一种电厂循环冷却水系统补水方法

技术领域

本发明涉及一种电厂循环冷却水系统补水方法。

背景技术

燃煤电厂用水量大，其中冷却水用量占电厂总用水量的60％-80％，水资源的短缺将成为制约燃煤电力行业发展的重要问题。如果能实现将城市中水回用于循环冷却水系统，将会极大缓解因水资源短缺导致的燃煤电力行业发展受阻。

城市中水具有高含盐量、高有机物和高氨氮含量的特点，直接将城市中水回用至循环冷却水系统会导致一系列问题，其中最主要的是结垢、腐蚀和生物粘泥生长三大问题。

为了实现城市中水回用于循环冷却水系统，行业内人员进行了研究提出了一些技术方案，例如：

化学药剂处理方法。目前最常见的就是通过投加一定量的阻垢剂、缓蚀剂和微生物杀菌剂等化学药剂来达到阻垢、缓蚀和灭杀微生物的目的。其中，应用于工业循环冷却水的阻垢剂主要有聚磷酸盐、有机膦酸、膦羧酸、有机磷酸酯、聚羧酸等几大类，缓蚀剂主要有铬酸盐、聚磷酸盐、亚硝酸盐、锌盐、钼酸盐、钨酸盐、有机膦酸盐等几大类，微生物杀菌剂主要有氧化型杀菌剂和非氧化型杀菌剂两大类。然而，化学药剂的大量使用会使循环冷却水水质恶化，造成二次污染。

物理处理方法。目前最常见的包括磁化水处理法及静电水处理。磁化水处理法是利用电场和磁场来阻碍水中致垢物(钙和镁的碳酸盐和硫酸盐)在容器壁上析出的一种水处理技术。静电水阻垢是一种通过改变水分子的结构达到阻垢缓蚀目的水处理技术。然而，磁化水处理法磁场强度受到磁性材料和充磁技术的限制，随时间的延长或水温的提高会有退磁现象发生。静电水处理对系统的投加药剂及日常的各项管理要求高。

超滤—反渗透处理方法。超滤膜是具有机械筛选功能的选择性透过膜，可有效拦截废水中的病毒病原体、颗粒、胶体、油脂和大分子。因为超滤只能去除有机大分子物质，所以使用超滤的方法对废水进行预处理。并将其与反渗透技术联用来保证反渗透膜的进水水质要求。然而，pH值和温度等因素对反渗透的脱盐率和回收率有很大影响导致处理效果不稳定，且超滤膜价格高工业化推广应用难度大。

基于此，目前仍需要研究新的技术方案，已实现将城市中水回用于循环冷却水系统。

发明内容

本发明的目的在于提供能够实现将城市中水回用于循环冷却水系统的技术方案。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电厂循环冷却水系统补水方法，该方法包括：

1)确定能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度、补充水氮磷比、浓缩倍率以及进入冷却塔的循环冷却水温度；

2)调整城市中水的氨氮浓度达到步骤1)确定得到的补充水氨氮浓度，并调整城市中水的氮磷比达到步骤1)确定得到的补充水氮磷比，得到循环冷却水系统中水补充水；

3)根据步骤1)确定的浓缩倍率确定补水量；

4)将步骤2)得到的循环冷却水系统中水补充水作为循环冷却水系统补充水按照步骤3)确定的补水量进行循环冷却水系统补水，同时控制循环冷却水系统内循环冷却水的温度为步骤1)确定得到的温度。

在上述电厂循环冷却水系统补水方法中，通过调控循环冷却水系统中水补充水城市中水的氨氮含量和氮磷比以及循环冷却水浓缩倍率和温度，使循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群处于硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种，从而实现循环冷却水中氨氮含量以及有机物可以始终保持在较低水平且可以有效抑制结垢、腐蚀和生物粘泥生长。

在上述电厂循环冷却水系统补水方法中，优选地，该方法还包括实时监测循环冷却水系统内循环冷却水的氨氮浓度，当氨氮浓度超过氨氮浓度阈值时，用纯水替代步骤2)得到的循环冷却水系统中水补充水作为循环冷却水系统补充水按照步骤3)确定的补水量进行循环冷却水系统补水直至冷却水系统内循环冷却水的氨氮浓度低于氨氮浓度阈值；

更优选地，所述氨氮浓度阈值为6mg/L。

在上述电厂循环冷却水系统补水方法中，优选地，步骤2)中，当步骤1)确定得到的补充水氨氮浓度高于城市中水的氨氮浓度、补充水氮磷比高于城市中水的氮磷比时，通过向城市中水中添加氯化铵的方式提高城市中水的氨氮浓度和氮磷比。

在上述电厂循环冷却水系统补水方法中，优选地，步骤1)，确定能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度、补充水氮磷比、浓缩倍率以及进入冷却塔的循环冷却水温度过程中，所述补充水氨氮浓度从城市中水的氨氮浓度的1.0倍-2.5倍范围内进行确定，所述补充水氮磷比从城市中水的氮磷比的1.0倍-2.5倍范围内进行确定，所述浓缩倍率从1.0-2.5范围内进行确定，所述温度从25℃-40℃范围内进行确定。

在上述电厂循环冷却水系统补水方法中，优选地，步骤1)，确定能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度、补充水氮磷比、浓缩倍率以及进入冷却塔的循环冷却水温度通过室内模拟试验实现室内模拟实验；

更优选地，所述确定能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度、补充水氮磷比、浓缩倍率以及进入冷却塔的循环冷却水温度包括：

A、通过温度单因素室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的进入冷却塔的循环冷却水温度作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的进入冷却塔的循环冷却水温度；

B、通过补充水氨氮浓度单因素室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的补充水氨氮浓度作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度；

C、通过浓缩倍率单因素室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的浓缩倍率作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的浓缩倍率；

D、在步骤A确定得到的进入冷却塔的循环冷却水温度、步骤B确定得到的补充水氨氮浓度、步骤C确定得到的浓缩倍率条件下，通过补充水氮磷比单因素室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中硝化细菌和亚硝化细菌生长的补充水氮磷比作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氮磷比；

该优选技术方案，通过先确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的进入冷却塔的循环冷却水温度、补充水氨氮浓度、浓缩倍率，然后在确定得到的适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的进入冷却塔的循环冷却水温度、补充水氨氮浓度、浓缩倍率条件下确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中硝化细菌和亚硝化细菌生长的补充水氮磷比的方式实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度、补充水氮磷比、浓缩倍率以及进入冷却塔的循环冷却水温度确定；硝化细菌和亚硝化细菌生长情况统计难度大、成本高，该方式尽可能的减少了硝化细菌和亚硝化细菌生长情况统计，仅需要在进行补充水氮磷比确定过程中进行硝化细菌和亚硝化细菌生长情况统计，降低了室内实验难度和成本，提升了室内试验成功率；

进一步优选地，所述确定能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度、补充水氮磷比、浓缩倍率以及进入冷却塔的循环冷却水温度还包括：

在进行步骤A、步骤B、步骤C之前，通过进入冷却塔的循环冷却水温度、补充水氨氮浓度、浓缩倍率正交室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的进入冷却塔的循环冷却水温度、补充水氨氮浓度、浓缩倍率的可能范围；

利用确定得到的适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的进入冷却塔的循环冷却水温度、补充水氨氮浓度、浓缩倍率的可能范围分别作为步骤A、步骤B、步骤C单因素实验中进入冷却塔的循环冷却水温度、补充水氨氮浓度、浓缩倍率的实验研究范围；

更优选地，所述室内模拟实验利用循环冷却水系统室内模拟装置进行；所述循环冷却水系统室内模拟装置包括：冷却塔、氨氮检测器自动补水装置、测温计、流量计、循环水泵、加热设备；其中，

冷却塔底部设置有冷水池、补充水入口、循环水入口、循环水出口；冷却塔内设置有填料区和喷淋设备，补充水入口、循环水入口分别与喷淋设备的进水口连接，喷淋设备的出水口设置有喷头，喷头设置于填料区上方，循环水出口与冷水池连通，从而实现进入冷却塔的补充水以及循环水经喷淋设备喷淋至填料区经填料区处理后进入冷水池、位于冷水池中的水由循环水出口排出冷却塔；冷却塔设置有空气出入口；

氨氮检测器自动补水装置设置于冷却塔的冷水池内并且与冷却塔的补充水入口连接，氨氮检测器自动补水装置用于实时监测冷水池内循环冷却水的氨氮浓度并控制循环冷却水系统室内模拟装置补水；冷却塔的循环水出口通过循环水管路与加热设备的水入口连接，加热设备的水出口通过循环水管路与冷却塔的循环水入口连接；循环水泵、流量计、测温计设置于循环水管路上；

再优选地，循环水泵、流量计、测温计的数量分别不少于两个，冷却塔的循环水出口与加热设备的水入口之间的循环水管路上设置有循环水泵、流量计、测温计，加热设备的水出口与冷却塔的循环水入口之间的循环水管路上设置有循环水泵、流量计、测温计；

再优选地，填料区至少设置有5个取样点包括填料区中轴线上部取样点、中轴线中部取样点、中轴线下部取样点、填料区左部取样点、填料区右部取样点。

本发明提供的电厂循环冷却水系统补水方法利用实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度、补充水氮磷比、浓缩倍率以及进入冷却塔的循环冷却水温度指导补水，实现了在有效控制结垢、腐蚀和生物粘泥生长的同时将城市中水回用于循环冷却水系统中。为城市中水应用于电厂循环冷却水提供了途径，丰富了降低设备腐蚀结垢，节约工业用水手段，保证冷却塔高效连续运行，最终为火电厂系统安全稳定运行保驾护航。

附图说明

图1为实施例1中循环冷却水系统室内模拟装置的结构示意图。

图2为实施例1中填料区取样点设置图。

图3为实施例1中异养菌数量最大值与温度的关系图。

图4为实施例1中温度单因素下POT模型分析图。

图5为实施例1中异养菌数量最大值与补充水氨氮浓度的关系图。

图6为实施例1中补充水氨氮浓度单因素下POT模型分析图。

图7为实施例1中异养菌数量最大值与浓缩倍率的关系图。

图8为实施例1中浓缩倍率单因素下POT模型分析图。

图9为实施例1中第一天异养菌在标准氮磷比和高氮磷比中的数量对比图。

图10为实施例1中第三天异养菌在标准氮磷比和高氮磷比中的数量对比图。

图11为实施例1中第五天异养菌在标准氮磷比和高氮磷比中的数量对比图。

图12为实施例1中氨氮浓度随时间变化曲线图。

图13为实施例1中总磷浓度随时间变化曲线图。

图14为实施例1中样品Pan物种分析图。

图15为实施例1中样品Core物种分析图。

图16为实施例1中样品生物多样性分析-稀释曲线图。

图17为实施例1中群落组成分析图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

城市中水因为高含盐量、高有机物和高氨氮含量的特点，无法按照常规电厂循环冷却水系统补水方法作为补充水直接回用于循环冷却水系统中，如果按照常规电厂循环冷却水系统补水方法将城市中水作为补充水直接用于循环冷却水系统中容易导致结垢、腐蚀和生物粘泥生长三大问题。现有技术为了实现城市中水回用于循环冷却水系统，通常需要增加额外的水处理工序，例如在增加化学药剂水处理工序、增加渗透膜水处理工序、增加物理净水处理工序，而这些方式会大大增加成本。为了能够实现低成本城市中水回用于循环冷却水系统，发明人进行了大量研究。

循环冷却水中氮的存在形式主要为氨氮。一方面，氨氮是硝化细菌、亚硝化细菌进行硝化反应所必需的营养源,硝化细菌在通气良好的条件下,能使水中的氨氧化成亚硝酸和硝酸，具体而言：首先是亚硝化菌使氨氧化为亚硝酸2NH

本发明一具体实施方式提供了一种电厂循环冷却水系统补水方法，该方法包括：

步骤S1：确定能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度、补充水氮磷比、浓缩倍率以及进入冷却塔的循环冷却水温度；

步骤S2：调整城市中水的氨氮浓度达到步骤S1确定得到的补充水氨氮浓度，并调整城市中水的氮磷比达到步骤S1确定得到的补充水氮磷比，得到循环冷却水系统中水补充水；

步骤S3：根据步骤S1确定的浓缩倍率确定补水量；

步骤S4：将步骤S2得到的循环冷却水系统中水补充水作为循环冷却水系统补充水按照步骤S3确定的补水量进行循环冷却水系统补水，同时控制循环冷却水系统内循环冷却水的温度为步骤1)确定得到的温度。

进一步地，该方法还包括实时监测循环冷却水系统内循环冷却水的氨氮浓度，当氨氮浓度超过氨氮浓度阈值时，用纯水替代步骤2得到的循环冷却水系统中水补充水作为循环冷却水系统补充水按照步骤S3确定的补水量进行循环冷却水系统补水直至冷却水系统内循环冷却水的氨氮浓度低于氨氮浓度阈值；

其中，氨氮浓度阈值优选为6mg/L。

进一步地，步骤S2中，当步骤S1确定得到的补充水氨氮浓度高于城市中水的氨氮浓度、补充水氮磷比高于城市中水的氮磷比时，通过向城市中水中添加氯化铵的方式提高城市中水的氨氮浓度和氮磷比。

进一步地，步骤S1，确定能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度、补充水氮磷比、浓缩倍率以及进入冷却塔的循环冷却水温度过程中，所述补充水氨氮浓度从城市中水的氨氮浓度的1.0倍-2.5倍范围内进行确定，所述补充水氮磷比从城市中水的氮磷比的1.0倍-2.5倍范围内进行确定，所述浓缩倍率从1.0-2.5范围内进行确定，所述温度从25℃-40℃范围内进行确定。

进一步地，步骤S1，确定能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度、补充水氮磷比、浓缩倍率以及进入冷却塔的循环冷却水温度通过室内模拟试验实现室内模拟实验。

进一步地，所述确定能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度、补充水氮磷比、浓缩倍率以及进入冷却塔的循环冷却水温度包括：

A、通过温度单因素室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的进入冷却塔的循环冷却水温度作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的进入冷却塔的循环冷却水温度；

B、通过补充水氨氮浓度单因素室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的补充水氨氮浓度作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度；

C、通过浓缩倍率单因素室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的浓缩倍率作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的浓缩倍率；

D、在步骤A确定得到的进入冷却塔的循环冷却水温度、步骤B确定得到的补充水氨氮浓度、步骤C确定得到的浓缩倍率条件下，通过补充水氮磷比单因素室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中硝化细菌和亚硝化细菌生长的补充水氮磷比作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氮磷比；

更进一步地，所述确定能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度、补充水氮磷比、浓缩倍率以及进入冷却塔的循环冷却水温度还包括：

在进行步骤A、步骤B、步骤C之前，通过进入冷却塔的循环冷却水温度、补充水氨氮浓度、浓缩倍率正交室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的进入冷却塔的循环冷却水温度、补充水氨氮浓度、浓缩倍率的可能范围；

利用确定得到的适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的进入冷却塔的循环冷却水温度、补充水氨氮浓度、浓缩倍率的可能范围分别作为步骤A、步骤B、步骤C单因素实验中进入冷却塔的循环冷却水温度、补充水氨氮浓度、浓缩倍率的实验研究范围。

进一步地，所述室内模拟实验利用循环冷却水系统室内模拟装置进行；所述循环冷却水系统室内模拟装置包括：冷却塔、氨氮检测器自动补水装置、测温计、流量计、循环水泵、加热设备；其中，

冷却塔底部设置有冷水池、补充水入口、循环水入口、循环水出口，冷却塔内设置有填料区和喷淋设备，补充水入口、循环水入口分别与喷淋设备的进水口连接，喷淋设备的出水口设置有喷头，喷头设置于填料区上方，冷却塔设置有空气出入口；

氨氮检测器自动补水装置与冷却塔的补充水入口连接；冷却塔的循环水出口通过循环水管路与加热设备的水入口连接，加热设备的水出口通过循环水管路与冷却塔的循环水入口连接；循环水泵、流量计、测温计设置于循环水管路上；

更进一步地，循环水泵、流量计、测温计的数量分别不少于两个，冷却塔的循环水出口与加热设备的水入口之间的循环水管路上设置有循环水泵、流量计、测温计，加热设备的水出口与冷却塔的循环水入口之间的循环水管路上设置有循环水泵、流量计、测温计；

更进一步地，填料区至少设置有5个取样点包括填料区中轴线上部取样点、中轴线中部取样点、中轴线下部取样点、填料区左部取样点、填料区右部取样点。

实施例1

本实施例提供了一种电厂循环冷却水系统补水方法，包括：

1、利用循环冷却水系统室内模拟装置，通过室内实验确定能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度、补充水氮磷比、浓缩倍率以及进入冷却塔的循环冷却水温度。

其中，循环冷却水系统室内模拟装置如图1所示包括：冷却塔1、氨氮检测器自动补水装置2、第一测温计3、第二测温计4、第一流量计5、第二流量计6、第一循环水泵7、第二循环水泵8、加热设备9。

冷却塔1底部设置有冷水池11、补充水入口12、循环水入口13、循环水出口14；冷却塔内1设置有填料区15和喷淋设备16，补充水入口12、循环水入口13分别与喷淋设备16的进水口连接，喷淋设备16的出水口设置有喷头，喷头设置于填料区15上方，循环水出口14与冷水池11连通，从而实现进入冷却塔1的补充水以及循环水经喷淋设备16喷淋至填料区15经填料区15处理后进入冷水池11、位于冷水池11中的水由循环水出口14排出冷却塔1；冷却塔1设置有空气出口17和空气入口18。

氨氮检测器自动补水装置2设置于冷却塔1的冷水池11内并且与冷却塔1的补充水入口12连接，氨氮检测器自动补水装置2用于实时监测冷水池1内循环冷却水的氨氮浓度并控制循环冷却水系统室内模拟装置补水；冷却塔1的循环水出口14通过循环水管路与加热设备9的水入口连接，加热设备9的水出口通过循环水管路与冷却塔1的循环水入口13连接；第一循环水泵7、第一流量计5、第一测温计3设置于冷却塔1的循环水出口14与加热设备9的水入口之间的循环水管路上，第二循环水泵8、第二流量计6、第二测温计4设置于加热设备9的水出口与冷却塔1的循环水入口13之间的循环水管路上。

填料区15如图2所示设置有5个取样点包括填料区中轴线上部取样点b、中轴线中部取样点d、中轴线下部取样点e、填料区左部取样点a、填料区右部取样点b。

该步骤具体包括：

1.1、利用上述循环冷却水系统室内模拟装置进行进入冷却塔的循环冷却水温度、补充水氨氮浓度、浓缩倍率正交室内循环冷却水系统循环模拟实验；其中，进入冷却塔的循环冷却水温度分别取25℃、30℃、35℃、40℃、45℃，浓缩倍率分别取1、1.5、2、2.5、3，氨氮浓度分别取12mg/L、18mg/L、24mg/L、30mg/L、36mg/L，按照表1进行3因素(进入冷却塔的循环冷却水温度、补充水氨氮浓度、浓缩倍率)25组实验。

表1

通过正交实验可知：进入冷却塔的循环冷却水温度、补充水氨氮浓度、浓缩倍率对实验的影响大，适宜的进入冷却塔的循环冷却水温度应在25-40℃之间，适宜浓缩倍率适宜范围应在1-2.5之间，适宜的补充水氨氮浓度应少于12mg/L。

1.2、利用上述循环冷却水系统室内模拟装置，通过温度单因素室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的进入冷却塔的循环冷却水温度作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的进入冷却塔的循环冷却水温度；具体而言：

利用上述循环冷却水系统室内模拟装置，在其他运行条件不变的前提下(氨氮浓度为城市中水的氨氮浓度的1.0倍(即4.286mg/L)、浓缩倍率为1倍、氮磷比为城市中水的氮磷比的1.0倍(即12.459))，在不同进入冷却塔的循环冷却水温度下(25-40℃范围内，每5℃一个梯度取不同温度)进行室内循环冷却水系统循环模拟实验，并连续5天测定填料中取样点a、取样点b、取样点c、取样点d、取样点e的异养型细菌数量(细菌计数方法采用平皿计数法)，结果如表2A、表2B、表2C、表2D所示。并统计各温度下测得的异养型细菌数量最大值(如图3所示)，进而采用POT模型对数据进行分析(如图4所示)，确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的进入冷却塔的循环冷却水温度作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的进入冷却塔的循环冷却水温度。

如图3所示，在温度单因素室内模拟实验中，异养型细菌数量最大值随温度的升高总体呈上升趋势；采用POT模型对数据进行分析，由于敞开式循环冷却水系统中异养菌的数量宜小于50×10e7个/L，设定阈值为50，结果如图4所示，循环冷却水系统中的细菌总体更合适较高温度环境中生长，生长最适温度和电厂循环冷却水正常运行温度重合性较好，确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的进入冷却塔的循环冷却水温度35℃作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的进入冷却塔的循环冷却水温度。

表2A

表2B

表2C

表2D

1.3、利用上述循环冷却水系统室内模拟装置，通过补充水氨氮浓度单因素室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的补充水氨氮浓度作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度；具体而言：

利用上述循环冷却水系统室内模拟装置，在其他运行条件不变的前提下(进入冷却塔的循环冷却水温度35℃、浓缩倍率为1倍、氮磷比为城市中水的氮磷比的1.0倍(即12.459))，在不同氨氮浓度下(城市中水的氨氮浓度的1.0-2.5倍范围内(城市中水的氨氮浓度为4.286mg/L)，每0.5倍一个梯度取不同氨氮浓度)进行室内循环冷却水系统循环模拟实验，并连续5天测定填料中取样点a、取样点b、取样点c、取样点d、取样点e的异养型细菌数量(细菌计数方法采用平皿计数法)，结果如表3A、表3B、表3C、表3D所示。并统计各补充水氨氮浓度下测得的异养型细菌数量最大值(如图5所示)，进而采用POT模型对数据进行分析(如图6所示)，确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的补充水氨氮浓度作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度。

如图5所示，在补充水氨氮浓度单因素室内模拟实验中，异养型细菌数量最大值随氨氮浓度的升高呈先减少后增加趋势；采用POT模型对数据进行分析，由于敞开式循环冷却水系统中异养菌的数量宜小于50×10e7个/L，设定阈值为50，结果如图6所示，较高氨氮浓度对异养菌的生长有抑制作用，但是在高浓度情况下对其生长有很大的促进作用，确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的补充水氨氮浓度城市中水的氨氮浓度的1.0倍(即4.286mg/L)作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氨氮浓度。

表3A

表3B

表3C

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表3D

1.4、利用上述循环冷却水系统室内模拟装置，通过浓缩倍率单因素室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的浓缩倍率作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的浓缩倍率；具体而言：

利用上述循环冷却水系统室内模拟装置，在其他运行条件不变的前提下(进入冷却塔的循环冷却水温度35℃、氨氮浓度为城市中水的氨氮浓度的1.0倍(即4.286mg/L)、氮磷比为城市中水的氮磷比的1.0倍(即12.459))，在不同浓缩倍率下(浓缩倍率1.0-2.5倍范围内，每0.5倍一个梯度取不同浓缩倍率)进行室内循环冷却水系统循环模拟实验，并连续5天测定填料中取样点a、取样点b、取样点c、取样点d、取样点e的异养型细菌数量(细菌计数方法采用平皿计数法)，结果如表4A、表4B、表4C、表4D所示。并统计各补充水氨氮浓度下测得的异养型细菌数量最大值(如图7所示)，进而采用POT模型对数据进行分析(如图8所示)，确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的浓缩倍率作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的浓缩倍率。

如图7所示，在补充水氨氮浓度单因素室内模拟实验中，异养型细菌数量最大值随浓缩倍率的升高总体呈先上升后下降趋势；采用POT模型对数据进行分析，由于敞开式循环冷却水系统中异养菌的数量宜小于50×10e7个/L，设定阈值为50，结果如图8所示，较高的浓缩倍率对异养菌的生长有促进作用，但是在高浓度情况下对其生长有一定的抑制作用，可能是由于系统中盐浓度过高导致渗透压过大使部分细菌死亡，确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中异养菌生长的浓缩倍率1.5作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的浓缩倍率。

表4A

表4B

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表4C

表4D

1.5、在步骤1.2确定得到的进入冷却塔的循环冷却水温度、步骤1.3确定得到的补充水氨氮浓度、步骤1.4确定得到的浓缩倍率条件下，通过补充水氮磷比单因素室内模拟实验确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中硝化细菌和亚硝化细菌生长的补充水氮磷比作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氮磷比；具体而言：

利用上述循环冷却水系统室内模拟装置，在其他运行条件不变的前提下(进入冷却塔的循环冷却水温度35℃、氨氮浓度为城市中水的氨氮浓度的1.0倍(即4.286mg/L)、浓缩倍率为1.5倍)，在不同氮磷比下(城市中水的氮磷比的1.0倍(即12.459:1)和城市中水的氮磷比的4.4倍(即54.820:1))进行室内循环冷却水系统循环模拟实验，并连续22天测定填料中取样点a、取样点b、取样点d、取样点e的异养型细菌数量(细菌计数方法采用平皿计数法)，氮磷比下为城市中水的氮磷比的4.4倍时结果如表5所示。并统计各氮磷比下测得的异养型细菌数量最大值(如图9、图10、图11所示)，确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中硝化细菌和亚硝化细菌生长的补充水氮磷比作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氮磷比。

表5

由图9、图10、图11可以看出，高氮磷比在系统运行初期和稳定期对异养菌生长有明显抑制作用。确定适宜循环冷却水系统的冷却塔内填料中硝化细菌和亚硝化细菌生长的补充水氮磷比为城市中水的氮磷比的4.4倍(即54.820:1)作为能够实现循环冷却水系统的冷却塔内填料中生活的微生物种群出现硝化细菌、亚硝化细菌成为优势菌种的补充水氮磷比。

其中，采用挂片法测试管道腐蚀速率及微生物黏泥沉积速率。挂片为冷却水化学处理标准腐蚀挂片3型，材质为黄铜，尺寸40mm×13mm×2mm。腐蚀率计算公式：

式中：X为试片腐蚀速率，mm/a；W

最终得到，氮磷比为城市中水的氮磷比的1.0倍时，腐蚀率为0.005099mm/a，微生物黏泥年沉积量为0.6376g/cm

其中，在氮磷比为城市中水的氮磷比的4.4倍时进行的室内循环冷却水系统循环模拟实验过程中，测试循环水的氨氮浓度变化和总磷浓度变化，结果如图12、图13所示。由图12、图13可以得知，由于硝化细菌和亚硝化细菌对水质中氨氮和磷的吸收固定作用，随着时间的变化，循环水中氨氮含量和磷含量有着明显的下降，日均氨氮浓度降低量为：0.597mg/(L·d)；日均总磷浓度降低量为：0.063mg/(L·d)。因此，可以通过平衡系统中微生物对氨氮的固定量和补水引入的氨氮增量，使系统中氨氮浓度长期稳定在6mg/L以下，达到减缓系统腐蚀的效果。

由图9到图13可以看出，高氮-磷比在系统运行初期和稳定期对异养菌生长有明显抑制作用。

在氮磷比为城市中水的氮磷比的4.4倍(即高氮磷比)以及1.0倍(即标准氮磷比)时进行的室内循环冷却水系统循环模拟实验过程中，对填料中取样点a、取样点b、取样点d、取样点e所取样品进行高通量测序。具体而言，为了了解系统中硝化细菌和亚硝化细菌等在填料中的生长情况，将5组微生物样品送检。分别是第三天高氮磷比下的B取样点，记为3_b、第22天高氮磷比下的A、B取样点，记为22_a、22_b，第22天标准氮磷比下的A、B取样点，记为22_A、22_B。

通过OUT数据分析(如图14所示)，随着样本量加大，物种总量逐渐增加；(如图15所示)，随着样本量加大，核心物种量逐渐增加；(如图16所示)曲线趋于平缓，反映本次测序样品充足，可以代表样品真实的组成情况。

通过群落组成分析(如图17所示)，样品中的优势菌种为硝化细菌，所占比例最大。高氮-磷比下，硝化细菌含量更高。

2、调整城市中水的氨氮浓度达到步骤1确定得到的补充水氨氮浓度，并调整城市中水的氮磷比达到步骤1确定得到的补充水氮磷比，得到循环冷却水系统中水补充水。

3、根据步骤1确定的浓缩倍率确定补水量。

4、将步骤2得到的循环冷却水系统中水补充水作为循环冷却水系统补充水按照步骤3确定的补水量进行循环冷却水系统补水，同时控制循环冷却水系统内循环冷却水的温度为步骤1确定得到的温度；

实时监测循环冷却水系统内循环冷却水的氨氮浓度，当氨氮浓度超过氨氮浓度阈值时，用纯水替代步骤2得到的循环冷却水系统中水补充水作为循环冷却水系统补充水按照步骤3确定的补水量进行循环冷却水系统补水直至冷却水系统内循环冷却水的氨氮浓度低于氨氮浓度6mg/L。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而不是对本发明保护范围的限制，在不脱离本发明技术方案的实质和范围内可以进行修改和等同替换。