循环冷却水系统中的微生物及其控制

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2.循环冷却水中微生物的来源
循环冷却水中的微生物主要来源于以下几方面。 ①空气及携带的灰尘等杂物 冷却水和空气在冷却塔中允分接触，把空
气中的尘粒杂物洗涤进了水中。一座较大的冷却塔每天进入水中的灰尘町能 为几十到上百公斤，在有风和干燥时可能更多。灰尘上黏附着大量的微生物 及其孢子。1g普通的土壤可能含有5X 107 ~108个，1g肥沃的土壤可能含109 个以上微生物及其孢子。
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3.循环冷却水系统中微生物的类别
在循环冷却水系统中并不是所有的微生物都会造成危 害，给循环冷却水造成危害的微生物主要是细菌、真菌和 藻类。
冷却水的运行条件和水质不同，微生物的种类和数量 也不同。例如，钢铁厂的循环水含铁多，易滋长铁细菌、 球衣细菌等；化肥厂的循环水中硝化菌出现的几率较高。
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Байду номын сангаас
➢ 细菌
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金属腐蚀细菌，冷却水系统中直接引起金 属腐蚀的细菌。按其作用来分有铁沉积细菌、 产硫化物细菌和产酸细菌。
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（2）铁细菌
铁细菌是一种利用分子态氧将二价铁离子氧化为三价铁离子，利用其能量固
定二氧化碳的化能自养细菌，常见的有：嘉氏铁细菌、球衣细菌、鞘铁细菌、泉
发菌等。在循环水系统中较为常见，一般冷却设备和输水管道基本上为钢材，因
控制：只用加氯的微生物控制方案难于控制硫酸盐还原菌的生长。 这是因为: ( 1) 硫酸盐还原菌通常为粘泥所覆盖, 水中的氯气不容易到达 粘泥的深处;(2) 硫酸盐还原菌周围硫化氢的还原性环境使氯还原, 从而 失去了杀菌能力。长链的脂肪酸胺盐对控制硫酸盐还原菌很有效,二硫 氰基甲烷对杀灭硫酸盐还原菌也是有效的。
与藻类、霉菌相比，细菌体积很小。许多细菌的细 胞壁外有一粘多糖等混合物组成的黏液状荚膜，是细菌 代谢产物，具有抗干燥、抗吞噬的作用。细菌生长在荚 膜里能较好的经受杀菌剂的毒杀，许多细菌也是靠这层 粘性膜团聚成巨大的菌落，并粘泥带沙形成“粘泥” 。
在冷却水系统中存在金属腐蚀和与粘泥形成有关的 两类细菌，即铁沉积细菌、产硫化物菌、产酸细菌、产 粘泥细菌。
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（4） 产酸细菌 ①硝化细菌 亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌。硝化菌属专性好氧化能自养菌。
它们利用CO32- HCO3-和CO2等作为碳源，从NH4+或NO2-的氧化反应 中获得能量，能把水中的氨转化为硝酸。 当硝化细菌存在于含氨的冷却水系统中时, 冷却水的pH将发生意外 的变化。在正常情况下, 氨进入冷却水中后会使水的pH升高。然而 当冷却水中存在硝化细菌时, 由于它们能使氨生成硝酸, 故冷却水的 pH反而会下降, 从而使一些在低pH条件下易被侵蚀的金属(碳钢,铜和 铝)遭到腐蚀。 控制：氯及某些非氧化性杀生剂
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一 冷却水中的微生物 二 微生物活动引起的问题 三 微生物控制方法的选择 四 冷却水杀生剂
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一、 冷却水中的微生物
1.微生物及其特性 微生物是对所用个体微小的单细胞和结构极为简单的多细胞及没
有细胞结构的低等生物的统称。其类群十分庞杂，包括不具有细胞 结构的病毒和类病毒、原核类的细胞、放线菌、蓝细菌、衣原体、 支原体以及属于真核类的酵母菌、霉菌、原生动物和显微藻类。 微生物的一般特性： ① 体积小、面积大 ② 吸收多、转化快 ③ 生长旺、繁殖快 ④ 变异易、适应强 ⑤ 种类多、分布广
敞开式循环冷却水系统与大气相通，空气、灰尘、微生物都可以 进入系统。工业循环冷却水系统给大量微生物的生长提供了良好的栖 息地：水温适中，常在32～42℃之间；pH值中性。微生物生长所必 需的营养物和离子，可以通过补充水和周围空气带入的有机物或无机 物供给，生产过程中物料的泄漏(例如炼油厂的油类、化肥厂的合成 氨等)也为循环水系统微生物种群提供了养料。通过管道、热交换器、 冷却塔填料及配水管道系统所提供的大量表面积，这些条件为水中微 生物的生长提供了可靠的保障。因此，循环冷却水中滋生着大量的微 生物。微生物孳长给循环水系统带来极大危害：使水质恶化，如使水 变浑、发臭，形成黏泥阻塞管道滤池，降低缓蚀阻垢药剂效能，加快 金属腐蚀等。因此，必须控制微生物的生长。
②补充水 补充水中或多或少都会含有微生物，较清洁的水中细菌总数约 为100~10000个／mL。这些微生物也随补充水进入冷却水系统。
③工业污染和泄漏 工厂的泄漏也会使微生物进人冷却水，雨水和其他 水进人冷却水也会带进微生物。
进入冷却水系统的微牛物在适宜生长的条什下，通过酶的作用，从外界 吸取营养物质，使自身长大，并使细胞分裂或产生孢子而繁殖。
此在循环冷却水中易滋长铁细菌。
2Fe2＋ ＋1.5O2＋xH2O
Fe2O3·xH20
好氧菌，但也可以在氧含量小于0.5mg／Ｌ的水中生长。
在含铁的水中生长（含铁高于0.2～0.3ppm的水中即可发现）
通常包裹在铁的化合物中
生成体积很大的红棕色黏性沉积物-铁瘤，可能引起堵塞，形成氧浓差电池，阻碍
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（1）产粘泥细菌 又称粘液形成菌、粘液异养菌等，属于异养菌，是冷却水系统中数量
最多的一类有害菌。特别在炼油厂、印刷厂等冷却塔周围的空气中含 有机物较多的环境中极易繁殖。 在冷却水中，产粘泥细菌产生一种胶状的、粘性的或粘泥状的、附着 力很强的沉积物。这种沉积物覆盖在金属的表面上，降低冷却水的冷 却效果，阻止冷却水中的缓蚀剂、阻垢剂和杀生剂到达金属表面发生 缓蚀、阻垢和杀生作用，并使金属表面形成差异腐蚀电池而发生沉积 物下腐蚀。但是，这些细菌本身并不直接引起腐蚀。
缓蚀剂的作用，铁细菌还从钢铁表面的阳极区除去亚铁离子，从而使钢的腐蚀
速度增加。
铁细菌引起的腐蚀多为点蚀或结节状腐蚀，有较大的穿透速度，大量繁殖会出
现红水，pH和色度增加，还伴有恶臭。
控制方法：加氯或非氧化性杀生剂
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（3） 硫酸盐还原菌
又称产硫化物细菌，是一些能够把SO42-还原成S2-而自身获得能 量的各种细菌的统称。常见有脱硫孤菌、梭菌。 适宜生长条件：25～30 ℃，pH为7.2，主要腐蚀输水管和低温换热器 厌气性细菌，生长在无氧或缺氧的地方，如沉积物下。 能把水中的硫酸盐还原成硫化氢。硫化氢能使循环水系统出现局部的 酸性环境，使这些地方的金属遭受腐蚀，同时硫化氢能与不锈钢、铜 合金、镍合金的某些组份生成稳定的硫化物，而破坏这些金属的成份， 使这些金属遭受孔蚀。 产生的硫化氢和铬酸盐和锌盐反应，使其缓蚀作用失效。