循環(huán)冷卻水系統微生物的控制方法

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循環(huán)冷卻水中微生物的來(lái)源

循環(huán)冷卻水中的微生物來(lái)自?xún)蓚�(gè)方面：一是冷卻塔在水的蒸發(fā)過(guò)程中需要引入大量的空氣，微生物也隨空氣帶入冷卻水中；二是冷卻水系統的補充水或多或少都會(huì )有微生物，這些微生物也隨補充水進(jìn)入冷卻水系統中。

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為什么循環(huán)水的微生物危害比直流水嚴重的多？

循環(huán)水的溫度、pH和營(yíng)養成分都是有利于微生物的繁殖，冷卻塔上充足日光照射更是藻類(lèi)生長(cháng)的理想地方。而直流水系統沒(méi)有空氣冷卻的蒸發(fā)過(guò)程，只有隨水流帶入的微生物，而且直流水系統所提供的微生物繁殖的條件不如循環(huán)水（適宜的水溫、pH和營(yíng)養成分）。最關(guān)鍵的是，循環(huán)水排出的污水又返回系統循環(huán)，造成惡性循環(huán)，而在直流水中繁殖起來(lái)的微生物立即被排走了。故循環(huán)水的微生物危害比直流水嚴重得多，而且濃縮倍數越高越嚴重。如有些循環(huán)水系統，補充水中的細菌總數只有100~1000，但循環(huán)水中的細菌總數可高達10萬(wàn)以上，這就造成了系統中微生物的危害。

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目前國內常用微生物的處理手段

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加強原水前處理，改善補充水水質(zhì)

原水中的懸浮粒子、色度物質(zhì)和其他有機物含有微生物需要的營(yíng)養，尤其是用地表水作補充水時(shí)，污染物質(zhì)含量更多，需要進(jìn)行前處理去除。常用混凝和過(guò)濾方法作為前處理工藝。

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投加殺生劑

投加殺生劑是目前循環(huán)水微生物控制較為成熟、有效的方法之一。殺生劑又稱(chēng)殺菌滅藻劑、抑制菌劑或殺菌劑等。分為氧化性和非氧化性殺菌劑兩大類(lèi)。

（1）常用氧化性殺生劑。

①氯和次氯酸鹽。氯是最常用的殺菌劑，具有高效、快速、廣譜、經(jīng)濟、使用方便等特點(diǎn)，對動(dòng)物性浮游生物和細菌類(lèi)特別有效，一般只要有 0.5~1 mg/L 余氯維持就可以抑制冷卻水中大部分微生物。

②二氧化氯（ClO2）。用二氧化氯作殺菌劑具有劑量小、作用快、效果好的優(yōu)點(diǎn)。它是一種強氧化劑，其氧化殺生能力是氯的 25~26 倍。

③氯化異氰尿酸。通常使用的是二氯化異氰尿酸鈉（DCCNa，商品名為優(yōu)氯凈）、二氯化異氰尿酸鉀（DCCK）及三氯化異氰尿酸（TCCA，商品名為強氯精）。濃度在 30~40 mg/L殺生效果較好。

④溴及溴化物。溴為棕紅色發(fā)煙液體，其性質(zhì)與氯相似，溶于水后反應生成次溴酸，起氧化殺生作用。次溴酸也可電離，電離后生成 HOBr 和 OBr-，而在高 pH 值的條件下，溴的殺生能力是強于氯的。⑤臭氧。殺生速度較氯快300~600 倍，殺生后分解為氧，對環(huán)境無(wú)任何污染。

（2）常用非氧化性殺生劑。

①氯酚類(lèi)。氯酚類(lèi)化合物是一類(lèi)應用較早的殺生劑，主要有一氯酚、雙氯酚、三氯酚及其鈉鹽等。

②季銨鹽。季銨鹽是一種陽(yáng)離子表面活性劑，廣泛應用于冷卻水中微生物的控制。它具有較強的殺菌作用，殺滅大多數微生物，具有良好的滲透性和分散性，與大多數水質(zhì)穩定劑和處理劑相溶，可在較寬的 pH 值范圍內使用，對魚(yú)類(lèi)等毒性小，易于降解，污染小。

③二硫氰酸甲酯。二硫氰酸甲酯又稱(chēng)二硫氰基甲烷，是一種使用廣泛的有機硫殺生劑，其形態(tài)為黃色或近于無(wú)色的針狀結晶。二硫氰酸甲酯是一種廣譜殺菌劑，對細菌、真菌、藻類(lèi)和原生動(dòng)物有很好的殺滅作用，尤其對硫酸鹽還原菌有較好的殺滅作用。

④異噻唑啉酮。異噻唑啉酮是一類(lèi)較新的廣譜殺生劑。異噻唑啉酮衍生物純品的制備和分離工藝比較復雜。用于水處理殺生劑不需分離純品，只需一步合成這兩個(gè)異噻唑啉酮衍生物的混合物即可。

⑤戊二醛。戊二醛是一種高效、快速、廣譜的殺菌劑，具有水溶性，可與水以任何比例溶解，加水無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)腐蝕，適用pH值范圍廣，能耐高溫，是硫酸鹽還原菌的專(zhuān)用藥劑，本身可以被生物降解。戊二醛的殺生作用主要是對微生物細胞中蛋白質(zhì)的交聯(lián)作用。

⑥酰胺類(lèi)。某些酰胺類(lèi)化合物對微生物具有很強的殺滅能力。是一種高效廣譜的殺生劑，其特點(diǎn)是容易水解，高 pH 值，加熱，紫外照射均可加速降解。容易被還原劑脫溴變?yōu)闊o(wú)毒的氰乙酸銨而失去殺生活性。在堿性條件下不穩定，一般限用于pH 值＜ 7.5 或 8.0 的系統。

（3）殺生劑使用注意事項。

①殺生劑應與分散劑聯(lián)合使用。使用分散劑的目的在于分散劑可以把殺死的微生物尸體分散在循環(huán)水系統中，可以把污泥從金屬表面剝離下來(lái)，露出下面沒(méi)有殺死的微生物，有利于殺生劑的藥性會(huì )發(fā)。殺生劑和分散劑聯(lián)合使用可明顯提高殺生劑使用效果，藥性得以充分揮發(fā)。

②殺生劑要交替使用避免微生物產(chǎn)生抗藥性。由于微生物的抗藥性特別強，長(cháng)期單一的投加殺菌劑會(huì )是微生物產(chǎn)生抗藥性，因此氧化性殺菌滅藻劑和非氧化性殺菌滅藻劑要交替投加使用。

③溫度和 pH 值對殺生劑使用效果的影響。循環(huán)水系統溫度升高，殺生劑的效果變差，如季銨鹽等，溫度升高，季銨鹽殺生效果變差。pH 對殺生劑的效果有很大影響，所以循環(huán)水系統 pH值要保持在穩定狀態(tài)。

④投加方式。一般考慮沖擊式投加藥劑，一次性投加大劑量的殺生劑可以讓微生物的數量急劇降低，使微生物不易恢復到原來(lái)的狀態(tài)。

⑤濃縮倍數對殺生劑投加量的影響。濃縮倍數低，藥劑在循環(huán)水系統中停留時(shí)間短，殺生劑的效果得不到更好的揮發(fā)，既浪費藥劑，又浪費水資源。一般循環(huán)水系統濃縮倍數控制在 3~5 即可。

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冷卻塔的防護

對冷卻塔進(jìn)行防護，改變微生物的生長(cháng)條件也能夠抑制微生物的生長(cháng)繁殖。

（1）防止陽(yáng)光照射。

藻類(lèi)生長(cháng)繁殖需要陽(yáng)光，在沒(méi)有陽(yáng)光的條件下，一般不能生存。只要在冷卻塔適當部位遮蔭，避免陽(yáng)光直射，藻類(lèi)繁殖就會(huì )減慢甚至停止。一般來(lái)說(shuō)，覆蓋冷卻塔水域和水池區域以防止陽(yáng)光照射；冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口加裝百葉窗，效果均非常明顯。

（2）采用殺生涂料。

為了防止藻類(lèi)在混凝土冷卻塔中傳播，可以在涂層中添加殺菌涂層 ( 抗藻涂層 ) 或殺菌劑進(jìn)行保護。涂層由改性硅酸鈉、氧化亞銅、氧化鋅等原料組成。

（3）木結構的防護。

木結構冷卻塔的構件必須作防真菌腐蝕處理，也可以在年度停車(chē)大檢修時(shí)，對木結構進(jìn)行補充性防腐處理。

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定期改變水溫、流速和含鹽量

如上所述，微生物對溫度有不同的適應性，嗜冷微生物最適宜生長(cháng)溫度在 10 ℃左右，中濕微生物最適宜生長(cháng)溫度在 20~35 ℃，嗜熱微生物最適宜生長(cháng)溫度在45 ℃左右。所以，定期地提高水溫是一種無(wú)試劑殺生的好辦法。此方法是適當減少通過(guò)換熱器的循環(huán)水，但工藝側的熱量產(chǎn)品流量不變，以便提高循環(huán)水溫度。當循環(huán)水溫度足夠高且超過(guò)了某種微生物的致死溫度時(shí)，就會(huì )導致其死亡。有時(shí)用高溫水或蒸汽吹洗系統，對控制微生物生長(cháng)是有效的。

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系統設計、運行措施

（1）設計考慮。

正確的設計好系統是第一步。為防止產(chǎn)生微生物黏泥和腐蝕，系統設計和安裝時(shí)應避免滯水區和低流速。因此，應仔細考慮管路路徑和閥門(mén)位置的選擇。

（2）運行維護。

正確的維護運行系統以及定期進(jìn)行清洗。

（3）選用耐腐蝕材料。

耐蝕材料最好用于易發(fā)生微生物腐蝕的地方。金屬材料的耐微生物腐蝕性能一般為鈦 > 不銹鋼 > 黃銅 > 純銅 > 硬鋁 > 碳鋼。

（4）陰極保護。

該方法與一般陰極保護類(lèi)同，即在被保護的金屬上連接一塊更易氧化的金屬作陽(yáng)極，使被保護金屬成為陰極，構成一個(gè)原電池或者外加一定電流的電源進(jìn)行電解。

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微生物控制技術(shù)

實(shí)驗研究和理論分析表明，微生物控制是循環(huán)水系統水質(zhì)控制方案的首要任務(wù)。

在微生物快速繁殖的情況下，必須采取有效的方法盡快控制微生物繁殖，如使用氯、過(guò)氧化物和其他氧化性殺菌劑、滅藻劑和無(wú)氧季銨鹽。當夏季環(huán)境溫度較高時(shí)，通過(guò)提高殺菌劑和除藻劑的濃度來(lái)恢復對微生物的控制，并通過(guò)增加污水排放量來(lái)降低系統中的污染物含量、懸浮物和可溶性總固體。

加強殺菌滅藻劑力度，盡可能減少循環(huán)水中微生物的總量，選擇合適的藥劑，對于已形成大量微生物黏泥的系統，僅靠單純的殺菌滅藻劑難以取得很好的處理效果。應對系統進(jìn)行殺菌、清洗、剝離處理，利用殺生劑、分散劑、清洗劑的協(xié)同效應高劑量處理，可以取得滿(mǎn)意的效果。