第六章循环冷却水系统中微生物及其控制
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第六章 循环冷却水系统中的微生物 及其控制
主要内容 第一节 微生物及其特性 第二节 冷却水系统中引起故障的微生物 第三节 冷却水系统中金属的微生物腐蚀 第四节 冷却水系统中的微生物黏泥 第五节 冷却水系统中微生物的控制指标 第六节 冷却水系统中微生物的控制方法 第七节 冷却水杀生剂 第八节 静电水处理与电子水处理技术 第九节 冷却水系统中微生物控制实例
化氢，在水中生成FeS 、Fe(OH)2促进阳极腐蚀。 冷却水中，SRB引起的孔蚀的穿透速度为1.25~5.0mm/a，
是相当惊人的。0.4mm厚的碳钢试样，在60天内就腐蚀穿孔。其
大小取决于SRB的污染程度和生长速度。即使pH值控制良好和用
铁细菌能使水中的亚铁化合物转变为不溶于水的三氧化二铁 的水合物沉积下来，通过反应获得生长所需的能量。沉积物在细 菌周围形成大量的棕色黏泥，从而引起管道堵塞，同时在铁管壁 上形成锈瘤结节，产生点蚀。
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
铁细菌的腐蚀机理(好氧腐蚀)： 锈瘤遮盖了钢铁的表面，由于微生物耗氧，锈瘤又阻碍氧的
扩散，结果使锈瘤下部常常处于缺氧状态，形成氧浓差腐蚀电池， 缺氧区形成阳极使金属溶解，有氧区的金属表面成为阴极；并使 冷却水中的缓蚀剂难于与金属表面作用生成保持膜。从而使钢的 腐蚀速度增加。如图6-1。
铁细菌易用加氯或非氧化性杀生剂(例如季铵盐)的第六方章法循环来冷却控水制系统。中微生物及
其控制
3、产硫化物细菌 H2S +氧浓差腐蚀
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
①在循环冷却水系统中，水的温度(常被设计在32~42℃之 间)和pH的范围恰好适宜多种微生物的生长；②冷却水系统中工 艺物质(例如炼油厂的油类、氮肥厂的合成氨)泄漏入冷却水系统， 为其中的微生物提供了营养源(养料)；③冷却水在冷却塔内的喷 淋曝气过程中溶入了大wenku.baidu.com的氧气，为好氧性微生物提供了必要条 件；④而冷却水中悬浮物形成的淤泥又为厌氧性微生物提供了庇 护所；⑤冷却水中的硫酸盐则成为厌氧性微生物——硫酸盐还原 菌所需能量的来源。因此，有些冷却水系统成了一些微生物的一 个巨大的捕集器和培养器。
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
2、微生物的特点 1）个体微小，面积大
在形态上，个体微小，肉眼看不见，需用显微镜观察， 细胞大小以微米和纳米计量。 2）吸收多、转化快 3）生长旺、繁殖快.繁殖快 生长繁殖快，在实验室培养条件下细菌几十分钟至几 小时可以繁殖一代。 4）易变异、适应性强 抗药性、抗热性、抗寒性、抗酸性、抗辐射等等 5）种类多、分布广 在局部环境中数量众多，如每克土壤含微生物几千万 至几亿个。
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
第二节 冷却水系统中引起故障的微生物
并不是冷却水系统中所有的微生物都会引起故障，常见的 会引起故障的微生物主要是细菌、真菌和藻类。现分别对它们 作一扼要的介绍。
一、细菌
与藻类和霉菌相比，细菌显得微小。除非有大的菌落，否则 就需借助显微镜才能察见或鉴别。冷却水系统中与金属腐蚀或 黏泥形成有关的细菌主要有下面几类：
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
1、产黏泥细菌 又称黏液形成菌、黏液异养菌等，是冷却水系统中数量最多的
一类有害细菌。包括11个细菌属：假单胞菌属、气单胞菌属、微球 菌属、芽孢杆菌属、不动杆菌属、葡萄球菌属、产碱杆菌属、棒状 杆菌属、肠杆菌科、黄杆菌属和布鲁氏菌属。
在冷却水中，它们产生一种胶状的、黏性的或黏泥状的、附着 力很强的沉积物，这种沉积物遮盖在金属的表面上，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(垢下腐蚀)。
但是，这些细菌本身并不直接引起腐蚀。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 。
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
2、铁沉积细菌 简称铁细菌。包括：嘉氏铁杆菌、球衣细菌、鞘铁细菌和泉
发菌等。 铁细菌有以下特点：
①在含铁的水中生长； ②通常被包裹在铁的化合物中； ③生成体积很大的红棕色的黏性沉积物； ④铁细菌是好氧菌。但也可在氧含量小于0.5mg/L的水中生长。
硫酸盐还原菌是厌氧微生物。 1）冷却水中黏泥下面缺氧，故硫酸盐还原菌常在那里生长繁殖。常见的是脱硫 弧菌和梭菌。 2）硫酸盐还原菌产生的硫化氢主要腐蚀碳钢，也包括不锈钢、铜合金、镍合金 以及在低pH值和硫化物或还原性条件下能腐蚀的金属。3）硫化氢与铬酸盐和锌 盐反应，使这些缓蚀剂从水中沉淀出来，生成的沉淀则沉积在金属表面形成污垢。
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
硫酸盐还原菌的腐蚀机理(厌氧腐蚀)：
阳极反应 4Fe 4Fe2+ + 8e
阴极反应 8H2O 8H+ + 8OH-
SO42- + 8H+ + 8e
S2- + 4H2O
水中
Fe2+ + S2-
FeS
Fe2+ + 6OH-
3Fe(OH)2
在阴极，SRB利用体内的氢化酶消耗电子将硫酸盐还原为硫
又称硫酸盐还原菌，(Sulfate-Reducing Bacteria,简称SRB)是一种厌氧 菌，它能利用金属表面的有机物作为碳源,并利用细菌生物膜内产生的氢,将硫酸 盐还原成硫化氢,从还原反应中获得生存的能量。冷却水中的硫酸根既可以是天 然存在的，也可以是加硫酸控制冷却水pH值时引入的。硫酸盐还原菌使硫酸盐 变为硫化氢，从而创造了一个没有氧的还原性环境，并生活于其中。
所以，冷却水系统中微生物的滋生和引起的危害必须重视。
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
第一节 微生物及其特性
1.微生物 微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物 现代生物学将微生物分细胞型微生物，和非细胞型微生物。 没有细胞形态的微生物叫非细胞型微生物，如病毒，亚病毒。 有细胞形态的叫细胞型微生物。根据其细胞结构的明显差异分 原核微生物和真核微生物。 原核的常见类群有细菌，放线菌，支原体，衣原体，立 克次体。 真核的常见有酵母菌，霉菌，真核原生生物。
主要内容 第一节 微生物及其特性 第二节 冷却水系统中引起故障的微生物 第三节 冷却水系统中金属的微生物腐蚀 第四节 冷却水系统中的微生物黏泥 第五节 冷却水系统中微生物的控制指标 第六节 冷却水系统中微生物的控制方法 第七节 冷却水杀生剂 第八节 静电水处理与电子水处理技术 第九节 冷却水系统中微生物控制实例
化氢，在水中生成FeS 、Fe(OH)2促进阳极腐蚀。 冷却水中，SRB引起的孔蚀的穿透速度为1.25~5.0mm/a，
是相当惊人的。0.4mm厚的碳钢试样，在60天内就腐蚀穿孔。其
大小取决于SRB的污染程度和生长速度。即使pH值控制良好和用
铁细菌能使水中的亚铁化合物转变为不溶于水的三氧化二铁 的水合物沉积下来，通过反应获得生长所需的能量。沉积物在细 菌周围形成大量的棕色黏泥，从而引起管道堵塞，同时在铁管壁 上形成锈瘤结节，产生点蚀。
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
铁细菌的腐蚀机理(好氧腐蚀)： 锈瘤遮盖了钢铁的表面，由于微生物耗氧，锈瘤又阻碍氧的
扩散，结果使锈瘤下部常常处于缺氧状态，形成氧浓差腐蚀电池， 缺氧区形成阳极使金属溶解，有氧区的金属表面成为阴极；并使 冷却水中的缓蚀剂难于与金属表面作用生成保持膜。从而使钢的 腐蚀速度增加。如图6-1。
铁细菌易用加氯或非氧化性杀生剂(例如季铵盐)的第六方章法循环来冷却控水制系统。中微生物及
其控制
3、产硫化物细菌 H2S +氧浓差腐蚀
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
①在循环冷却水系统中，水的温度(常被设计在32~42℃之 间)和pH的范围恰好适宜多种微生物的生长；②冷却水系统中工 艺物质(例如炼油厂的油类、氮肥厂的合成氨)泄漏入冷却水系统， 为其中的微生物提供了营养源(养料)；③冷却水在冷却塔内的喷 淋曝气过程中溶入了大wenku.baidu.com的氧气，为好氧性微生物提供了必要条 件；④而冷却水中悬浮物形成的淤泥又为厌氧性微生物提供了庇 护所；⑤冷却水中的硫酸盐则成为厌氧性微生物——硫酸盐还原 菌所需能量的来源。因此，有些冷却水系统成了一些微生物的一 个巨大的捕集器和培养器。
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
2、微生物的特点 1）个体微小，面积大
在形态上，个体微小，肉眼看不见，需用显微镜观察， 细胞大小以微米和纳米计量。 2）吸收多、转化快 3）生长旺、繁殖快.繁殖快 生长繁殖快，在实验室培养条件下细菌几十分钟至几 小时可以繁殖一代。 4）易变异、适应性强 抗药性、抗热性、抗寒性、抗酸性、抗辐射等等 5）种类多、分布广 在局部环境中数量众多，如每克土壤含微生物几千万 至几亿个。
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
第二节 冷却水系统中引起故障的微生物
并不是冷却水系统中所有的微生物都会引起故障，常见的 会引起故障的微生物主要是细菌、真菌和藻类。现分别对它们 作一扼要的介绍。
一、细菌
与藻类和霉菌相比，细菌显得微小。除非有大的菌落，否则 就需借助显微镜才能察见或鉴别。冷却水系统中与金属腐蚀或 黏泥形成有关的细菌主要有下面几类：
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
1、产黏泥细菌 又称黏液形成菌、黏液异养菌等，是冷却水系统中数量最多的
一类有害细菌。包括11个细菌属：假单胞菌属、气单胞菌属、微球 菌属、芽孢杆菌属、不动杆菌属、葡萄球菌属、产碱杆菌属、棒状 杆菌属、肠杆菌科、黄杆菌属和布鲁氏菌属。
在冷却水中，它们产生一种胶状的、黏性的或黏泥状的、附着 力很强的沉积物，这种沉积物遮盖在金属的表面上，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(垢下腐蚀)。
但是，这些细菌本身并不直接引起腐蚀。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 。
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
2、铁沉积细菌 简称铁细菌。包括：嘉氏铁杆菌、球衣细菌、鞘铁细菌和泉
发菌等。 铁细菌有以下特点：
①在含铁的水中生长； ②通常被包裹在铁的化合物中； ③生成体积很大的红棕色的黏性沉积物； ④铁细菌是好氧菌。但也可在氧含量小于0.5mg/L的水中生长。
硫酸盐还原菌是厌氧微生物。 1）冷却水中黏泥下面缺氧，故硫酸盐还原菌常在那里生长繁殖。常见的是脱硫 弧菌和梭菌。 2）硫酸盐还原菌产生的硫化氢主要腐蚀碳钢，也包括不锈钢、铜合金、镍合金 以及在低pH值和硫化物或还原性条件下能腐蚀的金属。3）硫化氢与铬酸盐和锌 盐反应，使这些缓蚀剂从水中沉淀出来，生成的沉淀则沉积在金属表面形成污垢。
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
硫酸盐还原菌的腐蚀机理(厌氧腐蚀)：
阳极反应 4Fe 4Fe2+ + 8e
阴极反应 8H2O 8H+ + 8OH-
SO42- + 8H+ + 8e
S2- + 4H2O
水中
Fe2+ + S2-
FeS
Fe2+ + 6OH-
3Fe(OH)2
在阴极，SRB利用体内的氢化酶消耗电子将硫酸盐还原为硫
又称硫酸盐还原菌，(Sulfate-Reducing Bacteria,简称SRB)是一种厌氧 菌，它能利用金属表面的有机物作为碳源,并利用细菌生物膜内产生的氢,将硫酸 盐还原成硫化氢,从还原反应中获得生存的能量。冷却水中的硫酸根既可以是天 然存在的，也可以是加硫酸控制冷却水pH值时引入的。硫酸盐还原菌使硫酸盐 变为硫化氢，从而创造了一个没有氧的还原性环境，并生活于其中。
所以，冷却水系统中微生物的滋生和引起的危害必须重视。
第六章循环冷却水系统中微生物及 其控制
第一节 微生物及其特性
1.微生物 微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物 现代生物学将微生物分细胞型微生物，和非细胞型微生物。 没有细胞形态的微生物叫非细胞型微生物，如病毒，亚病毒。 有细胞形态的叫细胞型微生物。根据其细胞结构的明显差异分 原核微生物和真核微生物。 原核的常见类群有细菌，放线菌，支原体，衣原体，立 克次体。 真核的常见有酵母菌，霉菌，真核原生生物。