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以城市再生水作为补给水回用到循环冷却系统逐渐成为节水的重要措施之一。但再生水多来源于生活污水经处理厂处理后的二级出水,其水质复杂,由于食品、饮料和日化产品等富含有机磷酸酯,使有机磷成为再生水中营养元素的重要组成部分。磷是引起系统结垢、腐蚀和微生物滋生等问题的重要因素之一,其形态、含量对系统的安全运行具有一定影响。目前,关于再生水中的有机磷在循环冷却系统内迁移转化规律及其对系统结垢腐蚀影响的研究报道较少,且无统一定论。本文通过搭建模拟循环冷却系统装置,以系统补给水(城市再生水)中的有机磷污染物为研究对象,基于磷谱核磁共振技术(31P-NMR),从提取剂种类、提取时间和提取垢量3个条件,建立并优化了垢层中颗粒态有机磷的提取方法。利用该方法,研究了再生水中有机磷在不同运行条件(温度、流速、浓缩倍率)和不同水质条件(硬度、有机磷浓度)下由水相溶解态至垢层颗粒态之间的迁移转化规律,并考察了其迁移转化对系统结垢、腐蚀的影响。垢层中颗粒态有机磷提取方法优化结果表明:提取剂为0.25mol/L NaOH与0.05mol/L EDTA的混合溶液;提取时间为20h;提取垢量为0.4g。不同运行条件对有机磷的迁移转化及结垢腐蚀影响研究结果表明:温度、流速和浓缩倍率(COC)对有机磷的迁移转化影响较大。随着温度和浓缩倍率的升高,有机磷的迁移率和转化率均逐渐增大,随着流速的增大,有机磷的迁移率和转化率呈先上升后下降的趋势。当50℃、COC6、0.6m/s时,有机磷的迁移率分别为3.62%、7.52%和3.29%,转化率分别为58.95%、68.49%和59.28%,有机磷主要发生分解转化反应。31P-NMR测试结果表明,颗粒态磷的主要形态是正磷酸盐、膦酸盐和磷酸单酯,说明垢中的磷除迁移的有机磷外全是有机磷分解转化而成的正磷酸盐。有机磷的迁移率和转化率越高,系统的结垢量和腐蚀率越大。综合考虑,系统的最佳运行条件为40℃、0.5m/s和COC4。不同水质条件对有机磷的迁移转化及结垢腐蚀影响研究结果表明:硬度越高时,有机磷的迁移转化程度越大。当硬度为TH6时,有机磷的迁移率和转化率高达6.69%和52.21%;有机磷浓度越高时,有机磷的迁移转化程度越低,当有机磷浓度为12mg/L时,有机磷的迁移率和转化率仅为2.96%和33.82%,有机磷主要发生分解转化反应。31P-NMR测试结果表明,颗粒态磷的主要形态是正磷酸盐和磷酸单酯,且正磷酸盐的含量最高,说明有机磷的分解转化产物主要是正磷酸盐。有机磷的迁移率和转化率越高,系统的结垢量和腐蚀率越大。综合考虑,系统的最佳水质条件为硬度TH4、有机磷浓度为12mg/L。该研究成果可为实际电厂的安全高效运行提供数据参考,为再生水在循环冷却系统的广泛应用奠定理论基础,具有重要的社会意义和经济价值。