循环水处理-微生物控制课件.ppt

1、2004-02-021循环水处理微生物控制循环水处理微生物控制2004-02-022敞开式循环冷却水系统产生的问题敞开式循环冷却水系统产生的问题 三大问题：三大问题：腐蚀腐蚀沉积沉积生物附着生物附着腐蚀产物腐蚀产物沉积物下腐蚀沉积物下腐蚀滋生地点滋生地点尘粒附着尘粒附着代谢产物代谢产物滋生地点滋生地点2004-02-023为什么会有微生物问题为什么会有微生物问题 来源：补充水、空气来源：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、充沛的水量 2、适宜的温度、适宜的温度 3、营养物质、营养物质 4、溶解氧、溶解氧 5、庇护所、庇护所

2、2004-02-024微生物产生的问题微生物产生的问题 降低传热效率降低传热效率 增加腐蚀速度增加腐蚀速度 减少水流量减少水流量 堵塞水管堵塞水管2004-02-025引起故障的微生物引起故障的微生物 细菌细菌 1、产粘泥细菌、产粘泥细菌 2、铁沉积细菌、铁沉积细菌 3、产硫化物细菌、产硫化物细菌 4、产酸细菌、产酸细菌 真菌：霉菌、酵母真菌：霉菌、酵母 藻类：蓝藻、绿藻、硅藻藻类：蓝藻、绿藻、硅藻2004-02-026 漂浮的漂浮的 自由浮游自由浮游 不受任何保护不受任何保护 固着的固着的 黏附于物体表面黏附于物体表面 受到保护受到保护两种生存方式：两种生存方式：固着的漂浮的细菌细菌2004

3、-02-027产粘泥细菌产粘泥细菌 冷却水系统中数量最多的一类有害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产生附着力很强的沉积物 1、降低冷却效果、降低冷却效果 2、阻止缓蚀剂、阻垢剂和杀生剂到达金属、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、使金属表面形成差异腐蚀电池而发生沉积物下腐蚀积物下腐蚀 本身并不直接引起腐蚀本身并不直接引起腐蚀2004-02-028铁沉积细菌铁沉积细菌 好氧菌好氧菌 在含铁的水中生长在含铁的水中生长 生成体积很大的红棕色的粘性沉积物生成体积很大的红棕色的粘

4、性沉积物 1、形成氧浓差腐蚀电池、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、使冷却水中的缓蚀剂难于与金属表面作用生成保护膜用生成保护膜 从阳极区除去从阳极区除去Fe2+，使腐蚀速率增加，使腐蚀速率增加 很容易控制很容易控制2004-02-029产硫化物细菌产硫化物细菌 又称硫酸盐还原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能把水溶性的硫酸盐还原成硫化氢 只用加氯的微生物

5、控制方案难于控制其生长只用加氯的微生物控制方案难于控制其生长2004-02-0210产酸细菌产酸细菌 硝化细菌硝化细菌 1、把水中的氨转变成硝酸、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、容易用氯及某些非氧化性杀生剂控制 硫杆菌硫杆菌 1、能使可溶性硫化物转变为硫酸、能使可溶性硫化物转变为硫酸2004-02-0211真菌真菌 往往生长在冷却塔的木质构件上、水池壁往往生长在冷却塔的木质构件上、水池壁上和换热器中上和换热器中 破坏木材中的纤维素，使冷却塔的木质构破坏木材中的纤维素，使冷却塔的木质构件朽蚀件朽蚀 真菌的生长能产生粘泥而覆

6、盖在换热器中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氯对于真菌不是很有效2004-02-0212藻类藻类 藻类的生长需要阳光藻类的生长需要阳光 死亡的藻类成为悬浮物和沉积物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，引起垢下腐蚀对金属没有直接的腐蚀性

7、，引起垢下腐蚀 阻止阳光进入冷却水系统可以控制其生长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加氯及非氧化性杀生剂控制十分有效2004-02-0213微生物对铁和低碳钢的腐蚀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，生成黑色硫酸盐还原菌使金属产生点蚀，生成黑色的硫化铁沉积物的硫化铁沉积物 硫杆菌产生硫酸使介质硫杆菌产生硫酸使介质pH降低，引起腐蚀降低，引起腐蚀 其他好氧菌产生有机酸，引起不同程度的其他好氧菌产生有机酸，引起不同程度的腐蚀腐蚀2004-02-0214微生物对不锈钢的腐蚀微生物

8、对不锈钢的腐蚀 不锈钢微生物腐蚀的特征是点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硫酸盐还原菌主要引起点蚀和晶间腐蚀 铁细菌曾使铁细菌曾使3mm厚的厚的304L和和316L不锈钢管不锈钢管道在试压道在试压1个月后发生点蚀穿孔个月后发生点蚀穿孔2004-02-0215微生物对铜和铜合金的腐蚀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有一定的毒性，但也存在着耐铜离子的细菌菌 硫酸盐还原菌会腐蚀铜或铜合金硫酸盐还原菌会腐蚀铜或铜合金 发生点蚀和选择性腐蚀发生点蚀和选择性腐蚀2004-

9、02-0216冷却水系统中的微生物粘泥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）、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。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且

10、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。低水质稳定剂的缓蚀、阻垢和杀生作用。2004-02-0217微生物粘泥引起的故障微生物粘泥引起的故障 降低热交换效率降低热交换效率 堵塞热交换器，泵压上升，流量减少堵塞热交换器，泵压上升，流量减少 加速腐蚀加速腐蚀 降低冷却塔的效率，填料变形、脱落降低冷却塔的效率，填料变形、脱落 处理药剂的吸附、浪费处理药剂的吸附、浪费 外观污染（环境公害）外观污染（环境公害）2004-02-0218影响微生物和粘泥的环境因素影响微生物和粘泥的环境因素 微生物的营养源微生物的营养源 水温水温 pH值值 溶解氧溶解氧 光光 细菌数细菌数 悬浮

11、物悬浮物 粘泥量粘泥量 粘泥附着度粘泥附着度 流速流速2004-02-0219冷却水系统中微生物的控制指标冷却水系统中微生物的控制指标 异养菌异养菌 真菌真菌 硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌 铁细菌铁细菌 粘泥量粘泥量 5105个个/ml 10个个/ml 50个个/ml 100个个/ml 4ml/m32004-02-0220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1、选用耐蚀材料、选用耐蚀材料2、控制水质、控制水质3、采用杀生涂料、采用杀生涂料4、阴极保护、阴极保护5、清洗、清洗6、防止阳光照射、防止阳光照射7、旁流过滤、旁流过滤8、混凝沉淀、混凝沉淀9、噬菌体法、噬菌体法10、添加

12、杀生剂、添加杀生剂2004-02-0221冷却水杀生剂冷却水杀生剂 氧化性杀生剂氧化性杀生剂 1、氯气、氯气 2、次氯酸盐、次氯酸盐 3、二氧化氯、二氧化氯 4、氯化异氰尿酸、氯化异氰尿酸 5、溴及溴化物、溴及溴化物 6、臭氧、臭氧 非氧化性杀生剂非氧化性杀生剂2004-02-0222氯气氯气 杀菌力强、价格低廉杀菌力强、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。某些酶上的活性部位。2004-

13、02-02235678910pH0102030405060708090100%HOCl1009080706050403020100%OClpH对HClO电离的影响20 Co2004-02-0224折点加氯氨对加氯的影响折点加氯氨对加氯的影响Cl 2 投加量投加量, ppmABCD总残余量，总残余量，ppm2004-02-0225次氯酸盐次氯酸盐 杀生作用类似于氯气杀生作用类似于氯气 在水中能生成在水中能生成HClO和和OCl-，它们的生成量是冷却，它们的生成量是冷却水水pH值的函数值的函数 NaOCl + H2O HOCl + NaOH HOCl H+ + OCl- 杀菌能力比氯气弱杀菌能力比

14、氯气弱 使用高浓度的使用高浓度的NaClO能较好地剥离冷却水系统中能较好地剥离冷却水系统中的粘泥的粘泥2004-02-0226相对氧化能力最大活性最小活性HOClHOBrNH BrOBrOClNH Clxy-yx2004-02-0227二氧化氯二氧化氯 氧化能力比氯强，剩余剂量的药性持续时氧化能力比氯强，剩余剂量的药性持续时间长，用量少间长，用量少 能分解菌体残骸，控制粘泥增长能分解菌体残骸，控制粘泥增长 适用的适用的pH范围广（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不稳定，必须现场制备和使用2004-02

15、-0228氯化异氰尿酸氯化异氰尿酸 水解生成水解生成HClO和异氰尿酸和异氰尿酸 杀生作用与次氯酸盐和氯相似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）对解产物异氰尿酸可防止日光（紫外线）对有效氯的破坏作用。有效氯的破坏作用。 适用于水量小的冷却水系统适用于水量小的冷却水系统2004-02-0229溴及溴化物溴及溴化物 杀生速度比氯快杀生速度比氯快 对金属的腐蚀比氯小（相同碱性条件）对金属的腐蚀比氯小（相同碱性条件） 适用于碱性环境，杀生能力比氯强适用于碱性环境，杀生能力比氯强 溴胺衰减比氯胺快溴胺衰减比

16、氯胺快 目前可供选用的溴化物杀生剂有：卤化海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、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氯甲乙基海因等）、活性溴化物和氯化溴三大类。溴三大类。2004-02-02305678910HOBr和HOCl的电离曲线0102030405060708090100%，活性离子1009080706050403020100非活性离子，非活性离子，20 CoHOBrHOCl2004-02-0231臭氧臭氧 氧化性很强，但不稳定氧化性很强，但不稳定 作用机理：臭氧与蛋白质结合，破坏细胞作用机理：臭氧与蛋白质结合，

17、破坏细胞呼吸所不可缺少的还原酶的活性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杀生作用效果与冷却水的pH值、温度、有值、温度、有机物含量等因素有关机物含量等因素有关 无污染、不会增加水中离子浓度无污染、不会增加水中离子浓度2004-02-0232非氧化性杀生剂非氧化性杀生剂1、氯酚类、氯酚类2、有机锡化合物、有机锡化合物3、季铵盐、季铵盐4、有机胺类、有机胺类5、有机硫化合物、有机硫化合物6、异噻唑啉酮、异噻唑啉酮7、有机溴化合物、有机溴化合物2004-02-0233氯酚类氯酚类 主要有二氯酚、三氯酚和五氯酚的化合物主要有二氯酚、三氯酚和五氯酚的化合物 是一种

18、高效、广谱的杀生剂。是一种高效、广谱的杀生剂。 与某些阴离子表面活性剂混合，可以明显与某些阴离子表面活性剂混合，可以明显提高其杀生效果。提高其杀生效果。 作用机理：它们能吸附在微生物的细胞壁作用机理：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。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。毒性大，已经逐渐被淘汰。2004-02-0234有机锡化合物有机锡化合物 常用的是氯化三丁基锡、氢氧化三丁基锡和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）（氧化双三丁基锡） 对藻类、霉菌

19、和使木材朽蚀的微生物有毒性对藻类、霉菌和使木材朽蚀的微生物有毒性 在碱性在碱性pH范围内的效果最好范围内的效果最好 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其分散剂 作用机理：由于在溶液中不电离，它们容易穿透作用机理：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，从而使蛋白质失效基和羧基形成复杂化合物，从而使蛋白质失效2004-02-0235季铵盐季铵盐 长碳链的季铵盐是一些阳离子型表面活性剂长碳链的季铵盐是一些阳离子型表面活性剂 常用的是常用的是D

20、GH（结尔灭，（结尔灭，十二烷基二甲基苄基氯化铵十二烷基二甲基苄基氯化铵）和新结尔灭（和新结尔灭（十二烷基二甲基苄基溴化铵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容易起泡沫，需要与消泡剂一起使用2004-02-0236有机胺类有机胺类 某些有机胺类是一类有效的杀生剂。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甚至在低浓度下，松香胺盐仍是

21、一种有效的灭藻剂。的灭藻剂。 分子量高的胺盐常常与季铵盐联合使用，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。以便获得更好的分散作用。 -胺和胺和-二胺是另外二类能毒杀微生物的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，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。在控制微生物生长时有明显的协同作用。2004-02-0237有机硫化合物有机硫化合物 许多有机硫化合物低毒、水溶、易于使用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它们对真菌、粘泥形成菌，尤其是对硫酸盐还原菌十分有效。菌十分有效。 常

22、用的有常用的有MBT（二硫氰基甲烷）、双（二硫氰基甲烷）、双-三氯甲基砜、三氯甲基砜、四氢四氢-3,5-二甲基二甲基-2H-1,3,5-硫代二嗪硫代二嗪-2-硫酮、二硫酮、二甲基二硫代氨基甲酸钠、乙撑双甲基二硫代氨基甲酸钠、乙撑双-二硫代氨基甲酸二硫代氨基甲酸二钠二钠 作用机理：阻碍微生物中电子的转移，从而使细作用机理：阻碍微生物中电子的转移，从而使细胞死亡胞死亡2004-02-0238异噻唑啉酮异噻唑啉酮 作为工业冷却水系统中的杀生剂十分有效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（即使在浓度很低时（0.5ppm），异噻唑啉酮仍能），异噻唑啉酮仍能有效地抑制冷却水系统各处的细菌

23、、真菌和藻类有效地抑制冷却水系统各处的细菌、真菌和藻类的生长。的生长。 是一类广谱的杀生剂。适宜的是一类广谱的杀生剂。适宜的pH范围较宽范围较宽 在通常使用浓度下，与其它水质稳定剂彼此相容在通常使用浓度下，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作用机理：通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用。杀生作用。2004-02-0239有机溴化合物有机溴化合物 DBNPA（二溴氰丙酰胺）（二溴氰丙酰胺） BNS（溴硝基苯乙烯）（溴硝基苯乙烯） BNPD（溴硝基丙烷二醇）（溴硝基丙烷二醇）2004-02-0240使用中的注意事项使用中的注意事项 与分散剂联合使用与分散剂联合

24、使用 抗药性抗药性 温度和温度和pH值值 添加方式添加方式 浓缩倍数和停留时间浓缩倍数和停留时间2004-02-0241特别介绍军团菌特别介绍军团菌 引起军团性疾病引起军团性疾病 广泛分布的水生物广泛分布的水生物天然环境天然环境: 每升每升10个细胞个细胞人工环境人工环境:每升每升106个细胞个细胞 饮用水系统饮用水系统淋浴器淋浴器 / 水龙头水龙头热水槽热水槽 冷却塔冷却塔 蒸发型凝结器蒸发型凝结器 湿度调节器湿度调节器 漩涡漩涡 温泉区温泉区 呼吸治疗设备呼吸治疗设备2004-02-0242军团性疾病： 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

25、来治疗2004-02-0243NX1100 广谱杀生剂广谱杀生剂 与所有水质稳定剂配伍性好与所有水质稳定剂配伍性好 水溶性，无泡沫水溶性，无泡沫 与卤素有增效作用与卤素有增效作用 可生物降解可生物降解 含含5.3%的的BNPD和和2.6%的异噻唑啉酮，配的异噻唑啉酮，配合合BD1501使用，杀菌效果非常好使用，杀菌效果非常好2004-02-0244BD1501 非离子型表面活性剂，用于烃类油污染和微生物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、冷却水温度及物浓度、冷却水温度及pH值以及在水中的停留时值以及在水中的停留时间等因素有关，通常投加间等因素有关，通常投加10-50ppm 高浓度使用会产生泡沫高浓度使用会产生泡沫