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2004-02-02 循环水处理－微生物控制 敞开式循环冷却水系统产生的问题 三大问题： 为什么会有微生物问题 来源：补充水、空气 冷却水系统是微生物的巨大捕捉器和培养器 1、充沛的水量 2、适宜的温度 3、营养物质 4、溶解氧 5、庇护所 微生物产生的问题 降低传热效率 增加腐蚀速度 减少水流量 堵塞水管 引起故障的微生物 细菌 1、产粘泥细菌 2、铁沉积细菌 3、产硫化物细菌 4、产酸细菌 真菌：霉菌、酵母 藻类：蓝藻、绿藻、硅藻 漂浮的 自由浮游 不受任何保护 固着的 黏附于物体表面 受到保护 产粘泥细菌 冷却水系统中数量最多的一类有害细菌 产生附着力很强的沉积物 1、降低冷却效果 2、阻止缓蚀剂、阻垢剂和杀生剂到达金属表面发生缓蚀、阻垢和杀生作用 3、使金属表面形成差异腐蚀电池而发生沉积物下腐蚀 本身并不直接引起腐蚀 铁沉积细菌 好氧菌 在含铁的水中生长 生成体积很大的红棕色的粘性沉积物 1、形成氧浓差腐蚀电池 2、使冷却水中的缓蚀剂难于与金属表面作用生成保护膜 从阳极区除去Fe2+，使腐蚀速率增加 很容易控制 产硫化物细菌 又称硫酸盐还原菌 是在无氧或缺氧的状态下用硫酸盐中的氧进行氧化反应而得到能量的细菌群 广泛存在于厌氧性有机物聚集的地方 能把水溶性的硫酸盐还原成硫化氢 只用加氯的微生物控制方案难于控制其生长 产酸细菌 硝化细菌 1、把水中的氨转变成硝酸 2NH3 + 4O2→2HNO3 + 2H2O 2、容易用氯及某些非氧化性杀生剂控制 硫杆菌 1、能使可溶性硫化物转变为硫酸 真菌 往往生长在冷却塔的木质构件上、水池壁上和换热器中 破坏木材中的纤维素，使冷却塔的木质构件朽蚀 真菌的生长能产生粘泥而覆盖在换热器中换热管的表面上，降低冷却水的冷却作用 对金属没有直接的腐蚀性，引起垢下腐蚀 氯对于真菌不是很有效 藻类 藻类的生长需要阳光 死亡的藻类成为悬浮物和沉积物 堵塞换热器的管路，降低冷却水的流量 成为捕集冷却水中有机体的过滤器，为细菌和霉菌提供食物 对金属没有直接的腐蚀性，引起垢下腐蚀 阻止阳光进入冷却水系统可以控制其生长 加氯及非氧化性杀生剂控制十分有效 微生物对铁和低碳钢的腐蚀 铁细菌在金属表面构成锈瘤引起腐蚀 硫酸盐还原菌使金属产生点蚀，生成黑色的硫化铁沉积物 硫杆菌产生硫酸使介质pH降低，引起腐蚀 其他好氧菌产生有机酸，引起不同程度的腐蚀 微生物对不锈钢的腐蚀 不锈钢微生物腐蚀的特征是点蚀 硫酸盐还原菌主要引起点蚀和晶间腐蚀 铁细菌曾使3mm厚的304L和316L不锈钢管道在试压1个月后发生点蚀穿孔 微生物对铜和铜合金的腐蚀 铜腐蚀后生成的铜离子或铜盐对微生物具有一定的毒性，但也存在着耐铜离子的细菌 硫酸盐还原菌会腐蚀铜或铜合金 发生点蚀和选择性腐蚀 冷却水系统中的微生物粘泥 微生物粘泥（简称粘泥）是指由于水中溶解的营养源而引起细菌、丝状菌（霉菌）、藻类等微生物群的增殖，并以这些微生物为主体，混有泥砂、无机物和尘埃等，形成附着的或堆积的软泥性沉积物。 冷却水系统中的微生物粘泥不仅会降低换热器和冷却塔的冷却作用、恶化水质，而且还会引起冷却水系统中设备的腐蚀和降低水质稳定剂的缓蚀、阻垢和杀生作用。 微生物粘泥引起的故障 降低热交换效率 堵塞热交换器，泵压上升，流量减少 加速腐蚀 降低冷却塔的效率，填料变形、脱落 处理药剂的吸附、浪费 外观污染（环境公害） 影响微生物和粘泥的环境因素 微生物的营养源 水温 pH值 溶解氧 光 细菌数 悬浮物 粘泥量 粘泥附着度 流速 冷却水系统中微生物的控制指标 异养菌 真菌 硫酸盐还原菌 铁细菌 粘泥量 5×105个/ml 10个/ml 50个/ml 100个/ml 4ml/m3 冷却水系统中微生物的控制方法 1、选用耐蚀材料 2、控制水质 3、采用杀生涂料 4、阴极保护 5、清洗 6、防止阳光照射 7、旁流过滤 8、混凝沉淀 9、噬菌体法 10、添加杀生剂 冷却水杀生剂 氧化性杀生剂 1、氯气 2、次氯酸盐 3、二氧化氯 4、氯化异氰尿酸 5、溴及溴化物 6、臭氧 非氧化性杀生剂 氯气 杀菌力强、价格低廉 Cl2 + H2O HCl + HClO HClO H+ + OCl- HClO是一种极强的氧化剂，它容易扩散通过微生物的细胞壁，与原生质反应，氧化某些酶上的活性部位。 次氯酸盐 杀生作用类似于氯气 在水中能生成HClO和OCl-，它们的生成量是冷却水pH值的函数 NaOCl + H2O HOCl + Na