循环水处理-微生物控制课件

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 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

2、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

3、，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

4、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 + H

5、2O 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。,2004-02-02,22,5,6,7,8,9,10,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,2004-02-02,25,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

6、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,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

7、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

8、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-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

9、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 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,

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