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1、循环水处理微生物控制,2004-02-02,1,敞开式循环冷却水系统产生的问题,三大问题：,2004-02-02,2,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,2004-02-02,3,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,2004-02-02,4,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,2004-02-02,5,漂浮的 自由浮游 不受任何保护 固着的 黏附于物体表面
2、 受到保护,两种生存方式：,细菌,2004-02-02,6,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,2004-02-02,7,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,2004-02-02,8,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
3、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,2004-02-02,9,产酸细菌,硝化细菌 1、把水中的氨转变成硝酸 2NH3 + 4O22HNO3 + 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,2004-02-02,10,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
4、效,2004-02-02,11,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,2004-02-02,12,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,2004-02-02,13,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
5、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,2004-02-02,14,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,2004-02-02,15,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
6、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。,2004-02-02,16,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）,2004-02-02,17,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,2004-02-02,18,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,5105个/ml 10个/ml 50个/ml 100个/ml 4ml/m3,2004-02-02,19,冷却
7、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,2004-02-02,20,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,2004-02-02,21,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。,2004-02-02,22,5,6,7,8,
8、9,10,pH,0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,%HOCl,100,90,80,70,60,50,40,30,20,10,0,%OCl,pH对HClO电离的影响,20 C,o,2004-02-02,23,折点加氯氨对加氯的影响,Cl 2 投加量, ppm,A,B,C,D,2004-02-02,24,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 + NaOH HOCl H+ + OCl- 杀菌能力比氯气弱 使用高浓度的NaClO能较好地剥离冷却水系统中的粘泥,2004-02-02
9、,25,相对氧化能力,最大活性,最小活性,HOCl,HOBr,NH Br,OBr,OCl,NH Cl,x,y,-,-,y,x,2004-02-02,26,二氧化氯,氧化能力比氯强，剩余剂量的药性持续时间长，用量少 能分解菌体残骸，控制粘泥增长 适用的pH范围广（pH=6-10） 不与冷却水中的氨或大多数有机胺起反应 不稳定，必须现场制备和使用,2004-02-02,27,氯化异氰尿酸,水解生成HClO和异氰尿酸 杀生作用与次氯酸盐和氯相似 贮存稳定性好，使用方便，溶解性好。水解产物异氰尿酸可防止日光（紫外线）对有效氯的破坏作用。 适用于水量小的冷却水系统,2004-02-02,28,溴及溴化物
10、,杀生速度比氯快 对金属的腐蚀比氯小（相同碱性条件） 适用于碱性环境，杀生能力比氯强 溴胺衰减比氯胺快 目前可供选用的溴化物杀生剂有：卤化海因（溴氯二甲基海因、二溴二甲基海因、溴氯甲乙基海因等）、活性溴化物和氯化溴三大类。,2004-02-02,29,HOBr,HOCl,2004-02-02,30,臭氧,氧化性很强，但不稳定 作用机理：臭氧与蛋白质结合，破坏细胞呼吸所不可缺少的还原酶的活性 O3 O2 + （O） 杀生作用效果与冷却水的pH值、温度、有机物含量等因素有关 无污染、不会增加水中离子浓度,2004-02-02,31,非氧化性杀生剂,1、氯酚类 2、有机锡化合物 3、季铵盐 4、有机
11、胺类 5、有机硫化合物 6、异噻唑啉酮 7、有机溴化合物,2004-02-02,32,氯酚类,主要有二氯酚、三氯酚和五氯酚的化合物 是一种高效、广谱的杀生剂。 与某些阴离子表面活性剂混合，可以明显提高其杀生效果。 作用机理：它们能吸附在微生物的细胞壁上，然后扩散到细胞结构中，在细胞质内生成一种胶态溶液，并使蛋白质沉淀。 毒性大，已经逐渐被淘汰。,2004-02-02,33,有机锡化合物,常用的是氯化三丁基锡、氢氧化三丁基锡和TBTO（氧化双三丁基锡） 对藻类、霉菌和使木材朽蚀的微生物有毒性 在碱性pH范围内的效果最好 常与季铵盐或有机胺类复配成复合杀生剂以改善其分散剂 作用机理：由于在溶液中不
12、电离，它们容易穿透微生物的细胞壁并侵入细胞质，与蛋白质中的氨基和羧基形成复杂化合物，从而使蛋白质失效,2004-02-02,34,季铵盐,长碳链的季铵盐是一些阳离子型表面活性剂 常用的是DGH（结尔灭，十二烷基二甲基苄基氯化铵）和新结尔灭（十二烷基二甲基苄基溴化铵） 这两种药剂杀生力强、使用方便、毒性小 对异养菌杀生效果好，杀霉菌的性能较差 在被油类等严重污染的系统中会失效 容易起泡沫，需要与消泡剂一起使用,2004-02-02,35,有机胺类,某些有机胺类是一类有效的杀生剂。 甚至在低浓度下，松香胺盐仍是一种有效的灭藻剂。 分子量高的胺盐常常与季铵盐联合使用，以便获得更好的分散作用。 -胺和
13、-二胺是另外二类能毒杀微生物的有效的表面活性剂。它们与酚类复配后，在控制微生物生长时有明显的协同作用。,2004-02-02,36,有机硫化合物,许多有机硫化合物低毒、水溶、易于使用 它们对真菌、粘泥形成菌，尤其是对硫酸盐还原菌十分有效。 常用的有MBT（二硫氰基甲烷）、双-三氯甲基砜、四氢-3,5-二甲基-2H-1,3,5-硫代二嗪-2-硫酮、二甲基二硫代氨基甲酸钠、乙撑双-二硫代氨基甲酸二钠 作用机理：阻碍微生物中电子的转移，从而使细胞死亡,2004-02-02,37,异噻唑啉酮,作为工业冷却水系统中的杀生剂十分有效 即使在浓度很低时（0.5ppm），异噻唑啉酮仍能有效地抑制冷却水系统各处
14、的细菌、真菌和藻类的生长。 是一类广谱的杀生剂。适宜的pH范围较宽 在通常使用浓度下，与其它水质稳定剂彼此相容 作用机理：通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用。,2004-02-02,38,有机溴化合物,DBNPA（二溴氰丙酰胺） BNS（溴硝基苯乙烯） BNPD（溴硝基丙烷二醇）,2004-02-02,39,使用中的注意事项,与分散剂联合使用 抗药性 温度和pH值 添加方式 浓缩倍数和停留时间,2004-02-02,40,特别介绍军团菌,引起军团性疾病 广泛分布的水生物 天然环境: 每升10个细胞 人工环境:每升106个细胞 饮用水系统 淋浴器 / 水龙头 热水槽,冷却塔 蒸发型凝结器
15、湿度调节器 漩涡 温泉区 呼吸治疗设备,2004-02-02,41,军团性疾病：一种渐进型肺炎,2-10 天的潜伏期 致死几率 占总人群的 15% 占医院病患的 40% 能够用红霉素来治疗,咳嗽 发烧 呼吸困难 胸口痛 头疼 肌肉疼痛 腹泻 心慌,2004-02-02,42,NX1100,广谱杀生剂 与所有水质稳定剂配伍性好 水溶性，无泡沫 与卤素有增效作用 可生物降解 含5.3%的BNPD和2.6%的异噻唑啉酮，配合BD1501使用，杀菌效果非常好,2004-02-02,43,BD1501,非离子型表面活性剂，用于烃类油污染和微生物污垢污染的水体 本身无杀生能力，必须与杀生剂一起使用，能显著增强杀生剂的杀生效力 投加浓度与系统的清洁程度、微生物种类、营养物浓度、冷却水温度及pH值以及在水中的停留时间等因素有关，通常投加10-50ppm 高浓度使用会产生泡沫,2004-02-02,44,
