循环冷却水系统微生物的控制方法（微生物细胞生存模拟器）

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北极星水处理网讯:一、循环冷却水中微生物的来源

循环冷却水中的微生物来自两个方面：一是冷却塔在水的蒸发过程中需要引入大量的空气，微生物也随空气带入冷却水中；二是冷却水系统的补充水或多或少都会有微生物，这些微生物也随补充水进入冷却水系统中。

二、为什么循环水的微生物危害比直流水严重的多？

循环水的温度、pH和营养成分都是有利于微生物的繁殖，冷却塔上充足日光照射更是藻类生长的理想地方。而直流水系统没有空气冷却的蒸发过程，只有随水流带入的微生物，而且直流水系统所提供的微生物繁殖的条件不如循环水（适宜的水温、pH和营养成分）。最关键的是，循环水排出的污水又返回系统循环，造成恶性循环，而在直流水中繁殖起来的微生物立即被排走了。故循环水的微生物危害比直流水严重得多，而且浓缩倍数越高越严重。如有些循环水系统，补充水中的细菌总数只有100~1000，但循环水中的细菌总数可高达10万以上，这就造成了系统中微生物的危害。

三、目前国内常用微生物的处理手段

1.加强原水前处理，改善补充水水质

原水中的悬浮粒子、色度物质和其他有机物含有微生物需要的营养，尤其是用地表水作补充水时，污染物质含量更多，需要进行前处理去除。常用混凝和过滤方法作为前处理工艺。

2.投加*生剂

投加*生剂是目前循环水微生物控制较为成熟、有效的方法之一。*生剂又称*菌灭藻剂、抑制菌剂或*菌剂等。分为氧化性和非氧化性*菌剂两大类。

（1）常用氧化性*生剂。

①氯和次氯酸盐。氯是最常用的*菌剂，具有高效、快速、广谱、经济、使用方便等特点，对动物性浮游生物和细菌类特别有效，一般只要有 0.5~1 mg/L 余氯维持就可以抑制冷却水中大部分微生物。

②二氧化氯（ClO2）。用二氧化氯作*菌剂具有剂量小、作用快、效果好的优点。它是一种强氧化剂，其氧化*生能力是氯的 25~26 倍。

③氯化异氰尿酸。通常使用的是二氯化异氰尿酸钠（DCCNa，商品名为优氯净）、二氯化异氰尿酸钾（DCCK）及三氯化异氰尿酸（TCCA，商品名为强氯精）。浓度在 30~40 mg/L*生效果较好。

④溴及溴化物。溴为棕红色发烟液体，其性质与氯相似，溶于水后反应生成次溴酸，起氧化*生作用。次溴酸也可电离，电离后生成 HOBr 和 OBr-，而在高 pH 值的条件下，溴的*生能力是强于氯的。⑤臭氧。*生速度较氯快300~600 倍，*生后分解为氧，对环境无任何污染。

（2）常用非氧化性*生剂。

①氯酚类。氯酚类化合物是一类应用较早的*生剂，主要有一氯酚、双氯酚、三氯酚及其钠盐等。

②季铵盐。季铵盐是一种阳离子表面活性剂，广泛应用于冷却水中微生物的控制。它具有较强的*菌作用，*灭大多数微生物，具有良好的渗透性和分散性，与大多数水质稳定剂和处理剂相溶，可在较宽的 pH 值范围内使用，对鱼类等毒性小，易于降解，污染小。

③二硫氰酸甲酯。二硫氰酸甲酯又称二硫氰基甲烷，是一种使用广泛的有机硫*生剂，其形态为黄色或近于无色的针状结晶。二硫氰酸甲酯是一种广谱*菌剂，对细菌、真菌、藻类和原生动物有很好的*灭作用，尤其对硫酸盐还原菌有较好的*灭作用。

④异噻唑啉酮。异噻唑啉酮是一类较新的广谱*生剂。异噻唑啉酮衍生物纯品的制备和分离工艺比较复杂。用于水处理*生剂不需分离纯品，只需一步合成这两个异噻唑啉酮衍生物的混合物即可。

⑤戊二醛。戊二醛是一种高效、快速、广谱的*菌剂，具有水溶性，可与水以任何比例溶解，加水无色、无臭、无腐蚀，适用pH值范围广，能耐高温，是硫酸盐还原菌的专用药剂，本身可以被生物降解。戊二醛的*生作用主要是对微生物细胞中蛋白质的交联作用。

⑥酰胺类。某些酰胺类化合物对微生物具有很强的*灭能力。是一种高效广谱的*生剂，其特点是容易水解，高 pH 值，加热，紫外照射均可加速降解。容易被还原剂脱溴变为无毒的氰乙酸铵而失去*生活性。在碱性条件下不稳定，一般限用于pH 值＜ 7.5 或 8.0 的系统。

（3）*生剂使用注意事项。

①*生剂应与分散剂联合使用。使用分散剂的目的在于分散剂可以把*死的微生物尸体分散在循环水系统中，可以把污泥从金属表面剥离下来，露出下面没有*死的微生物，有利于*生剂的药性会发。*生剂和分散剂联合使用可明显提高*生剂使用效果，药性得以充分挥发。

②*生剂要交替使用避免微生物产生抗药性。由于微生物的抗药性特别强，长期单一的投加*菌剂会是微生物产生抗药性，因此氧化性*菌灭藻剂和非氧化性*菌灭藻剂要交替投加使用。

③温度和 pH 值对*生剂使用效果的影响。循环水系统温度升高，*生剂的效果变差，如季铵盐等，温度升高，季铵盐*生效果变差。pH 对*生剂的效果有很大影响，所以循环水系统 pH值要保持在稳定状态。

④投加方式。一般考虑冲击式投加药剂，一次性投加大剂量的*生剂可以让微生物的数量急剧降低，使微生物不易恢复到原来的状态。

⑤浓缩倍数对*生剂投加量的影响。浓缩倍数低，药剂在循环水系统中停留时间短，*生剂的效果得不到更好的挥发，既浪费药剂，又浪费水资源。一般循环水系统浓缩倍数控制在 3~5 即可。

3.冷却塔的防护

对冷却塔进行防护，改变微生物的生长条件也能够抑制微生物的生长繁殖。

（1）防止阳光照射。

藻类生长繁殖需要阳光，在没有阳光的条件下，一般不能生存。只要在冷却塔适当部位遮荫，避免阳光直射，藻类繁殖就会减慢甚至停止。一般来说，覆盖冷却塔水域和水池区域以防止阳光照射；冷却塔的进风口加装百叶窗，效果均非常明显。

（2）采用*生涂料。

为了防止藻类在混凝土冷却塔中传播，可以在涂层中添加*菌涂层 ( 抗藻涂层 ) 或*菌剂进行保护。涂层由改性硅酸钠、氧化亚铜、氧化锌等原料组成。

（3）木结构的防护。

木结构冷却塔的构件必须作防真菌腐蚀处理，也可以在年度停车大检修时，对木结构进行补充性防腐处理。

4.定期改变水温、流速和含盐量

如上所述，微生物对温度有不同的适应性，嗜冷微生物最适宜生长温度在 10 ℃左右，中湿微生物最适宜生长温度在 20~35 ℃，嗜热微生物最适宜生长温度在45 ℃左右。所以，定期地提高水温是一种无试剂*生的好办法。此方法是适当减少通过换热器的循环水，但工艺侧的热量产品流量不变，以便提高循环水温度。当循环水温度足够高且超过了某种微生物的致死温度时，就会导致其死亡。有时用高温水或蒸汽吹洗系统，对控制微生物生长是有效的。

5.系统设计、运行措施

（1）设计考虑。

正确的设计好系统是第一步。为防止产生微生物黏泥和腐蚀，系统设计和安装时应避免滞水区和低流速。因此，应仔细考虑管路路径和阀门位置的选择。

（2）运行维护。

正确的维护运行系统以及定期进行清洗。

（3）选用耐腐蚀材料。

耐蚀材料最好用于易发生微生物腐蚀的地方。金属材料的耐微生物腐蚀性能一般为钛 > 不锈钢 > 黄铜 > 纯铜 > 硬铝 > 碳钢。

（4）阴极保护。

该方法与一般阴极保护类同，即在被保护的金属上连接一块更易氧化的金属作阳极，使被保护金属成为阴极，构成一个原电池或者外加一定电流的电源进行电解。

四、微生物控制技术

实验研究和理论分析表明，微生物控制是循环水系统水质控制方案的首要任务。

在微生物快速繁殖的情况下，必须采取有效的方法尽快控制微生物繁殖，如使用氯、过氧化物和其他氧化性*菌剂、灭藻剂和无氧季铵盐。当夏季环境温度较高时，通过提高*菌剂和除藻剂的浓度来恢复对微生物的控制，并通过增加污水排放量来降低系统中的污染物含量、悬浮物和可溶性总固体。