发电厂循环水浓缩倍率对不锈钢表面SRB生物膜腐蚀的影响研究

发布时间：2020-06-26 08:47

【摘要】：本课题以SS316L和SS304为研究材料,以取自北京某热电厂循环冷却水系统补充水的再生水的分离细菌为实验所用细菌,以北京某热电厂循环冷却水系统补充水的再生水为试验用水。通过实验研究典型再生水中SRB的生长特性、水质因子对SRB生长的影响、SS316L表面生物膜的XPS谱图分析、生物膜下不锈钢材料的电化学腐蚀行为、不锈钢表面生物膜下腐蚀形貌及组分变化分析等,得到如下结论。实验表明实际再生水中电厂分离细菌可以迅速大量繁殖,在离子强度增大的浓缩3倍再生水中电厂菌繁殖量比再生水中更大。水质因子影响试验表明当再生水中SO42-/Cl比例为1.5时,电厂菌对S042-还原率高；电厂菌对S042-的还原率随再生水中NH4+-N浓度而增大。XPS分析结果表明Fe元素形态变化在再生水中依次为1-3d的Fe203和Fe304(钝化膜主要成分),7d时出现FeOOH,14d时才与硫离子形成FeS2；离子强度增大的浓缩3倍再生水环境中浸泡1d-3d的含铁化合物为Fe2+,浸泡7d-20d时含S和Fe的化合物含量进一步增加,化合物形态为FeS和FeS2。离子强度的增大影响电厂菌生物膜在SS316L表面的腐蚀化学行为的发展进程,起到促进阴极去极化反应的作用。离子强度增大的3倍浓缩再生水中不锈钢试片表面出现Si化合物等沉积物的时间比再生水中早,分别为浸泡3d和7d。含C和O化合物的结合能对应的官能团为C—C,C—H及C=O,电厂菌生长代谢产生的胞外聚合物的有机化合物可能为含烷基和羰基的烃类化合物、酯类化合物或烷烃的衍生化合物等；两者的原子摩尔百分比在浓缩3倍再生水中于浸泡7d时达到峰值,而再生水中为14d。离子强度的变化影响了沉积物和胞外聚合物形成的速度,高倍率再生水中混合物更早覆盖SS316L表面。SEM/EDS试验表明在接种电厂菌的再生水中浸泡的SS316L试片表面发生了点蚀,随时间的推移点蚀越来越严重；再生水经浓缩3倍后浸泡20d后致密的生物膜加剧对不锈钢的腐蚀,形成更多的点蚀坑。离子强度的增大促进了点蚀。腐蚀电化学行为研究结果显示随浓缩倍率提高离子强度增大,相同浸泡时间Rp依次减小,Vcor依次增大。离子强度增大后,电厂菌的生物膜形成更为致密的膜层,SS316L表面的腐蚀速率增大。相同的浸泡时间SS304电极的i0是SS316L电极的io的近10倍,Vcor也大于SS316L电极,表明SS316L比SS304更耐蚀。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621;TQ085.4

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本文编号：2730099