尽管冷却水的浓缩倍率不断提高,但氨氮的浓度仍维持在2ｍｇ/Ｌ左右,其不随浓缩倍率的增加而增加。结合图2还可看出,氨氮浓度降低而亚硝酸盐氮的浓度在提高。维持浓缩倍率为2.5和2.8、系统运行2～3ｄ后分别测得冷却水中硝酸盐氮的浓度为18.55ｍｇ/Ｌ和20.11ｍｇ/Ｌ,此时的亚硝酸盐氮的浓度为2.52ｍｇ/Ｌ和2.85ｍｇ/Ｌ。由下式可以计算出:硝化作用转化率η=(循环冷却水中硝酸盐氮浓度-补充水中硝酸盐氮浓度)/［补充水中氨氮浓度×浓缩倍率(ｋ)］×{bfb};
　　亚硝酸转化率η=(循环冷却水中亚硝酸盐氮浓度-补充水中亚硝酸盐氮浓度)/［补充水中氨氮浓度×浓缩倍率(ｋ)］×{bfb};
　　解吸作用转化率η=1-硝化作用转化率η-亚硝酸转化率η。因此当ｋ=2.5时,硝化转化率η=58.6%,亚硝酸转化率η=8.3%,解吸作用转化率η=33.1%(上式中不计生物转化吸收),此时可以计算出循环冷却水系统中的硝化作用为60%左右,解吸作用则为30%左右,而生成的亚硝酸为10%左右。
针对以上试验结果,究其原因主要为:冷却塔的温度长期保持在25～40℃,使得氨氮在冷却水系统中易于挥发;而这个水温也恰是亚硝酸菌和硝酸菌的最适宜温度范围(亚硝酸菌{zj0}生长温度为35℃,硝酸菌{zj0}生长温度为35～42℃),且ｐＨ值为8.0左右时很适宜硝化菌的活动;供氧量充足,据计算,在冷却塔内冷却水与空气的接触足可以使冷却水中的溶解氧达到饱和状态,这些均有利于硝化作用,结果使得冷却水中氨氮的浓度迅速降低。结合生物的生长曲线还可进一步了解到微生物生长初期为对数增长期,即硝化菌以几何级数形式增加,其结果为试验初期冷却水中的氨氮以指数形式下降。在冷却水系统中,由于受各种因素的制约(如系统的xx等影响),使得生物量增加到{zd0}值时,将处于稳定状态,这也与微生物的生长曲线相符,其结果使得冷却水中的氨氮浓度维持于稳定状态,表现为冷却水中的氨氮浓度不随浓缩倍率的变化而变化。在动态试验中,尽管城市污水厂的二级出水中氨氮浓度较高(通常ＮＨ 4-Ｎ在10～20ｍｇ/Ｌ),但由于冷却塔的吹脱作用、硝化作用和微生物转化吸收作用,使得氨氮在冷却水系统中维持在2ｍｇ/Ｌ左右,且不随时间和浓缩倍率的增加而积累。同时由硝化作用产生的ＮＯ-3也大大降低了氨氮对铜的腐蚀影响。

3　ＣＯＤ变化ＣＯＤ在循环冷却水系统中的变化。
随着系统运行时间的增加,冷却水中ＣＯＤ浓度并没有提高,而维持在稳定状态。从浓缩倍率与ＣＯＤ的关系中(图5)可进一步了解到,尽管浓缩倍率从1.5提高到3左右,但其ＣＯＤ值并没有明显增加,而与补充水中的相近。这说明了在循环冷却水系统中,由于冷却塔起到了一个“生物过滤塔”作用,除转变冷却水中的氨氮外,还可降解补充水中的有机物,使得冷却水中的ＣＯＤ值保持不变,这也降低了ＣＯＤ对系统造成的腐蚀、结垢等不良影响。
4　结语
①　由于冷却塔的作用,使得城市污水厂二级处理出水中的高氨氮浓度在敞开式循环冷却水系统迅速下降,{zh1}稳定在2ｍｇ/Ｌ左右,且不随系统的运行时间和浓缩倍率而变化,且其中有约60%的氨氮转变为硝酸盐氮,另有约30%的则通过解吸作用除去。
②　冷却水中的ＣＯＤ浓度基本保持稳定,降低了对冷却水系统的影响。城市污水厂的二级处理出水回用作循环冷却水,有效地缓解了城市和工业用水紧张的问题。对于敞开式循环冷却水系统,因其水质要求不高及冷却水系统的非凡性,大大降低了由氨氮和ＣＯＤ带来的不利影响,故十分有利于城市污水厂二级处理出水回用作冷却水。
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