循环水之微生物与藻类

循环水之微生物与藻类微生物污泥又称为微生物软泥或粘泥，是微生物在繁殖过程中分泌的粘稠液，把环境中的无机盐、砂尘土、腐蚀产物、淤泥、油污等粘结在一起，而形成的粘泥状沉积物。在温度适宜的水和土壤中，最适宜于微生物的生长和繁殖。例如，在工业冷却水系统中的管道、水槽、冷却塔等的表面，常有微生物污泥覆盖。在机加工冷印用的乳化液中，也常发现细菌的滋生和污泥的形成，致使溶液变臭，环境被污染。 为了控制和清除微生物污泥，首先应对微生物粘泥形成的原因阳条件，以及抑制微生物生长的方法有所了解。 1工业生产环境中常见的微生物 在工业循环冷却水系统、土壤、矿井、污水以及某些适宜于微生物生长的环境中，常见的主要微生物有下述几种。 (1)细菌 细菌一般是似单细胞或多细胞的菌落生存，不同类剐的细菌于有不同的适宜生存条件。 a厌气性细菌 在其新陈代谢的过程中，不需要有氧气，即 可把有机物转化为氨、氮等物质，它可以在无氧的条件下生存。在缺氧和其他的适当条件下，厌氧性细菌大量地滋生，并产生粘质 膜，覆盖在器壁和管道的内外表面。反之，在有氧的条件下，它不能生存。 例如，硫酸盐还原菌是地球上最古老的微生物之一。它的种类很多，广泛存在于中性的土壤、海水、河水、油井及锈层中。其主要的特点是可以把硫酸盐还原为硫化物，如硫化氢等。最适宜的生存温度是2030，pH值7275，其耐热菌种甚至可以在55 65的条件下生长。 b好氧性细菌(嗜氧性细菌) 好氧性细菌在新陈代谢的过程中，要有氧气，才能吐故纳新，把有机物分解为二氧化碳和水，一旦隔绝空气，即会死亡。其主要品种有以下几类。 (a)铁细菌 在中性的含有机物及可溶性铁盐的土壤、水、锈 层中均可生存。它在自然界的分布很广，种类很多。其活动的特点是可在中性介质中依靠如下反应，获得发生新陈代谢作用的能量。 反应所生成的高价铁盐，有很强的氧化能力，可以把硫化物氧化成硫酸。其最适宜的生存温度是2025，pH值71.4。这种细菌 常常与黄铁矿的沉淀物的氧化过程有关。 Fe2+=Fe3+e (b)硫氧化菌 它们有氧化硫杆菌、排硫杆菌、水泥崩解硫杆 菌等。氧化硫杆菌可以把元素硫、硫代硫酸盐氧化成硫酸，存在于土壤、水泥、污水中，具有很强的氧化性和腐蚀性。其最适宜的生 存温度是2830，pH值是2535，但即使在pH值低于06的 环境中也能生存。 此外，还有一些细菌，不论在有氧或无氧的条件下，均可以生存。例如，硝酸盐还原菌。硝酸盐还原菌主要存在于有硝酸盐的土壤和水中，能把硝酸盐还原为亚硝酸和氮小，最适宜在愠度27左 右，pH值是5.58.5的环境中存在。(2)真菌 真菌是一种不含叶绿素的丝状单细胞简单植物。属 于腐生或寄生生物，通常寄生于动植物的遗体上厂不起光合作用。当其利用植物的纤维为营养源时，会导致木材等变质腐烂，使有木质结构的设备受到破坏，同时产生微生物粘泥，堵塞管道或设备(3)藻类 藻类是一种含有叶绿素、可进行光合作用的微生物。可由单细胞或多细胞组成，由细胞分裂、孢子或两个配体相结合进行繁殖。它是没有根、叶、茎之分的隐花植物的一类。其生长 要有几个基本条件，阳光、空气、有适当的、pH值的水以及适宜的温度。在具有这些条件的环境中容易滋生藻类。它主要生存于水和土壤中。例如，循环冷却水系统和某些土壤，就是藻类繁殖的良好坏境。循环冷却水系统常见的藻类有绿藻、蓝藻、硅藻和褐藻。a绿藻类 绿藻外观呈绿色。它有两种，一种是单细胞组成的，以小球藻浮于水中；另一种呈丝状，附于器壁之上，具有很强的生长能力，只要有少量矿物质、阳光和二氧化碳即可繁殖。在冷却水系统中常见的有栅列藻、水绵和小球藻等。 b蓝藻类 蓝藻的外形为丝状，大多呈蓝色或青绿色，容易在有一定的温度和湿度的条件下繁殖，且具有较强的抗药性。 在循环冷却水系统的冷却塔壁上，是其适宜于繁殖的环境，常常在上层生长的同时，下层的在死亡。水牛生长蓝藻，导致水韵颜色发生变化，形成所谓水花，这是在蓝藻的体内充满空气以后，在短时间内浮起水面所造成的，可以持续数天。 由于蓝藻体内的细胞含有恶臭的环醇类和油类物质，因此，它一旦死亡，成为污泥，使水变臭，水质恶化。 c硅藻类 硅藻类大多为单细胞生物，形态多种多样，呈褐色或绿褐色，它们一般喜欢生活在光线稍暗、温度较低的水域中、常常在较浅的水中繁殖i在温度较低的春、秋季节，常常大量发生繁殖。在硅藻舶细，菌壁中，充满了聚合的寻L白色的二氧化硅，大量的繁殖可以产生硅污垢。 当藻类繁殖时，投加合适的杀生剂，可将其杀灭。 2微生物的控制方法 根据微生物的特性及其生长条件的不同，可以采取相应的措施，以抑制循环冷却水系统、污水、土壤等环境中微生物的滋生、繁殖，从根本上控制微生物污泥的生成。 (1)尽量避免微生物适宜生存条件的存在例如十藻类的生存 和繁殖，要有阳光才能进行光合作用，如果避免阳光照射；可以控 制藻类的滋生。因此，为了控制循环冷却水系统中冷却水塔上藻类 的滋生，冷却塔应尽量避光。为了控制水域黑菌、藻的滋生，应当尽量切断其营养源i例如，尽量不生产和使用含磷的洗涤剂，避免 江、河、湖、海的富磷化。 (2)减少微生物的来源 采用防尘、防污染、除垢，以及过滤去系统内的杂质，减少微生物的来源，可以有效控制微生物的滋生。对循环冷却水系统来说，进入系统的补充水，应预先经过过滤处理笋以除去水中藻类等悬浮物质；循环水也应采用旁滤法除去水申悬浮杂质及藻类等。一般可使水通过铺砂子或无烟煤粒胁过滤池，或采用过滤机。 page 还可以对水采用混凝、沉淀处理在除去悬浮物的同时，除去漂游生物和气部分细菌。常用的混凝剂有硫酸亚铁、硫酸铝、三氯佳键等，一般用2030mg/L，就可以除去绝大部分的悬浮物。在鹫勘颐酸扭瓤薄酸亚铁等混凝剂肘，如果再添加一定量的聚合电解工质，如聚丙烯酰胺，则可以增加除菌的效果。用加强混凝沉淀处理除去微生物，和用除浊处理去除藻类悬浮物，是相辅相成的。 (3)采用杀灭微生物的措施 采用曝气处理，以除去水等介质中的游离CO2，提高班值；添加石灰等碱性物质，以中和二氧化碳，也可以提高介质的pH值，这些都有利于除去铁细菌赖以生存的铁，可以控制铁细菌的滋生和繁殖。 投放高效低毒的杀生剂，如循环水中使用液氯，(游离活性氯1mgL)；在炼油厂的某些环境中，添加对硫酸盐还原菌敏感的非氧化性杀生剂，如氯甲基砜等。 (4)加强科学管理 加强相关系统的科学管理+保持设备表面 与环境的洁净状态，也是控制微生物滋生的重要措施。 3微生物粘泥的形成和危害 一般是由细菌：藻类和真菌等聚集而成。微生物粘泥的组成随 着水质和其他微生物生存的环境的改变，以及藻、菌种类的不同而变化。许多细菌都能分泌的粘稠液，和介质中的无机盐；砂尘土、 腐蚀产物、淤泥、死亡菌体与藻类等粘结在一起，而形成粘泥状沉 积物，即所谓微生物粘泥，常附着在管壁、塔壁上，随着时间的推 移，愈积愈厚。它不仅影响换热设备的传热效率和冷却效果，还会使水管的内截面变小，使水的流量大大降低。当藻类在冷却塔的填 充料、冷却水的分配板上生长时，将堵塞填料孔隙和分配板的小 孔，使冷却水喷淋分布不均，水滴变大，影响空气和水的热交换效率，致使冷却塔对水的冷却效果达不到设计要求。 在金属表面，粘泥的积聚，会造成金属的局部表面缺氧，形成 氧的浓差电池，从而引起金属的垢下氧浓差腐蚀一即所谓微生物腐蚀。同时，粘泥给厌氧性硫酸盐还原菌提供优良的滋生场所；进一步促进微生物的生长，产生新的微生物粘泥，又反过来促进细菌腐蚀，形成恶性循环，加深了粘泥的危害。据报道，有一镍管冷却器，以河水为介质。在使用30多天以后，有一根管穿孔。在使用两年以后，大量的管道被堵塞和穿孔。在做管道剖析后，观察到圆形蚀孔的存在。把镍管更换成铜镍管，并采取抑制细菌的措施 使用期超过了四年，未见同类事故。 4微生物污泥的一般清除方法 (1)化学方法可以采用马来酸聚合物、丙烯酸系共聚物、过氧化氢、次氯酸钠等的溶液为清洗、剥离剂，清除微生物污泥。 马来酸聚合物、丙烯酸系共聚物可使微生物污泥分散为细小颗粒，防止其再沉积与吸附于器壁。 过氧化氢可分解微生物污泥中的粘稠物，破坏其粘着性能；其发泡作用有利于污泥的剥离之脱落与分散。一般使用的质量分数可庄0150之间；马来酸聚合物、丙烯酸系共聚物的使用浓度挣000110之间。 次氯酸盐常