工业水处理技术第6章循环冷却水系统中的微生物及其控制.ppt

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1、第一章第一章 水及工业用水水及工业用水第二章第二章 工业用水预处理工业用水预处理第三章第三章 循环冷却水系统及其水处理概况循环冷却水系统及其水处理概况第四章第四章 循环冷却水系统中的沉积物及其控制循环冷却水系统中的沉积物及其控制第五章第五章 循环冷却水系统中金属的腐蚀及其控制循环冷却水系统中金属的腐蚀及其控制第六章第六章 循环冷却水系统中的微生物及其控制循环冷却水系统中的微生物及其控制第七章第七章 冷却水系统的清洗和预膜冷却水系统的清洗和预膜第八章第八章 循环冷却水系统的日常运行循环冷却水系统的日常运行第九章第九章 冷却水系统中腐蚀、沉积物和微生物的冷却水系统中腐蚀、沉积物和微生物的现场监测现

2、场监测第十章第十章 锅炉及其水汽质量标准锅炉及其水汽质量标准第十一章第十一章 离子交换树脂及离子交换基本原理离子交换树脂及离子交换基本原理第十二章第十二章 离子交换水处理离子交换水处理第十三章第十三章 膜法除盐水处理膜法除盐水处理第十四章第十四章 凝结水的净化凝结水的净化第十五章第十五章 锅内加药处理锅内加药处理第十六章第十六章 热力设备系统的腐蚀与控制热力设备系统的腐蚀与控制第十七章第十七章 锅炉的清洗锅炉的清洗第十八章第十八章 水质的分析水质的分析第十九章第十九章 沉积物的分析沉积物的分析第二十章第二十章 常用水处理剂的分析常用水处理剂的分析 第二篇第二篇 循环冷却水处理循环冷却水处理第一

3、节微生物及其特性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三节冷却水系统中金属的微生物腐蚀第四节第四节 冷却水系统中的微生物黏泥冷却水系统中的微生物黏泥第五节第五节 冷却水系统中微生物的控制方法冷却水系统中微生物的控制方法第六节第六节 冷却水杀生剂冷却水杀生剂第七节第七节 静电水处理与电子水处理静电水处理与电子水处理第六章第六章 循环冷却水系统中的微生物及其控制循环冷却水系统中的微生物及其控制五大共性五大共性又称黏液形成菌、黏液异养菌等又称黏液形成菌、黏液异养菌等冷却水系统中直接引起金属腐蚀的细菌，按其作用来分有

4、和假单胞菌、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、布鲁氏菌属这些细菌本身并不直接引起腐蚀这些细菌本身并不直接引起腐蚀嘉氏铁杆菌球衣细菌鞘铁细菌泉发菌主要特点主要特点在含铁的水中生长通常被包裹在铁的化合物中生成体积很大的红棕色的黏性沉积物铁细菌是好氧菌，但也可以在氧含量小于0.5mg/L的水中生长铁细菌能在冷却水系统中产生大量氧化铁沉淀铁细菌的锈瘤遮盖了钢铁的表面，形成氧浓差腐蚀电池冷却水中的铁细菌很容易用加氯或加非氧化性杀生剂（例如季铵盐）的方法来控制把水溶性的硫酸盐还原为硫化氢厌氧的微生物硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌冷却水系统中黏泥

5、下面缺氧，故硫酸盐还原菌常在那里生长繁殖冷却水系统中黏泥下面缺氧，故硫酸盐还原菌常在那里生长繁殖硫酸盐还原菌产生的硫化氢对一些金属有腐蚀性硫酸盐还原菌产生的硫化氢对一些金属有腐蚀性在冷却水中，硫酸盐还原菌产生的硫化氢与铬酸盐和锌盐反应，使这些在冷却水中，硫酸盐还原菌产生的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硫酸盐还原菌中的羧菌不但能产生硫化氢气体，而且还能产生甲烷，从硫酸盐还原菌中的羧菌不但能产生硫化氢气体，而且还能产生甲烷，从而为硫酸盐还原菌周围的产黏泥细菌提供营养。而为硫酸盐还原菌周

6、围的产黏泥细菌提供营养。脱硫弧菌梭菌长链的脂肪酸胺盐对控制硫酸盐还原菌是很有效的。其他的非氧化性杀生剂，例如有机硫化物（二硫氰基甲烷），对硫酸盐还原菌的杀灭也是有效的。能把水的氨转变为硝酸由于大气中含有氨或由于设备（例如合成氨厂的设备）的泄漏，冷却水中往往含有氨在控制硝化细菌生长上，氯以及某些非氧化性杀生剂非常有效金属腐蚀能使可溶性硫化物转变为硫酸。正像硝化细菌那样，一些在酸性条件下易受侵蚀的金属将被腐蚀。霉菌酵母真菌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黏泥而沉积覆盖在换热器中换热管的表面上，降低冷却水的冷却作用真菌对冷却水系统中的金属并没有直接的腐蚀性，但它们产生的黏状

7、沉积物会在金属表面建立差异腐蚀电池而引起金属的腐蚀冷却水系统中的真菌可以用杀真菌的药剂，例如五氯酚或三丁基锡的化合物等来控制冷却水中的藻类主要有、和死亡的藻类会变成冷却水系统中的悬浮物和沉积物在换热器中，它们将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。藻类形成的团块进入换热器中后，会堵塞换热器中的管路，降低冷却水的流量，从而降低其冷却作用。冷却水系统中金属微生物腐蚀的形态可以是严重的均匀腐蚀，也可以是缝隙腐蚀和应力腐蚀破裂，但主要是（简称黏泥）是指由于水中溶解的营养源而引起细菌、（简称黏泥）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

8、体，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、无机物和尘土等，形成附着的或堆积的软泥性沉积物。混有泥砂、无机物和尘土等，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黏泥不仅会降低换热器和冷却塔的冷却作用、冷却水系统中的微生物黏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、阻垢和杀生作用剂的缓蚀、阻垢和杀生作用污垢热阻随黏泥和磷酸钙附着量的增加而成正比地增加在附着物量相同的情况下，黏泥的污垢热阻远远大于磷酸钙的污垢热阻黏泥中的蛋白质含量和灼烧减

9、量愈大，即微生物的含量愈大，则其污垢热阻也愈大金属材料耐微生物腐蚀的性能大致可以排列如下目前常用的海洋用低合金钢耐受好氧性和厌氧性细菌腐蚀的能力都较低。一般来讲，硫、磷或硫化物夹杂物含量低的合金耐受硫酸盐还原菌腐蚀的能力较高。控制水质主要是控制冷却水中的氧含量、值、悬浮物和微生物的养料。油类是微生物的养料，故应尽可能防止它泄漏入冷却水系统。如果漏入冷却水系统中的油较多，则应及时清除。清除漏油的方案中应包括机械除油和化学清冼除油两部分内容。氮肥厂中进入冷却水系统的氨能引起硝化细菌的繁殖和降低氯的杀生能力，应加以控制。涂料中添加能抑制微生物生长的杀生剂（例如偏硼酸钡、氧化亚铜、氧化锌、三丁基氧化锡

10、等）是人们常采用的一些控制微生物生长、破坏涂料和引起腐蚀的有效措施用由改性水玻璃、氧化亚铜、氧化锌和填料等制成的无机防藻涂料涂刷在冷却塔和水池的内壁上，则不但可以控制冷却水系统中冷却塔、水池内壁、抽风筒、收水器等处藻类的生长，而且还可以抑制冷却水中异养菌的生长。冷却水系统中存在硫酸盐还原菌时，碳钢的阴极保护电位一般应-0.95V，采用牺牲阳极保护时，则应注意生物附着物的影响。清洗对于一个被微生物严重污染的冷却水系统来说，是一种十分有效的措施清洗还可使清洗后剩下来的微生物直接暴露在外，从而为杀生剂直接达到微生物表面并杀死它们创造有利的条件藻类的生长和繁殖需要阳光，故冷却水系统应避免阳光的直接照射

11、。为此，水池上面应加盖；冷却塔的进风口则可加装百叶窗。在循环冷却水系统中，设计安装用砂子或无烟煤等为滤料的旁滤池过滤冷却水是一种控制微生物生长的有效措施。通过旁流过滤，可以在不影响冷却水系统正常运行的情况下除去水中大部分微生物。在补充水的前处理或循环冷却水的旁流处理过程中，常使用铝盐、铁盐等混凝剂或高分子絮凝剂（例如聚丙烯酰胺）。这些药剂能在絮凝沉淀过程中将水中的各种微生物随生成的絮凝体一起沉淀下来，从而把它们除去。噬菌体是一种能够吃掉细菌的微生物。有人称它们为细菌病毒。这种细菌病毒与动物病毒、植物病毒不同，它们只对细菌的细胞发生作用，故是一种很小但非常有用的病毒。该法对于防止电站的海水冷却水

12、系统及造纸厂的工业水系统中黏泥的形成，十分有效与加氯相比，噬菌体的溶菌作用不会影响生态环境与加氯相比，噬菌体的溶菌作用不会影响生态环境一个噬菌体溶菌后，能放出数百个噬菌体，故只要加入一个噬菌体溶菌后，能放出数百个噬菌体，故只要加入少量噬菌体，就能获得非常好的效果少量噬菌体，就能获得非常好的效果噬菌体的增殖保存技术已经建立，可望实现稳定供给；噬菌体的增殖保存技术已经建立，可望实现稳定供给；经济上合算。概念设计表明，对于一个滨海火力发电站经济上合算。概念设计表明，对于一个滨海火力发电站冷却水系统的微生物控制方案，噬菌体法的费用仅为加冷却水系统的微生物控制方案，噬菌体法的费用仅为加氯法费用的氯法费用

13、的1/51/5杀生剂又称杀菌灭藻剂、杀微生物剂或杀菌剂等。我们把冷却水系统中使用的杀生剂简称为冷却水杀生剂人们对冷却水杀生剂的要求通常是控制冷却水中微生物的生长，从而控制冷却水系统中的微生物腐蚀和微生物黏泥，但并不一定要求它能杀灭冷却水系统中所有的微生物第八节介绍能有效地控制或杀死范围很广的微生物，应该是一种广谱的杀生剂；在不同的冷却水的条件下，它易于分解或被生物降解，理想的杀生剂应该是，一旦它在冷却水系统中完成了杀生任务并被排放入环境中后，应该能被水解或生化处理而失去毒性；在游离活性氯存在时，具有抗氧化性，以保持其杀生效率不受损失；在使用浓度下，与冷却水中的一些缓蚀剂和阻垢剂能彼此相容；在冷

14、却水系统运行的pH范围内不分解在对付微生物黏泥时具有穿透粘泥和分散或剥离黏泥的能力。选用的杀生剂能抑制冷却水中几乎所有能引起故障的微生物的活动；经济实用，如果冷却水系统中有木质构件，则建议使用非氧化性杀生剂；选用的杀生剂的排放是否能为当地环境保护部门所容许；是否适用于该冷却水系统的pH值、温度以及换热器的材质。冷却水系统中常用的氧化性杀生剂有冷却水系统中常用的氧化性杀生剂有次氯酸（次氯酸（HOCl）的杀生效率比次氯酸根离子（）的杀生效率比次氯酸根离子（OCl-）要高）要高20倍。倍。与原生质反应，与细胞的蛋白质生成化学稳定的与原生质反应，与细胞的蛋白质生成化学稳定的N-Cl键键氯能氧化某些辅酶

15、巯基（氢硫基）上的活性部位，而这些辅氯能氧化某些辅酶巯基（氢硫基）上的活性部位，而这些辅酶巯基是生产三磷酸腺甙的中间体。酶巯基是生产三磷酸腺甙的中间体。次氯酸（次氯酸（HOCl）的杀生效率比次氯酸根离子（）的杀生效率比次氯酸根离子（OCl-）要高）要高20倍。倍。最佳最佳pH控制范围控制范围冷却水中有氨、硫化氢、二氧化硫等物质存在时，将会使氯的消耗量增加水中游离活性氯的浓度一般可控制在0.5-1.0mg/L当与非氧化性杀生剂联合使用时，水中游离活性氯的浓度则可控制在0.2-0.5mg/L次氯酸钠次氯酸钠次氯酸钙次氯酸钙漂白粉漂白粉次氯酸盐也是一种黏泥剥离剂次氯酸盐也是一种黏泥剥离剂次氯酸盐在冷

16、却水中能生成次氯酸和次氯酸根离子次氯酸盐在冷却水中能生成次氯酸和次氯酸根离子随着随着pH值的降低，次氯酸的生成量增加，次氯酸根的生成值的降低，次氯酸的生成量增加，次氯酸根的生成量则减少量则减少逐渐释放出次氯酸或氯的有机氯化合物逐渐释放出次氯酸或氯的有机氯化合物氯化异氰尿酸的贮存稳定性好，使用方便，溶解性好，与氯化异氰尿酸的贮存稳定性好，使用方便，溶解性好，与附加成分相容，其水解产物异氰尿酸可防止日光（紫外线）附加成分相容，其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对有效氯的破坏作用但其价格较高，故仅适用于水量小的冷却水系统但其价格较高，故仅适用于水量小的冷却水系统氯化异氰尿酸可制成片剂或颗粒剂氯化异氰尿酸可制成片剂或颗粒剂是一种有效的氧化性杀生剂。它的杀生能力较氯为强，杀生作用较氯为快，且剩余剂量的药性持续时间长。二氧化氯的用量小，用2.0mg/L的二氧化氯作用30min时能杀灭几乎100%的微生物，而剩余的二氧化氯浓度尚有0.9mg/L二氧化氯的第一个特点是适用的pH值范围广，能在pH=范围内工作。它不与冷却水中的氨或大多数有机胺起反应。二氧化氯的成本约为氯的5倍5Na