（环境工程专业论文）高纯二氧化氯在海水循环冷却水中灭藻的研究.pdf

摘要 击一脉冲投加方式对海水循环冷却水体系进行灭藻控制，一次投加高纯二氧化氯 浓度和每天投加浓度可依据动态试验的结果而定。 关键词：海水循环冷却水硅藻高纯二氧化氯灭藻 i i 硕士学位论文 a b s t r a c t f o rt h es p e c i a ls e aw a t e rc o o l i n gw a t e rc o n d i t i o n s ，al o to fa l g a eb r e e dq u i c k l y , w h i c hm a k e st h ec o o l i n gs y s t e mb l o c k e da n dw a t e rd e g r a d a t i o na n ds oo n t h i s a r t i c l es t u d i e so nt h ea l a g er e m o v e le f f e c to fh i g hp u r i t yc h l o r i n ed i o x i d ei nt h es e a w a t e rc o o l i n gw a t e ra n di t st e s t i n gm e t h o d t oi m p r o v et h ed e t e c t i n ga c c u r a c yo ft h ea l g a er e m o v a l ，w ec o m p a r e dd i f f e r e n t o x i d i z e db i o c i d e sa n dm a d es o m ei m p r o v e m e n t t h ee x p e r i m e n ts h o w e dc h l o r o p h y l l m e t h o dc o u l dd i s t i n g u i s hd e a da n dl i v ea l g a ee f f e c t i v e l y , s oc h l o r o p h y l lm e t h o dw a s c h o s e nt ob ea ne f f e c t i v em e t h o dt od e t e c tt h ea l g a er e m o v a l t oa c h i e v et h ea c c u r a c y a n ds p e e d i n e s so fd e t e c t i n go ft h i sm e t h o d ，w ei m p r o v e dt h ec o n d i t i o n so ft h ec h o s e n d e t e c t i n gm e t h o d t h ee x p e r i m e n ts h o w e dt h a ta f t e rt h ei m p r o v e m e n tc h l o r o p h y l l m e t h o di n c r e a s e dt h es p e e da n dt h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n ( r s d ) w a sb e l o w5 ， w h i c hc o u l dm e e tt h en e e do ft h ed e t e c t i n ga c c u r a c ya n dh i g hs p e e d u s i n gt h et y p i c a la l g a e - d i a t o ma st h ee x p e r i m e n t a ls u b j e c t ，t h eb e s to x i d i z e d b i o c i d ei sc h o s e ni nc o m p a r i s o nw i t hd i f f e r e n to x i d i z e db i o c i d e s t h ec h o s e no x i d i z e d b i o c i d ei sh i g hp u r i t yc h l o r i n ed i o x i d ew h i c hi sp r o v i d e db ye n v i r o n m e n t a lc o l l e g eo f n a n j i n gu n i v e r s i t y o ft e c h n o l o g y b yd o i n gs t a t i c e x p e r i m e n ta n dd y n a m i c e x p e r i m e n t ，w es t u d yt h ea l g a er e m o v a le f f e c tb yu s i n gh i g hp u r i t yc h l o r i n ed i o x i d ei n s e aw a t e rc i r c u l a t i n gc o o l i n gw a t e ra n do b t a i nt h er e a c t i o nc o n d i t i o n ，w h i c hp r o v i d e s b a s i sf o ra c t u a le n g i n e e r i n ga p p l i c a t i o n t h r o u g ht h es t a t i ce x p e r i m e n t ，w ec o m p a r e dt h r e et y p e so fr e a g e n t s ，w h i c hw e r e c h l o r i n e ，l o wp u r i t yc h l o r i n ed i o x i d ea n dh i g hp u r i t yc h l o r i n ed i o x i d e t h er e s u l t s h o w e dh i g hp u r i t yc h l o r i n ed i o x i d eh a da d v a n t a g eo fl e s sc o n s u m ea n df a s te f f e c t w h e nt h ea d d i n gc o n c e n t r a t i o nw a s5 m e g l ，t h ea l g a er e m o v a lr a t ec a m eu pt o10 0 2 4h o u r sl a t e nt h e r ew a sl i t t l ee f f e c tt ot h ea l g a er e m o v a lw h e nc h a n g i n gp h t h e h i g h e rt h et e m p e r a t u r ew a st h eh i g h e rr e m o v a lr a t et h eh i g hp u r i t yc h l o r i n ed i o x i d e h a d t h eu s u a lc o r r o s i o ni n h i b i t o ra n ds c a l ei n h i b i t o rh a dn oa b v i o u se f f e c tt ot h e i i i a b s t r c t r e a c t i o no fh i g hp u r i t yc h l o r i n ed i o x i d e s ot h eh i g hp u r i t yc h l o r i n ed i o x i d ew a sa d a p t t ot h et h et r e a t m e n to f a l g a er e m o v a l b a s e do nt h es t a t i c e x p e r i m e n t ，d y n a m i ce c p e r i m e n t w a ss t u d i e d t h e e x p e r i m e n ts h o w e dt h a tb o t hi m p a c tw a ya n di m p a c t - p u l s ew a y o f a d d i n gr e a g e n th a d g o o dr e s u l t so ft h ea l g a er e m o v a l w h e nt h ea d d i n gc o n c e n t r a t i o nw a s15 m g lu s i n g t h ei m p a c tw a yo fa d d i n gr e a g e n t ，t h ea l g a ew a st o t a l l yk i l l e di n2h o u r s w h e n a d o p t i n gt h ei m p a c t - p u l s ew a yo fa d d i n gr e a g e n tw h i c hw e r ef i r s ti m p a c ta d d i n g c o n c e n t r a t i o no f15 m g la n dp u l s ea d d i n gc o n c e n t r a t i o no f5 m g le v e r yd a y , t h e a l g a er e m o v a lr a t ec o u l dh o l da b o v e9 5 i n3d a y sa n dk e e pa b o u t9 5 a f t e r3d a y s ， w h i c hh a da ne x c e l l e n tr e m o v a la n dc o n t r o le f f e c t a c c o r d i n gt oa b o v er e s u l t s ，t h ei m p a c t - p u l s ew a yo fa d d i n gr e a g e n tc a nb e a t t e m p t e dt o t h ea c t u a lp r o j e c tt oc o n t r o lt h ea l g a eb r e e d i n g ，t h eq u a n t i t i e so ff i r s t i m p a c ta n dp u l s ea d d i n gr e a g e n td e p e n do na c t u a lc o n d t i o n s k e y w o r d s ：s e aw a t e rc i r c u l a t i n gc o o l i n gw a t e r ；d i a t o m ；h i g hp u r i t yc h l o r i n e d i o x i d e ；a l g a er e m o v a l i v 硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第一章引言1 1 1 课题背景1 1 2 海水循环冷却系统的应用条件及现状2 1 2 1 海水循环冷却系统的应用条件2 1 2 2 海水循环水技术的国内外研究现状3 1 3 海水循环水系统目前存在的问题5 1 3 1目前存在的主要问题5 1 3 2 拟解决的问题6 1 4 藻类的控制方法6 1 5 杀生剂的现状与发展趋势7 1 6 二氧化氯的应用及杀生机理研究9 1 6 。1 二氧化氯的应用9 1 6 2 二氧化氯杀生机理研究1 1 1 7 研究意义和内容1 3 1 7 1 研究意义1 3 1 7 2 研究内容1 4 参考文献1 5 第二章海洋硅藻灭藻率测定方法的改进研究1 8 2 1 前言1 8 2 1 1 硅藻细胞特点1 8 2 1 2 硅藻培养条件1 9 2 1 3 常用藻类检测方法1 9 2 1 4 藻类杀灭效果检测方法的选择1 9 2 2 实验准备2 0 2 2 1 实验水样2 0 2 2 2 实验药剂2 l 2 2 3 实验仪器设备2 2 2 3 藻细胞浊度法和叶绿素法的比较2 2 2 3 1 浊度法吸收峰确定2 2 2 3 1 浊度法与叶绿素法的比较2 2 2 3 2 结果与分析2 3 2 4 叶绿素法的改进2 5 2 4 1不同叶绿素法的比较2 5 2 4 2 浸泡法和冻融法方法改进2 7 2 4 3 结果与分析2 7 目录 2 5 本章小结3 0 参考文献3 2 第三章静态灭藻实验研究3 3 3 1 引言3 3 3 2 实验准备3 5 3 2 1 实验水样3 5 3 2 2 实验药剂3 5 3 2 3 实验仪器设备3 5 3 2 4 分析方法3 6 3 3 实验方法3 7 3 3 1不同杀生剂灭藻实验比较3 8 3 3 2 高纯二氧化氯灭藻影响因子研究3 8 3 4 实验结果与讨论3 9 3 4 1不同杀生剂灭藻效果比较3 9 3 4 2 高纯二氧化氯灭藻影响因子研究4 2 3 5 本章小结4 4 参考文献4 5 第四章动态模拟实验研究4 6 4 1 引言4 6 4 2 实验准备4 6 4 2 1 实验水样4 6 4 2 2 实验药剂4 6 4 2 3 实验仪器设备4 6 4 2 4 实验装置4 7 4 3 实验步骤4 9 4 。4 动态实验研究4 9 4 4 1 系统运行条件及水质4 9 4 4 2 浓缩倍数的确定5 0 4 5 高纯二氧化氯灭藻效果的研究5 2 4 5 1 冲击式投加高纯二氧化氯灭藻效果研究5 2 4 5 2 冲击一脉冲式投加高纯二氧化氯灭藻效果研究5 3 4 6 本章小结5 5 参考文献5 6 第五章结论与展望5 7 5 1 结论5 7 5 2 建议5 8 j 裁果5 9 致谢6 0 硕士学位论文 1 1 课题背景 第一章引言 水资源是一种极为宝贵的自然资源，是人类生存和发展不可缺少的物质。水 资源作为国民经济的基础资源，已成为地区开发的中心问题和经济发展的主要制 约因素。 我国是被联合国列为世界上1 3 个最缺水的国家之一，淡水资源不足是我国 最严重的资源问题之一，而我国海岸线长达1 8 2 1 0 3 k m ，沿海有几十座城市， 拥有丰富的海水资源。据统计，城市用水中8 0 是工业用水，工业用水中约8 0 是工业冷却用水。因此，在沿海地区地区，采用海水作为冷却水水源，以节约淡 水，使有限的淡水资源得到最大限度地利用是解决我国工业领域中水资源短缺状 况的重要途径。 利用海水作为冷却介质有2 种不同的冷却方式：一是海水直流冷却；二是海 水循环冷却【1 ，2 1 。海水直流冷却技术，是以原海水为冷却介质，经换热设备完成 一次性冷却后，即直接排海的冷却水处理技术。它具有深海取水温度低、冷却效 果好和系统运行管理简单等优点；但也存在取水量大、工程一次性投资大、排污 量大和海体污染明显等问题。随着国际环境保护公约的出台，对海水直流冷却技 术提出了更高的环保要求，原有技术尚需进一步改进和完善，并逐渐向无公害方 向发展。海水循环冷却技术，是以原海水为冷却介质，经换热设备完成一次冷却 后，再经冷却塔冷却、并循环使用的冷却水处理技术，具有海水取水量小、工程 投资和运行费用低及排污量小等优点，按每年3 2 0 天计海水循环冷却较直流冷却 每年可节省费用5 5 万至7 0 万元，且对于大量采用淡水循环水的沿海企业采用海水 直流冷却会消耗大量的改造资金，形成资源的浪费。而采用海水循环冷却技术只 需要少量的改动即可达到效果，因此与海水直流冷却和淡水循环冷却相比，在技 术、经济和环保等方面更具优势。可以预见，海水循环冷却技术将是海水冷却技 术将来主要的发展方向。循环冷却水系统简化流程示意图如图1 - 1 所示【。 第一章引言 图1 1 海水循环冷却水工艺流程 f i g 1 - 1s e aw a t e rc i r c u l a t i n gc o o l i n gw a t e rp r o c e s sf l o w 1 2 海水循环冷却系统的应用条件及现状 1 2 1 海水循环冷却系统的应用条件 能够使用海水作为循环冷却水的企业，首要条件就是靠近海边，可以采用海 水作为循环水源1 3 。国内一般采用的是直流循环，有较好的经济性，但是其主要 的缺点是温排水会带来热污染。根据g b 3 0 9 7 - - 1 9 9 7 海水水质标准规定，我 国一二类海水水质均规定人为温升不得高于1 ( 夏季) 或2 ( 其它季节) ，只 有三类四类海水水质的人为温升可以达至i j 4 * c 4 。若电厂循环水排水口处在一二 类海水区或排水海域水流缓慢，温排水难以充分稀释等状况，开式循环就不能满 足日益严格的环境要求，因此在这种状况下就必须使用海水循环冷却系统。例如， 深圳福华德电力有限公司技改工程，虽然离海较近，但原取水口不具备扩建的条 件，且近海水域浅，较难就近选出新的取水口。工厂排水口周围均有水产养殖场， 对扩建电厂的温排水有较高的要求，采用海水直流冷却系统条件不具备，电厂附 近无合适的淡水水源，因此，海水循环冷却系统作为可行设计考虑的方案之一【5 】。 海水与河水、湖水不同，海水是一种稀电解质溶液，含有以氯化钠为主的大 量盐类，主要成分为n a + 、c 1 。，m 9 2 + 、c a 2 + 、i c 、h c 0 3 。、s 0 4 2 。、b f 等离子。世 硕士学位论文 界上不同地区海水的主要成分之间存在着恒定的比例关系。海水中总的溶盐质量 分数有变化，一般的海水含盐质量分数为3 - 3 5 ( 含盐量3 0 0 0 0 - - - - 3 5 0 0 0m e t e ) ， 有的可大到4 4 5 ( 含盐量4 0 0 0 0 - - 4 5 0 0 0m g l ) 。海水中存在的主要离子 含量及比例示如表1 1 【6 1 。 表1 - 1海水中存在的主要离子含量及比例 t a b l e1 1t h ec o n t e n ta n dr a t i oo fm a i ni o n si nt h es e aw a t e r 阳离子离子含量( )离子相对含量( )阴离子离子含量( )离子相对含量( ) n a +1 0 5 5 63 0 6 l c r 1 8 9 8 05 5 0 4 m g 扣 1 2 7 23 6 9s 04 t2 6 4 97 6 8 c a 扣0 4 0 01 1 63 。o 1 4 00 3 0 k + 0 3 8 01 1 0 b f - 0 0 6 50 1 9 s po 0 1 30 0 4b o3 3 - 0 0 2 40 0 7 国外有关标准规定使用海水含盐的质量分数可在5 5 - - - 6 o ，但不宜大于 6 o 。美国m a r l e y 公司对其不同类别的海水冷却塔的适用范围都有明确的规 定。如8 0 0 系列混凝土结构的机械通风逆流式冷却塔的循环水水质的适用范围 为：p h 值为6 5 9 0 ，n a c l 含量 1 5 0 0m g l ( c 1 含量 9 1 0m g l ) ，n h 3 含量 1 6m g l ，c a c 0 3 含量 8 0 0m g l ，s 0 4 2 含量 1 2 0 0m g l ，s i 0 2 含量 c 1 2 氯胺， 但对于在水中的稳定性：氯胺 c 1 0 2 c 1 2 0 3 。从两个方面来看，c 1 0 2 的杀生效 果最好。但是，由于二氧化氯在水中易挥发稳定性较差，易发生爆炸，要现场发 生，经济上没有优势等原因，国外二氧化氯在冷却水处理中用得并不普遍。然而 我国这几年中二氧化氯在冷却水系统用得非常普遍，且发展很快，并且全用“稳 定性二氧化氯 。 臭氧( 0 3 ) 是一种强氧化剂，具有优异的杀菌效果，可降低细菌总数，从 而减少黏泥附着。由于0 3 能氧化水中的生物体等有机物，因此可明显降低水的浊 度、悬浮物、c o d 等，大大改善循环水的水质，减少排污，提高浓缩倍数。但 0 3 对藻类控制不好，冷却塔暴露处有青苔，另外向水中大量投加0 3 同时也增加 了水中的溶解氧，溶解氧的腐蚀也是循环水系统的一个重要问题，还有0 3 的氧化 性太强，对水中有机物有分解作用，使得其他的缓蚀阻垢剂几乎无法与之匹配， 0 3 在水中的溶解度小，又必须现场发生，导致成本过高。目前冷却水处理中单独 用0 3 ，作杀菌剂并不普遍。 非氧化型杀菌剂【2 8 】是循环冷却水处理中另一大类杀菌剂，它们基本上是有 机化合物，就某些方面来讲，它比氧化性杀菌剂使用更方便且有效。非氧化性杀 菌剂种类较多，应用较早的有氯酚类、有机胺类、有机硫化合物、季铵盐类，新 开发的有异噻唑啉酮、有机锡化合物、戊二醛等。但由于价格昂贵，使用受到限 制，加之长期使用，微生物也会产生抗药性。为了有效的控制微生物和生物粘泥， 只好加大药剂用量和频繁交替投加多种杀生剂来维持水处理效果【2 9 1 。 硕士学位论文 1 6 二氧化氯的应用及杀生机理研究 戤，0 4 0 4 。 图1 - 2 二氧化氯的分子结构 f i g 1 - 2t h em o l e c u l es t r u c t u r eo fc h l o r i n ed i o x i d e 二氧化氯，相对分子质量为7 6 4 5 2 ，常温常压下c 1 0 2 是一种带有辛辣气味 的黄色气体，冷却至4 0 。c 以下，成为深红色液体：温度低于5 9 。c 时，为橙黄色 固体。c 1 0 2 气体易溶于水形成黄绿色溶液，作为溶解的气体保留在溶液中，在 阴凉处避光保存并严格密封非常稳定；c 1 0 2 还溶于冰醋酸、四氯化碳中，易被 硫酸吸收且不与其反应。 1 g 1 二氧化氯的应用口1 3 2 3 二氧化氯作为一种高效、安全的杀菌消毒剂、除臭剂、漂白剂、氧化剂，与 氯气、臭氧和氯胺等常规用品相比，它的综合性和经济效益好。特别是近十几年 来，随着人们环保意识的加强，二氧化氯的应用受到普遍关注。 纸浆、纺织行业常用的漂白剂是氯气和氯酸钠，由于二者在使用过程中易产 生危害环境的氯代产物，自2 0 世纪7 0 年代以来，在北美、西欧、日本等发达国 家逐渐被漂白性能更强而不产生有害副产物的二氧化氯所取代。二氧化氯可将木 浆漂白到白度9 0 以上，尤其是对于硫酸盐木浆，到目前为止，还未发现一种在 成本及纸浆白度、强度等方面超过它的漂白剂。在对织物进行漂白时，二氧化氯 对纤维几乎不损伤，白度稳定性好，是精制棉的最佳漂白剂。将其用于油脂脱色 9 第一章引言 及面粉、淀粉、粉丝、花生外皮、瓜子外皮等其它方面的漂白，其效果明显优于 亚硫酸盐、过氧化氢、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、溴酸钾等漂白剂。 在水处理行业，二氧化氯可广泛用于饮用水的消毒、脱色、除臭，工业循环 冷却水杀菌灭藻及工业废水、生活污水的净化处理等饮用水的传统消毒剂氯气 在应用过程中易产生三氯甲烷等致癌物质【3 3 1 ，已引起世界各国的高度重视。用 二氧化氯替代液氯、次氯酸钠等对饮用水进行消毒，不仅不生成有害物质，而且 它可以使致癌的稠环化合物降解成无致癌作用的物质，并可除去水中的无机物和 异味，因此二氧化氯作为液氯和次氯酸钠的换代产品受到世界发达国家的普遍重 视。在美国和加拿大有6 0 0 多家水厂已使用二氧化氯消毒生活饮用水；意大利不 仅将c 1 0 2 用于生活饮用水消毒，也在发电厂、炼钢厂、纸浆厂、石油化工生产的 用水系统中使用c 1 0 2 作为控制生物污染的消毒药剂；在德国已有超过7 0 的饮用 水采用c 1 0 2 消毒【3 4 1 。同时二氧化氯也是工业循环冷却水系统的强力杀生剂。2 0 世纪7 0 年代初，美国的一些氨厂、石油化工厂、炼油厂、电厂等在循环冷却水 系统开始使用二氧化氯作为水处理剂。实际应用表明，二氧化氯在使用过程中具 有用量少、杀菌灭藻效果明显优于氯气、不污染环境等特点，并且操作方便，使 用成本低，经济效益明显，特别适于在水质较差、菌藻繁殖严重、采用全有机碱 性水稳剂和氨厂循环冷却水系统使用，是一种比较理想的杀生剂。 稳定性二氧化氯作为新型洗涤消毒剂是对其净化功能的进一步开发和应用， 其配方主要由稳定性二氧化氯和各种表面活性剂组成；由于通过固体吸附剂缓慢 释放的低浓度二氧化氯气体对人体没有毒害作用，对空气却有杀菌消毒效果，可 以有效地除去空气中的臭味、异味，近几年已被开发成为一种新型的室内空气净 化清新剂。 此外，对于富营养化的水库，可用二氧化氯杀灭浮游藻类群体：用二氧化氯 对温室蔬菜和田间果蔬防病，既可解决植物的杀菌防病，又不会导致环境污染。 在一些特殊场合，二氧化氯可用于隐形眼镜片消毒、殡仪馆尸体防腐、米糠油净 化、白发治疗剂等，应用效果都非常理想。 硕士学位论文 1 6 2 二氧化氯杀生机理研究 1 6 2 1 二氧化氯对病毒和细菌的杀生机理研究 b e n a r d e 3 5 】等采用快速消毒取样法，结合分光光度法和同位素示踪法观察了 二氧化氯对大肠杆菌的细胞壁和蛋白质合成的影响后指出，用二氧化氯处理细菌 后其细胞内容物( 蛋白质和核酸) 没有渗漏出来，说明消毒剂没有破坏细胞壁的 完整性，而细胞合成蛋白质的过程却明显抑制，并且受抑制程度与二氧化氯的投 加量对应。r o l l e rs d 3 6 1 等试图通过对二氧化氯作用后细菌脱氢酶、蛋白质合成 及病毒核酸的感染性等方面的研究来阐述其作用机理，试验结果显示在作用的前 5 秒内，所有的脱氢酶活性均被抑制，但此时相当多的细菌仍可存活；蛋白质合 成部分被抑制，且抑制程度与作用浓度存在一定关系；而病毒d n a 在消杀后其 转化活性不受影响，即使用二氧化氯作用于裸露的病毒d n a ，对其转化活性亦 无明显影响。据此他推断二氧化氯对细菌细胞的最初作用不在研究的这三个方 面，而是在其它地方。刘雪林等p 7 1 报告认为，二氧化氯对大肠杆菌a t p 酶的破 坏和使脂质过氧化，是大肠杆菌死亡的重要原因。张晓煜【3 8 】研究显示，二氧化 氯可以对细菌的屏障功能造成破坏，导致细胞内容物的渗漏，能够直接作用于细 菌核酸，可造成细菌超微结构的改变，如出现细胞壁褶皱、电子密度增大，以及 细胞质凝集等现象，尤其是细胞质的凝集现象，可能与二氧化氯致死细菌有密切 关系菌所要达到的浓度，即使以高于能够直接作用于细菌核酸浓度的二氧化氯作 用于细菌后，其核酸仍未被破坏而保有完整性。也有报道，二氧化氯作用于细胞 内含巯基的酶。另有报道，二氧化氯有很强的氧化分解能力导致氨基酸链断裂， 蛋白质失去功能，从而使微生物死亡。它的作用既不是蛋白质变性作用，也不是 氯化，而是强大的氧化作用。 目前对于二氧化氯使微生物致死的主要成因还没形成一致的看法。较多研究 者认可二氧化氯能干扰细菌蛋白质的合成的观点，但现在缺乏这方面更深入细致 的研究。 1 6 2 2 二氧化氯对藻类的杀生机理研究 张友来等【3 卅报道c 1 0 2 在水中以中性或接近中性分子形式存在，因而它能够 迅速扩散到带有负电荷的藻细胞表面，凭借其对细胞壁良好的吸附和穿透性能， 第一章引言 渗透到细胞内部，通过强氧化作用破坏细胞中一定的功能性蛋白基团，使细胞蛋 白质的合成受到抑制，细胞正常代谢终止，藻类最终灭活。对低等生物而言，大 量c 1 0 2 分子聚集在细胞周围，从而起封锁作用，使细胞失去利用蛋白质的能力， 破坏了蛋白质合成新细胞的过程，阻碍了细胞的再生，并最终达到破坏并抑制细 胞生长的效果。 宋鸿等【4 0 】研究表明二氧化氯对藻类的控制主要是因为它对苯环有一定的亲 和性，能使苯环发生变化而无嗅无味。藻类叶绿素中的吡咯环与苯环非常类似， 二氧化氯也同样能作用于吡咯环，氧化叶绿素，致使藻类新陈代谢终止，合成蛋 白质中断。这个反应结果对植物的损害在于原生质脱水而带来的高渗的收缩，是 个不可逆过程，导致藻类死亡。 王宁【4 1 】等研究表明强氧化剂对海洋微藻叶绿素具有强烈的脱色效果，能使 海洋微藻的光合色素脱色，使微藻无法进行光合合成，即使在适宜生长的环境中 也会很快地死亡。张珩【4 2 】的研究报告表明，2 0 m g l 的二氧化氯在2 4 h ，6 0 m g l 在3 m i n 内就能使海洋微藻棕囊藻细胞的叶绿素明显脱色，叶绿素a 含量显著下 降，图1 3 至1 5 分别为浓度为处理前、加0 5 m g l ，和o 8 m g l 的二氧化氯处 理的棕囊藻细胞扫描电镜图。由图中可知，正常藻细胞形态发生严重变形，细胞 明显凹陷不平，提示二氧化氯可能破坏了藻细胞的细胞膜结构和蛋白质骨架，造 成细胞塌陷，不能维持正常的形态而变得不规则。随着浓度的增加，藻细胞破坏 加剧，外部形态变得更不规则，甚至被裂解成碎片。 图1 3 正常球形棕囊藻细胞扫描电镜图 f i g 1 - 3t h es c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p eo fn o r m a lr o u n dp h a c o c y s t i sc e l l 硕士学位论文 图1 - 40 5 m g l c l 0 2 作用的棕囊藻细胞扫描电镜图 f i g 1 - 4t h es c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p eo f p h a e o e y s t i sc e l lt r e a t e dw i t ht h ec 1 0 2c o n c e n t r a t i o n 0 5 m g l 图i - 5o 8 m g l c l 0 2 作用的棕囊藻细胞扫描电镜图 f i g 1 5t h es c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e o fp h a e o e y s f i sc e l lt r e a t e dw i t ht h ec 1 0 2c o n c e n t r a t i o n o fo 8 l i 虮 1 7 研究意义和内容 1 7 i 研究意义 工业海水循环冷却水技术的需求日益增加，而目前我国该方向上的研究较 少，尤其对于海水中藻类大量繁殖所引发的问题。氧化型杀生剂在淡水循环冷却 水中已获得较好的应用，在海水循环冷却水中的应用研究鲜见报道，本文拟选择 海水中的硅藻为杀灭对象，通过实验比较几种氧化型杀生剂的杀灭效果，选出快 第一章引言 速、高效、二次污染小、运行成本低的灭藻剂，并尝试通过静态实验和动态实验 考察高纯二氧化氯对于硅藻杀灭效果的影响因子，得到较好的作用条件，为工程 实践提供可参考依据，具有较为实际的工程应用意义。 1 7 2 研究内容 选择海洋中具有代表性的硅藻作为研究对象： ( 1 ) 通过比较、改进评价海洋硅藻的灭藻率的测定方法，得到一种适合的 灭藻率评价方法，为后续实验提供快速、准确的检测方法； ( 2 ) 通过静态实验，在实际海水环境中，以硅藻为研究对象，比较液氯、低 纯度二氧化氯和高纯二氧化氯在不同投加量、反应时间下的灭藻效果；优选高纯 二氧化氯的作用浓度；考察杀生条件( 温度、p h 、缓蚀剂和阻垢剂) 对高纯二 氧化氯灭藻效果的影响； ( 3 ) 模拟动态海水循环冷却环境，考察高纯二氧化氯冲击式投加和冲击 脉冲式投加对海水中藻的杀灭效果； ( 4 ) 评价高纯二氧化氯在海水循环冷却水中的使用效果，初步得到运行条 件。 硕士学位论文 参考文献 1 侯纯扬海水冷却技术 j 】海洋技术，2 0 0 2 ，2 1 ( 4 ) ：3 3 4 0 2 f e r m b a c k ，g o r a n s e aw a t e rp l a y sk e yr o l ei ns t o c k h o l mc o o l i n gs y s t e m j i n t d i s t r i c th e a t i n g & c o o l i n ga s s o c ，19 9 5 ，8 1 ( 1 ) ：4 1 3 】姜靖雯海水用于循环冷却系统的相关问题探讨【j 】广东化工，2 0 0 6 ，3 3 ( 8 ) ： 6 2 - 6 4 【4 中华人民共和国国家标准g b 3 0 9 7 1 9 9 7 ，海水水质标准 【5 】徐明海水用于电厂循环冷却系统的探讨【j 】电力建设，2 0 0 5 ，2 3 ( 5 ) ：1 2 - 1 3 【6 】侯纯扬，武杰，赵楠等海水直流冷却水系统金属腐蚀、污损生物附着及其对 策【j 】海洋技术，2 0 0 2 ，2 1 ( 4 ) ：4 1 4 5 【7 】王广珠，李承蓉，周金德海水循环冷却技术的研究与应用现状【j 】热力发电， 2 0 0 7 ，3 6 ( 1 1 ) ：6 8 - 7 1 【8 p a m a i ksr ，e ta 1 e v a l u a t i o no fm o l y b d a t e - p o l y v i n y la l c o h o lm i x t u r e sa s i n h i b i t o r sf o rm i l ds t e e lc o r r o s i o ni ns y n t h e t i cs e a w a t e r j b u l le l e c t r o c h e m ，19 9 3 ，9 ( 2 - 3 ) ：6 6 - - - 6 8 【9 9l a ipk ，h i n t o nb rw e l e c t r o c h e m i c a ls t u d yo ft h ec o r r o s i o ni n h i b i t i o no fm i l d s t e e l 、析t 1 1c e r i u mc h l o r i d ei ns a l i n es o l u t i o n j p r o e - c o r r o s p r o v ，19 9 5 ，9 5 ( 51 ) ： 1 0 - 1 5 1 0 】沈兵海水循环冷却技术【j 海洋技术，1 9 9 4 ，3 ：1 5 - 1 6 【1l 】阳明，关秀彦，罗奖合等万吨级海水循环冷却系统特点和运行经验 j 】热力 发电，2 0 0 7 ，3 6 ( 8 ) ：8 8 - 9 0 【1 2 】赵建祖，杨东方海水循环冷却防垢技术的研究 r 】电力工业部西安热工研究 所技术报告，1 9 9 6 【1 3 】张玉忠，彭晓敏浅谈海水循环冷却处理技术【j 】工业水处理，2 0 0 4 ，2 4 ( 8 ) ： 1 4 1 7 1 4 白荣明，伊世蓉抑制海水腐蚀碳钢缓蚀剂的研究 j 】工业水处理，1 9 9 1 ，1 1 ( 6 ) ：2 0 1 5 】钟云泰，舒慧直流式海水冷却系统中贝壳类污垢的控制 j 】工业水处理， 2 0 0 6 ，2 6 ( 4 ) ：8 7 - 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