響，我們進(jìn)行了殺生劑的時效試驗，試驗結(jié)果見表4。 表4時效試驗浸泡時間/h244872表觀光亮有點(diǎn)變暗變暗腐蝕速度/g.m2.h10004經(jīng)濟(jì)效益分析 總冷卻水水量為260320800 m3/h，按下列兩種不同運(yùn)行方式計算如下：1)運(yùn)行中不停機(jī)添加殺生劑，加藥時間為12 h，按加藥量50 mg

13、/L計算，全年總加藥量為：5.76028808640 t；全年共需費(fèi)用：1.6萬元/t864 t13.824萬元。2)停機(jī)加殺生劑，按加藥量200 mg/L、一次性投加計算，全年總加藥量為：160 kg/次24次3 840 kg3.840 t；全年共需費(fèi)用：1.6萬元/t3.840 t6.144萬元。此外，我們還用提高溫度、濁度和紫外光照、超聲波處理等處理方法進(jìn)行了試驗，針對該水電站冷卻水系統(tǒng)中長有田螺及蚌的實際情況，結(jié)合我們所進(jìn)行的試驗可知，采用物理方法或化學(xué)方法均能有效地殺死冷卻水系統(tǒng)中的田螺及蚌，兩種方法各具有其優(yōu)缺點(diǎn)?，F(xiàn)場采用化學(xué)方法處理，效果顯著。作者簡介于萍，1963年生，1984年畢業(yè)于