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法國(guó)Moselle River電廠冷卻水回路斑馬紋貽貝控制

論文類(lèi)型 技術(shù)與工程 發(fā)表日期 2004-10-01
來(lái)源 中國(guó)水網(wǎng)
作者 曾佚平整理
摘要 TESTING OF FIVE METHODS FOR THE CONTROL OF ZEBRA MUSSELS IN COOLING CIRCUITS OF POWER PLANTS LOCATED ON THE MOSELLE RIVER 曾佚平整理 <法國(guó)國(guó)家電力(EDF) 報(bào)告>   不論是以(技術(shù)可行性)、(對(duì)抗貽貝的效果)或是(環(huán)保觀點(diǎn))和(處理成本)來(lái)說(shuō),試驗(yàn)結(jié)果顯示使 ...

TESTING OF FIVE METHODS FOR THE CONTROL OF ZEBRA MUSSELS IN COOLING CIRCUITS OF POWER PLANTS LOCATED ON THE MOSELLE RIVER

曾佚平整理

<法國(guó)國(guó)家電力(EDF) 報(bào)告>

  不論是以(技術(shù)可行性)、(對(duì)抗貽貝的效果)或是(環(huán)保觀點(diǎn))和(處理成本)來(lái)說(shuō),試驗(yàn)結(jié)果顯示使用Mexel.432是達(dá)到試驗(yàn)主旨所尋求的最佳處理方案。
  本文譯自『EDF(法國(guó)電力公司) Report』”Testing of five methods for the control of Zebra (including MEXEL 432) - Ref DEF-DER-1993” (completed on Dec., 1993)

法國(guó)Moselle River電廠冷卻水回路斑馬紋貽貝控制
<五種處理方法的試驗(yàn)>

一、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo) (Objectives)

  位于Moselle River河谷的電廠進(jìn)水回路內(nèi)長(zhǎng)滿了斑馬紋貽貝,每年夏天將其幼蟲(chóng)產(chǎn)在河盆和坑道的壁面上。研究的主旨是要尋求可替代或可互補(bǔ)方案,以期得以清除回路中的斑馬紋貽貝,依據(jù)過(guò)去已發(fā)展的一些防止斑馬紋貽貝的處理方案(EDF/DER report HE/31-90.34),作為現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估選定處理方法的試驗(yàn)指導(dǎo)。

二、方法 (Methods)

  試驗(yàn)是在Cattenom核能發(fā)電廠進(jìn)行,針對(duì)Moselle River采集的斑馬紋貽貝。為了測(cè)試二氧化氯和有機(jī)組成物,一套試驗(yàn)設(shè)備是采用持續(xù)給水,水源來(lái)自電廠Moselle River河水的進(jìn)流處。

三、結(jié)果 (Results)

  ·熱處理:因?yàn)橄奶斓臒岫葼顩r(適應(yīng)溫度在20-25℃),在消除斑馬紋貽貝上,37℃20分鐘或 40℃10分鐘的熱處理是有效的。
  ·電解氯化:使用高劑量氯化并且殘余氯濃度為100-200 mg/l時(shí),只需做2個(gè)24小時(shí)的添加處理便可殺死斑馬紋貽貝。
  ·二氧化氯:殘余量0.2mg/l持續(xù)8天的處理是有效的,較低濃度的長(zhǎng)期添加也可達(dá)到效果。
  ·氯化鉀:斑馬紋貽貝對(duì)于鉀非常敏感,可是需要非常高濃度的氯化鉀:約需濃度600mg/l并做2天的添加處理。
  ·有機(jī)產(chǎn)品 MEXEL 432:M.432不含毒性有機(jī)物或礦物質(zhì),一旦混合于水中,會(huì)形成分子膜的特性來(lái)對(duì)抗生物附著,其直接作用在貽貝的垂肉,使用M.432的處理約需20小時(shí),7mg/l(殘余量3.5mg/l)的添加即可見(jiàn)效。

四、各種方法的比較 (Comparsion of methods)

  · 熱處理:不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)排放物質(zhì)。然而,以目前的冷卻水系統(tǒng)而言,若沒(méi)有特殊設(shè)計(jì)裝置,此種處理方法,實(shí)際上應(yīng)用起來(lái)非常困難。
  · 二氧化氯: 由于處理Moselle River河水的高需求量,二氧化氯處理的成本高昂難估;此外,二氧化氯處理會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品的化學(xué)釋放,現(xiàn)場(chǎng)二氧化氯的生產(chǎn)是非常危險(xiǎn)的,必須受到嚴(yán)格安全規(guī)則的規(guī)范。
  · 電解氯化 和 氯化鉀:關(guān)于電解氯化或氯化鉀的處理,唯一可使用處是處理回路最敏感區(qū)域的小水量〔非-更新水〕,而且氯化設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生有機(jī)鹵素化合物。
  · 有機(jī)產(chǎn)品 MEXEL 432:在施用技術(shù)和成本觀點(diǎn)上,顯示M.432的處理最理想。另外還要考慮的是環(huán)境接受度:必須確認(rèn)放流水中沒(méi)有殘余毒性。以下會(huì)更詳細(xì)介紹M.432生物分解性和長(zhǎng)效性。
簡(jiǎn)介 (Introduction)
  法國(guó)EDF.電力在Moselle、Rhone和Seine river河谷的所有發(fā)電廠,在進(jìn)水入口處和冷卻水系統(tǒng)的多處不同區(qū)域,發(fā)現(xiàn)斑馬紋貽貝已有數(shù)十年的歷史。
  在八十年代初期,EDF.研發(fā)部門(mén)進(jìn)行了多項(xiàng)研究:法國(guó)各大河川Dreissena polymorpha的生物習(xí)性(1)、使用氯及二氧化氯處理的試驗(yàn)(2)(3),至今還沒(méi)有特定的方法可采用來(lái)防止貽貝的生成。
  一般而言,若使用機(jī)械式清洗冷卻系統(tǒng),能解決大部份生物附著的問(wèn)題,以EDF.的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō),河水的生物附著(bio-fouling)對(duì)于冷卻系統(tǒng)的威脅比附著積塞在海水電廠冷凝器的藤壺(barnacles)和藍(lán)貽貝來(lái)得輕微,針對(duì)冷卻水塔隔板附著物periphyton和algae(藻類(lèi))的消除,通常很少使用電解氯化處理,然而,海岸電廠系統(tǒng)的防護(hù)措施則是采用持續(xù)低劑量氯化處理。
在1989年EDF.Cattenom核能電廠,核能和非核能補(bǔ)助冷卻系統(tǒng)的熱交換器,必須非常頻繁的清洗,約400m3的斑馬紋貽貝和泥漿從給水管路中清出。為了解決交換器的積塞危險(xiǎn),決定使用下述2種方法:
  ─ 每年使用機(jī)械式清洗,來(lái)降低壁面貽貝的數(shù)量
  ─ 逐漸設(shè)置碎片過(guò)濾器,來(lái)防止熱交換器的貽貝附著和殼片的流入管路
  1990年代初期,決定進(jìn)行另一項(xiàng)計(jì)劃來(lái)尋求更理想的處理方法,以取代每年使用清洗設(shè)備來(lái)清除斑馬紋貽貝的作業(yè)。
  計(jì)劃分為三部份:
  · 依據(jù)過(guò)去已發(fā)展的處理方案,來(lái)應(yīng)用防止斑馬紋貽貝
  · 抗生物附著涂料和涂布被覆的測(cè)試
  · 依據(jù)過(guò)去已發(fā)展的處理方案,選定5種對(duì)抗生物附著處理方式的試驗(yàn):
  1. 熱處理
  2. 電解氯化
  3. 二氧化氯
  4. 氯化鉀
  5. 有機(jī)合成物(MEXEL 432)
  測(cè)試是1991、1992年在Cattenom電廠進(jìn)行,以下述4種標(biāo)準(zhǔn)做評(píng)估:對(duì)抗斑馬紋貽貝的有效性、無(wú)毒性釋放、操作簡(jiǎn)單及成本的花費(fèi)。
  Cattenom核電廠 (the Cattenom nuclear power plant) EDF操作的Cattenom電廠具有4座1300-MW PWR機(jī)組,位于法國(guó)Moselle river河谷,每一機(jī)組配備相同的天然氣流冷卻水塔,每一機(jī)組的進(jìn)流水以2.2m3/s速率抽取Moselle river河水。抽取的進(jìn)流水最先使用于冷卻一般用和核能用的補(bǔ)助系統(tǒng),再作為主冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)充水。正常操作狀況下,排放水流入一個(gè)大型的人造貯水池-Mirgenbach貯水池-在池中停留約10天后,再放流到Moselle river河的下流。因供應(yīng)冷卻水塔產(chǎn)生的蒸發(fā),每一機(jī)組再以1.35 m3/s流速回流到河水中。
機(jī)械式清洗 (Mechanical cleaning)
  目前,系統(tǒng)中的4個(gè)機(jī)組都是以潛水夫使用機(jī)械式清洗,這項(xiàng)操作每年約4個(gè)月(從11月到隔年2月),在這種水底式的清洗作業(yè)中,需盡可能的降低循環(huán)水量,因?yàn)檠a(bǔ)充泵可在任何時(shí)間操作,但對(duì)于潛水夫必須有特別的防護(hù)措施。刮除壁面的貽貝及管路中所有的殼片和底層泥漿,再使用抽氣泵移除,將之儲(chǔ)放在停置槽,以備相關(guān)目的測(cè)試之用。
Moselle河水的水質(zhì) (Water quality in the Moselle River)
  這段區(qū)域的Moselle河水水質(zhì)是非常惡劣的,主要是因?yàn)楣I(yè)和公共污染,氯化物的工業(yè)放流污染使得溶解固體物質(zhì)達(dá)到非常高的濃度。在夏天,特別是在過(guò)去幾年,遭受?chē)?yán)重的干旱,低水流速導(dǎo)致氨(0.2~1.0ppm)、亞硝酸鹽(0.3~1.0ppm)、正磷酸鹽(0.5~2.0ppm)的增加,這種營(yíng)養(yǎng)鹽豐富的水中,造成植物浮游生物泛濫(葉綠素A:10-20μg/l,5~8月);在春天和夏天,發(fā)現(xiàn)由于過(guò)多植物浮游生物導(dǎo)致產(chǎn)生了懸浮物質(zhì)(10-85ppm)。
  此地區(qū)氣候特征,春天、夏天的水溫超過(guò)20℃,多半為23-26℃。
  Moselle河Dreissena polymorpha生物學(xué)資料 (Biological date on Dreissena polymorpha in the Moselle)
相關(guān)幼蟲(chóng)的產(chǎn)生時(shí)期和幼貽貝生長(zhǎng)速率的正確資料,可用來(lái)判斷處理的最佳時(shí)機(jī):添加時(shí)期和處理頻率。
  Metz大學(xué)de De‘moecologie實(shí)驗(yàn)室J.C.Moreteau教授進(jìn)行的Moselle河貽貝Dressena的生物性研究,P.Testard教授也針對(duì)Oise河(Seine河支流)的Dressena作類(lèi)似的研究(5)。1991和1992年4~9月在Cattenom電廠機(jī)組#1、#2冷卻水系統(tǒng)的Moselle河水流入口監(jiān)控到大量積聚的浮游性貽貝幼蟲(chóng)。
  1991年4月和1992年5月開(kāi)始記錄veligers,6月到8月間其密度起伏變化很大,在2年之中,共發(fā)現(xiàn)4次幼蟲(chóng)密集的高峰期:
  1991年:6月底(主要高峰期)和7月底
  1992年:6月中和7月中,具相似密度(180~230 veligers/ltr)
  幼蟲(chóng)積聚密度的變動(dòng)非常大。在1992年,記錄的積聚數(shù)量7月(6,000~10,000個(gè)/m2)低于8月和9月中旬的數(shù)量(最大數(shù)量是8月初72,000個(gè)/m2)。
  這些數(shù)量的變動(dòng),說(shuō)明了一個(gè)或二個(gè)貽貝主群聚的形成。
  1992年6~9月所記錄管路中5組群聚幼貽貝殼長(zhǎng)度(0.5~1.0mm)的詳細(xì)資料,第1群聚記錄的數(shù)據(jù)是每星期平均成長(zhǎng)(avg. 1.3 mm/week),從6月中旬到9月中旬的3個(gè)月期間,其尺寸已達(dá)到15~16mm。
  1992年Moselle河貽貝生長(zhǎng)記錄(avg. 1.3 mm/week)高于Jantz and Neumann (6)記錄1989年3~10月Rhine河最大殼長(zhǎng)度增長(zhǎng)數(shù):每星期成長(zhǎng)(max. 0.6~0.8 mm/week)。
熱處理 (Thermal treatment)
  于1992年5月和8月進(jìn)行測(cè)試,貽貝樣品收集自Moselle河水,儲(chǔ)放在測(cè)試桶,以溫度20.0℃-20.4℃水溫持續(xù)換水,貽貝在5月時(shí)適應(yīng)溫度是20℃,在8月時(shí)則是25℃。
  貽貝樣品使用2種尺寸:7~10 mm和12~16 mm。
  使用33℃、37℃和40℃來(lái)做熱處理。
  經(jīng)過(guò)4小時(shí)和24小時(shí)熱處理后,測(cè)量死亡率,觀察到死亡率有顯著的提高。
  結(jié)果顯示2個(gè)尺寸間的些微差異:
  經(jīng)過(guò)24小時(shí)后,10%的小型貽貝(7~10 mm)仍繼續(xù)存活在33℃的環(huán)境下達(dá)5小時(shí),然而所有(12~16 mm)則全都死亡。在適應(yīng)溫度20~25℃對(duì)于處理結(jié)果不會(huì)有影響。
  熱處理可以100%殺除貽貝,測(cè)試結(jié)果如同其它報(bào)告(Figure 1)。
  對(duì)于工業(yè)的應(yīng)用,結(jié)論是,以37℃進(jìn)行20分鐘及40℃進(jìn)行10分鐘的熱處理在清除斑馬紋貽貝上是有效的。
  在環(huán)境的接受度上,熱處理通常是最好的方法,因?yàn)闊崽幚聿簧婕盎瘜W(xué)物質(zhì)的放流,技術(shù)的可行性才是最主要問(wèn)題,若沒(méi)有特殊的設(shè)計(jì),事實(shí)上極為困難將熱處理應(yīng)用到系統(tǒng)。
電解氯化 (Shock chlorination)
  長(zhǎng)期低劑量的氯化處理能有效對(duì)抗斑馬紋貽貝(請(qǐng)參閱Figure 2例示),然而持續(xù)在河水中放流氯化合物,顯然違反日益嚴(yán)格的環(huán)保規(guī)范。我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是,在短期添加的基準(zhǔn)下,盡可能找出次氯酸鹽濃度的有效性,以減少氯排放的總量。
  電解氯化測(cè)試是在1992年9月,測(cè)試樣品是1組貽貝(17~22 mm),裝在內(nèi)含Moselle河水的2升石英試杯,持續(xù)使用小氣泡曝氣,次氯酸鹽的添加濃度分為4種:75、100、150和200ppm。TRC(Total Residual Chlorine)分析顯示石英容器內(nèi)殘余氧化劑快速減少(Figure 3),主要是由于曝氣和氧需求量,Moselle河水氧需求量是非常的低(約8ppm),事實(shí)上TRC是以余氯代表,經(jīng)過(guò)24小時(shí)之后,決定換水,再用4種濃度添加氯,以保持高濃度TRO(Total Residal Oxygen)。
  經(jīng)過(guò)1天的添加和換水,不論初始的氯濃度是多少,9天后死亡率只有30%(Figure 4顯示"24h"資料)。最初的添加處理,在3.5小時(shí)之后換水,第2次添加1天,24小時(shí)之后得到相類(lèi)似的結(jié)果(Figure 4顯示"3.5h+24h")。
  唯一有效的步驟是最初200ppm的添加,24小時(shí)之后以相同濃度作第2次添加,次日再換水(Figure 4 "24h+24h"),雖然有大量的減少,24小時(shí)中有12小時(shí)TRC濃度是保持在100~200ppm (Figure 3)。
  結(jié)論是,使用高劑量的氯化和余氯濃度100-200ppm 經(jīng)48小時(shí)能殺死斑馬紋貽貝。
  至于有機(jī)鹵素化合物,采稀釋測(cè)試200ppm氯化的Moselle河水,經(jīng)過(guò)72小時(shí),THM(Tri Halo Methans)總劑量是1.78ppm,AOX(adsorbable organic halides)劑量是65.7ppm,在氯的添加劑量非常高時(shí),Moselle河水THM的范圍非常低(1%),然而AOX則是非常高(33%)。實(shí)際上,這種結(jié)果說(shuō)明了200ppm氯化水即使經(jīng)過(guò)104的稀釋,還會(huì)檢測(cè)出濃度1-10μg/l的AOX。高劑量的氯還有一個(gè)不利的影響是,會(huì)增加冷凝管的銹蝕率,產(chǎn)生嚴(yán)重的重金屬排放。
  在流速1 m3/s時(shí),若采取持續(xù)48小時(shí)的處理,需要消耗大約25噸的氯,因?yàn)槌杀締?wèn)題和環(huán)保限制,電解氯化過(guò)程不會(huì)用在持續(xù)水流系統(tǒng)的處理中。使用氯化處理的可能方案是,每間隔2天添加于處理少許水量的導(dǎo)管。
二氧化氯 (Chlorine dioxide)
  二氧化氯是有效的氧化劑化合物,應(yīng)用在工業(yè)中的消毒或是有機(jī)物質(zhì)的消除越來(lái)越多,在環(huán)保承受度上來(lái)說(shuō),目前被認(rèn)為是冷卻水氯化的可能取代方法,因?yàn)槠涠N化學(xué)特性:不會(huì)與氨反應(yīng)和非常低的THM產(chǎn)生量(7)(8)。
  1980年Seine河的Montereau電廠EDF曾進(jìn)行數(shù)項(xiàng)測(cè)試(3),Seine河的成熟Dreissena樣本,經(jīng)超過(guò)7天的持續(xù)添加ClO2,平均殘余氧化劑濃度為0.15ppm,結(jié)果Dreissena樣本死亡,水溫是15℃。
  在Cattenom電廠,1991年進(jìn)行2槽組成的持續(xù)水流系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn),第1槽只有短暫的轉(zhuǎn)換時(shí)間(約30秒),第2槽(停留槽)水的轉(zhuǎn)換時(shí)間達(dá)8分鐘,在現(xiàn)場(chǎng)使用ATOCHEM公司提供的實(shí)驗(yàn)室ClO2生產(chǎn)機(jī),制造小量二氧化氯。
  最先的測(cè)試是在6月,使用0.2ppm的持續(xù)添加,就如同使用在海水回路,但是在槽中并未能測(cè)出殘余量(<0.01ppm),添加濃度漸漸提高到1.0ppm,只有在第1槽發(fā)現(xiàn)殘余量(表1),在黑暗條件中,測(cè)量經(jīng)過(guò)濾Moselle河樣水的二氧化氯需求量,變動(dòng)的范圍在0.6~1.5ppm。
  以15分鐘的接觸時(shí)間來(lái)說(shuō),顯示在表2.的資料是殘余濃度、添加濃度和15分鐘需求量之間的關(guān)系,以平均基準(zhǔn)而言,在15分鐘之后要添加3.45ppm來(lái)保持至少0.2ppm殘余氧化劑量。
  二氧化氯的快速消耗量是由于Moselle河水含有的高濃度基質(zhì)與二氧化氯的快速反應(yīng)(9):主要是亞硝酸鹽(NO2),其次是鐵和錳。氫氧化鐵和氧化錳的有色沉積物被覆于試驗(yàn)水槽的璧面。亞硝酸鹽的氧化熱比率是1mg NO2比2.93mg ClO2,顯示2.15ppm ClO2的消耗量需要Moselle河水中0.74ppm NO2的平均濃度。
  持續(xù)以1ppm ClO2、殘余量0.2ppm處理置放于測(cè)試槽盒中的斑馬紋貽貝(15~20mm),記錄其8天的總死亡率。在停留槽,測(cè)出殘余量低于檢測(cè)值(0.01ppm),在30天中相同尺寸貽貝的死亡率只有20%(Figure 5),值得注意的是,放置在停留槽中的魚(yú)在24小時(shí)內(nèi)全部死亡。
  關(guān)于ClO2產(chǎn)生的化學(xué)合成物,分析以2ppm處理的Moselle河水,顯示并沒(méi)有產(chǎn)生大量的THM(1μg/l),但是AOX濃度卻增加至62μg/l,亞氯酸鹽(chlorites)和氯酸鹽(chlorate)分別是1.31ppm和0.18ppm(Table 3)。
  使用殘余量0.2ppm二氧化氯持續(xù)8天的添加處理是有效的,這可以通過(guò)在1980年對(duì)Seine河Dreissena的測(cè)試結(jié)果得到證實(shí)。但相關(guān)的處理過(guò)程,以致亞氯酸鹽和氯酸鹽的排放量于環(huán)保部門(mén)仍無(wú)法被認(rèn)可,在另一方面,會(huì)產(chǎn)生小量的有機(jī)鹵素化合物。另一主要的反對(duì)點(diǎn),是由于Moselle河水中高濃度基質(zhì)(亞硝酸鹽)與二氧化氯的快速反應(yīng),致使二氧化氯的高消耗量。因此,裝置一套設(shè)備以m3/s流速2ppm的添加量,其成本將會(huì)是昂貴天價(jià)。
氯化鉀 (Potassium chloride)
  自從1991年出版的Fisher et al實(shí)驗(yàn)工作(10),氯化鉀已被認(rèn)為是對(duì)于斑馬紋貽貝的毒性殺劑,于Dreissena polymorpha試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)添加量138ppm 即達(dá)到20℃ 24小時(shí)的LC50,鉀鹽的毒性效力對(duì)斑馬紋貽貝比對(duì)魚(yú)類(lèi)或是其它軟體動(dòng)物更為敏感。
  進(jìn)行測(cè)試的貽貝尺寸介于7~23mm,于1992年7月采集自Moselle河,置放在曝氣的石英試杯中,水溫22~25℃,每天換水。
  首次的實(shí)驗(yàn)指出300ppm KCl 24小時(shí)的總死亡率,死亡判定是在停止機(jī)械動(dòng)作后,貽貝缺乏瓣膜關(guān)閉能力。在后來(lái)的實(shí)驗(yàn)中,400ppm KCl 48小時(shí)死亡率并沒(méi)有超過(guò)50~80%,所觀察結(jié)果是,接受測(cè)試的貽貝沒(méi)有反應(yīng),在轉(zhuǎn)換到Moselle河水中則又可以行使開(kāi)閉殼瓣的動(dòng)作,在氯化鉀溶液中,Dreissena把它的殼瓣開(kāi)得很寬,將其吸管伸展到殼外,逐漸失去快速關(guān)閉殼瓣的能力。然而,這些生理性的阻礙并不是不可復(fù)原,在顯微鏡下的觀察,顯示其垂肉上的纖毛作動(dòng)是持續(xù)的。
  新進(jìn)行的測(cè)試是使用的特殊的認(rèn)定來(lái)確認(rèn)死亡率,這種確認(rèn)是以細(xì)菌的產(chǎn)生,在24小時(shí)之后所顯示的分解質(zhì)變情形。
根據(jù)這種過(guò)程,在5天之后的記錄并沒(méi)有顯著的死亡率(<10%),氯化鉀的濃度是300~600ppm和下述的處理期間:4.5hr,8.5hr,8hr+a stop for 16hr+24hr處理。然而,記錄所有尺寸的總死亡率是持續(xù)曝露在600ppm氯化鉀超過(guò)48小時(shí)(Figure 6)。
  如此高的濃度并不能與處理的流動(dòng)水兼容:1 m3/s 48小時(shí)需要104噸氯化鉀,這樣的排放,在Moselle河水中平均增加鉀濃度是8.5ppm。
  總之,如采用于可分隔每2天一次添加的小水量管路,高劑量氯化鉀是一種方便的溶液。
有機(jī)產(chǎn)品的測(cè)試 (Testing of an organic product)
  此產(chǎn)品的名稱為MEXEL 432,不含毒性有機(jī)物或礦物質(zhì),構(gòu)成物是由開(kāi)放碳?xì)滏満桶奉?lèi)組成,含80%水,在液態(tài)狀態(tài)下形成乳狀液,乳狀液的micellae形成一層膜被覆水中的懸浮物質(zhì)和系統(tǒng)表面??逛P蝕和抗生物附著特性是由于這種防護(hù)膜的能力,經(jīng)過(guò)分析,在萃取成有機(jī)溶劑后,使用色度分析法,這種標(biāo)準(zhǔn)分析方法主要提供測(cè)量〔膜-組成物〕。
  當(dāng)添加到河水中,在乳狀液均質(zhì)化之后只有一部份會(huì)被檢測(cè)出,這可能是由于分解、聚覆在表面或在懸浮固體物上,事實(shí)上第3個(gè)過(guò)程在短期內(nèi)是最重要因素,一旦將濃度2~10ppm M.432添加到Moselle河水中,發(fā)現(xiàn)平均濃度不會(huì)超過(guò)原始濃度的52%。
  M.432在河水中消失的非??焖?,特別是在Moselle河。消失的動(dòng)力學(xué)是根據(jù)河水溫度和增加大量的曝氣(Figure 7):
  無(wú)空氣氣泡的注入、20℃:半數(shù)分解期 = 20 hr
  無(wú)空氣氣泡的注入、37℃:半數(shù)分解期 = 6 hr
  有空氣氣泡的注入、20℃:半數(shù)分解期 = 5 hr
  根據(jù)Seine河水實(shí)驗(yàn)的評(píng)估是,膜被覆在測(cè)試杯面減少的比例不超過(guò)10%。
  在Moselle河水,7ppm濃度19小時(shí)的持續(xù)添加(測(cè)量殘余值3.5ppm),4天后可有效殺死95%斑馬紋貽貝;以相同劑量7ppm、采間斷添加:(每4小時(shí)添加2小時(shí))只使用19小時(shí)的一半時(shí)間,死亡率約80%(Figure 8)。
  較低的添加頻率也是有效,一項(xiàng)在1992年8、9月間,以8星期時(shí)間、使用收集貽貝的塑料板所進(jìn)行的測(cè)試,添加量7ppm,4~6小時(shí),每隔4~5天(全部共12次添加),得到下列二個(gè)結(jié)論:
  ─ 這項(xiàng)處理并不能完全防止幼蟲(chóng)沉積在處理表面,所出現(xiàn)的貽貝小于2mm
  ─ 這項(xiàng)處理減少了表面上幼貽貝的密度(小于2mm)達(dá)56%
  使用Moselle河水進(jìn)行多項(xiàng)毒性的測(cè)試,Microtox的細(xì)菌測(cè)試,指出毒性與水中M.432殘余量的相關(guān)性:
  水樣 Microtox LC50 殘余等量
  除礦水 5.56ppm 5.56ppm
  Moselle河水 9.94ppm 5.20ppm
  持續(xù)的添加測(cè)試,殘余量0.5ppm以下在30小時(shí)對(duì)于魚(yú)類(lèi)(幼型pike-perch和bream)不會(huì)有影響,若置放于超過(guò)1ppm在20小時(shí)之內(nèi)就會(huì)死亡。在可檢出的殘余量消失后,對(duì)于魚(yú)類(lèi)不會(huì)有毒性的影響。
  在Moselle河水中進(jìn)行毒性不殘留的試驗(yàn),初始處理添加量1~100ppm,持續(xù)11~20天,使用發(fā)育初期的鯉魚(yú)(carp embryos)和Microtox記錄測(cè)試。
  使用MEXEL 7ppm處理量20小時(shí)就能產(chǎn)生效果,即使流速達(dá)1 m3/s,也能輕易作業(yè)M.432的添加,相對(duì)地降低成本。然而,最重要的是關(guān)于環(huán)境沖擊的影響,不論在任何情況之下,上述所提到的處理方法,最基本的要通過(guò)保證沒(méi)有毒性會(huì)蓄積在Mirgenbach貯水槽和在河水中不得檢測(cè)出殘余量。

五、結(jié)論與評(píng)論 (Conclusion and prospects)

  在Cattenom電廠的研究進(jìn)行了二年,首次提供了一項(xiàng)精確的知識(shí),關(guān)于需要保護(hù)的回路沉積時(shí)期和聚積生成數(shù)率,回路內(nèi)監(jiān)測(cè)生物附著的方法是固定一個(gè)時(shí)間,每2周1次,在輸入管中貽貝容易進(jìn)入的區(qū)段,以塑料板上近期沉積的貽貝作統(tǒng)計(jì),這有助于決定處理的激活和終止時(shí)間、沉積期間需要處理的頻率,是根據(jù)不會(huì)對(duì)于熱交換器造成危險(xiǎn)的貽貝最大容許尺寸,以5mm尺寸,每月1次處理就足夠了,若尺寸是3mm,則需要2次處理,因?yàn)樾陆练e的物種有快速的生長(zhǎng)率。
  操作時(shí),目前正在評(píng)估遠(yuǎn)控操作車(chē)(ROV)的使用,以閉路電視監(jiān)測(cè)回路壁面的可行性,這亦可以提供在塑料板上監(jiān)測(cè)生物性結(jié)果。
  以Moelle河Dreissena polymorpha為樣品的測(cè)試,不論是采集在溝渠或是在河川,都有助于判斷熱處理或化學(xué)處理,是否可輔助或取代機(jī)械式清洗管壁的最佳處理方法。
  在有效性已確定前題下,更重要的是選定處理方式必須符合環(huán)境核可性,這包含下述2項(xiàng)約束:
  在Mirenbach貯水槽和河川中,不存在釋放任何不欲產(chǎn)生的物質(zhì),基本原則是,只許可有可分解物質(zhì)釋放到河水中,且濃度不可檢出。
  無(wú)論短期或長(zhǎng)期,對(duì)于水生生物不存在任何毒性。
  熱處理完全符合這些標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)榭梢韵♂尰蚪?jīng)由冷卻水塔換熱方式將加熱水溫度大幅降低,然而以目前的進(jìn)流水入口和出口構(gòu)造,此技術(shù)的可行性卻是不確定的。一項(xiàng)正在進(jìn)行的研究,是針對(duì)回路最需處理的區(qū)段,以熱處理效能、設(shè)備裝置的變量研究和成本分析。
  關(guān)于化學(xué)處理,由于Moselle河水的高需求量,二氧化氯的處理成本是高昂難估,當(dāng)某一冷卻系統(tǒng)使用海水給水以可測(cè)出殘余量0.2ppm的處理劑量,添加濃度必須超過(guò)2ppm并保持經(jīng)過(guò)數(shù)分鐘的接觸時(shí)間。處理小水量隔離區(qū),添加溶液幾乎是立即的混合,因?yàn)槎趸鹊目焖傧?,更進(jìn)一步來(lái)說(shuō),二氧化氯必須在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn),而且需要非常特殊的預(yù)警設(shè)施,首先是由于其制程具有的爆炸危險(xiǎn)性,其次是由于二氧化氯是揮發(fā)性的毒氣,最后,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置生產(chǎn)二氧化氯的投資和操作成本是遠(yuǎn)高于其它的化學(xué)處理。
  關(guān)于電解氯化(200ppm48小時(shí))和氯化鉀(600ppm48小時(shí)),非常明顯地,在短時(shí)間內(nèi)需要非常高的濃度與至少1m3/s流速水量結(jié)合是不易達(dá)成的,明顯的缺點(diǎn)是需要巨大的添加量及將會(huì)產(chǎn)生有機(jī)鹵素化合物和鉀釋放到河水中。唯一的可能處理是在回路中,不用更新水的小水量敏感區(qū)段,這個(gè)方式正在驗(yàn)證中,困難處在于不可能完全隔離需要處理的輸水管路。因此,極可能假定在處理計(jì)劃期間采用低的換水率。
  就技術(shù)可行性和處理成本來(lái)說(shuō),關(guān)于有機(jī)合成物(MEXEL 432)的試驗(yàn)得到最好的結(jié)果。處理Moselle河水只需約20小時(shí)7ppm的持續(xù)添加,以1m3/s的流速。最重要的還是要確定處理時(shí)的環(huán)境接受度:應(yīng)確定不會(huì)有對(duì)水生動(dòng)物具有毒性的殘余物釋放到貯水槽。以只使用小水量及少量更新水的處理而言,不會(huì)在河水中檢出M.432含量。
  即使假設(shè)化學(xué)處理是理想方式,EDF必須提出一份環(huán)境毒性實(shí)驗(yàn)評(píng)估予管轄當(dāng)局,關(guān)于特定使用數(shù)量及釋出、使用濃度,確定產(chǎn)品的釋出過(guò)程和證實(shí)毒性的不存在。

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