循環(huán)水之微生物與藻類

循環(huán)水之微生物與藻類微生物污泥又稱為微生物軟泥或粘泥，是微生物在繁殖過程中分泌的粘稠液，把環(huán)境中的無機(jī)鹽、砂塵土、腐蝕產(chǎn)物、淤泥、油污等粘結(jié)在一起，而形成的粘泥狀沉積物。在溫度適宜的水和土壤中，最適宜于微生物的生長(zhǎng)和繁殖。例如，在工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中的管道、水槽、冷卻塔等的表面，常有微生物污泥覆蓋。在機(jī)加工冷印用的乳化液中，也常發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的滋生和污泥的形成，致使溶液變臭，環(huán)境被污染。 為了控制和清除微生物污泥，首先應(yīng)對(duì)微生物粘泥形成的原因陽條件，以及抑制微生物生長(zhǎng)的方法有所了解。 1工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中常見的微生物 在工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、土壤、礦井、污水以及某些適宜于微生物生長(zhǎng)的環(huán)境中，常見的主要微生物有下述幾種。 (1)細(xì)菌 細(xì)菌一般是似單細(xì)胞或多細(xì)胞的菌落生存，不同類剮的細(xì)菌于有不同的適宜生存條件。 a厭氣性細(xì)菌 在其新陳代謝的過程中，不需要有氧氣，即 可把有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氨、氮等物質(zhì)，它可以在無氧的條件下生存。在缺氧和其他的適當(dāng)條件下，厭氧性細(xì)菌大量地滋生，并產(chǎn)生粘質(zhì) 膜，覆蓋在器壁和管道的內(nèi)外表面。反之，在有氧的條件下，它不能生存。 例如，硫酸鹽還原菌是地球上最古老的微生物之一。它的種類很多，廣泛存在于中性的土壤、海水、河水、油井及銹層中。其主要的特點(diǎn)是可以把硫酸鹽還原為硫化物，如硫化氫等。最適宜的生存溫度是2030，pH值7275，其耐熱菌種甚至可以在55 65的條件下生長(zhǎng)。 b好氧性細(xì)菌(嗜氧性細(xì)菌) 好氧性細(xì)菌在新陳代謝的過程中，要有氧氣，才能吐故納新，把有機(jī)物分解為二氧化碳和水，一旦隔絕空氣，即會(huì)死亡。其主要品種有以下幾類。 (a)鐵細(xì)菌 在中性的含有機(jī)物及可溶性鐵鹽的土壤、水、銹 層中均可生存。它在自然界的分布很廣，種類很多。其活動(dòng)的特點(diǎn)是可在中性介質(zhì)中依靠如下反應(yīng)，獲得發(fā)生新陳代謝作用的能量。 反應(yīng)所生成的高價(jià)鐵鹽，有很強(qiáng)的氧化能力，可以把硫化物氧化成硫酸。其最適宜的生存溫度是2025，pH值71.4。這種細(xì)菌 常常與黃鐵礦的沉淀物的氧化過程有關(guān)。 Fe2+=Fe3+e (b)硫氧化菌 它們有氧化硫桿菌、排硫桿菌、水泥崩解硫桿 菌等。氧化硫桿菌可以把元素硫、硫代硫酸鹽氧化成硫酸，存在于土壤、水泥、污水中，具有很強(qiáng)的氧化性和腐蝕性。其最適宜的生 存溫度是2830，pH值是2535，但即使在pH值低于06的 環(huán)境中也能生存。 此外，還有一些細(xì)菌，不論在有氧或無氧的條件下，均可以生存。例如，硝酸鹽還原菌。硝酸鹽還原菌主要存在于有硝酸鹽的土壤和水中，能把硝酸鹽還原為亞硝酸和氮小，最適宜在慍度27左 右，pH值是5.58.5的環(huán)境中存在。(2)真菌 真菌是一種不含葉綠素的絲狀單細(xì)胞簡(jiǎn)單植物。屬 于腐生或寄生生物，通常寄生于動(dòng)植物的遺體上廠不起光合作用。當(dāng)其利用植物的纖維為營(yíng)養(yǎng)源時(shí)，會(huì)導(dǎo)致木材等變質(zhì)腐爛，使有木質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)備受到破壞，同時(shí)產(chǎn)生微生物粘泥，堵塞管道或設(shè)備(3)藻類 藻類是一種含有葉綠素、可進(jìn)行光合作用的微生物。可由單細(xì)胞或多細(xì)胞組成，由細(xì)胞分裂、孢子或兩個(gè)配體相結(jié)合進(jìn)行繁殖。它是沒有根、葉、莖之分的隱花植物的一類。其生長(zhǎng) 要有幾個(gè)基本條件，陽光、空氣、有適當(dāng)?shù)?、pH值的水以及適宜的溫度。在具有這些條件的環(huán)境中容易滋生藻類。它主要生存于水和土壤中。例如，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和某些土壤，就是藻類繁殖的良好壞境。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)常見的藻類有綠藻、藍(lán)藻、硅藻和褐藻。a綠藻類 綠藻外觀呈綠色。它有兩種，一種是單細(xì)胞組成的，以小球藻浮于水中；另一種呈絲狀，附于器壁之上，具有很強(qiáng)的生長(zhǎng)能力，只要有少量礦物質(zhì)、陽光和二氧化碳即可繁殖。在冷卻水系統(tǒng)中常見的有柵列藻、水綿和小球藻等。 b藍(lán)藻類 藍(lán)藻的外形為絲狀，大多呈藍(lán)色或青綠色，容易在有一定的溫度和濕度的條件下繁殖，且具有較強(qiáng)的抗藥性。 在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷卻塔壁上，是其適宜于繁殖的環(huán)境，常常在上層生長(zhǎng)的同時(shí)，下層的在死亡。水牛生長(zhǎng)藍(lán)藻，導(dǎo)致水韻顏色發(fā)生變化，形成所謂水花，這是在藍(lán)藻的體內(nèi)充滿空氣以后，在短時(shí)間內(nèi)浮起水面所造成的，可以持續(xù)數(shù)天。 由于藍(lán)藻體內(nèi)的細(xì)胞含有惡臭的環(huán)醇類和油類物質(zhì)，因此，它一旦死亡，成為污泥，使水變臭，水質(zhì)惡化。 c硅藻類 硅藻類大多為單細(xì)胞生物，形態(tài)多種多樣，呈褐色或綠褐色，它們一般喜歡生活在光線稍暗、溫度較低的水域中、常常在較淺的水中繁殖i在溫度較低的春、秋季節(jié)，常常大量發(fā)生繁殖。在硅藻舶細(xì)，菌壁中，充滿了聚合的尋L白色的二氧化硅，大量的繁殖可以產(chǎn)生硅污垢。 當(dāng)藻類繁殖時(shí)，投加合適的殺生劑，可將其殺滅。 2微生物的控制方法 根據(jù)微生物的特性及其生長(zhǎng)條件的不同，可以采取相應(yīng)的措施，以抑制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、污水、土壤等環(huán)境中微生物的滋生、繁殖，從根本上控制微生物污泥的生成。 (1)盡量避免微生物適宜生存條件的存在例如十藻類的生存 和繁殖，要有陽光才能進(jìn)行光合作用，如果避免陽光照射；可以控 制藻類的滋生。因此，為了控制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中冷卻水塔上藻類 的滋生，冷卻塔應(yīng)盡量避光。為了控制水域黑菌、藻的滋生，應(yīng)當(dāng)盡量切斷其營(yíng)養(yǎng)源i例如，盡量不生產(chǎn)和使用含磷的洗滌劑，避免 江、河、湖、海的富磷化。 (2)減少微生物的來源 采用防塵、防污染、除垢，以及過濾去系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)，減少微生物的來源，可以有效控制微生物的滋生。對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)來說，進(jìn)入系統(tǒng)的補(bǔ)充水，應(yīng)預(yù)先經(jīng)過過濾處理筍以除去水中藻類等懸浮物質(zhì)；循環(huán)水也應(yīng)采用旁濾法除去水申懸浮雜質(zhì)及藻類等。一般可使水通過鋪砂子或無煙煤粒脅過濾池，或采用過濾機(jī)。 page 還可以對(duì)水采用混凝、沉淀處理在除去懸浮物的同時(shí)，除去漂游生物和氣部分細(xì)菌。常用的混凝劑有硫酸亞鐵、硫酸鋁、三氯佳鍵等，一般用2030mg/L，就可以除去絕大部分的懸浮物。在鷲勘頤酸扭瓤薄酸亞鐵等混凝劑肘，如果再添加一定量的聚合電解工質(zhì)，如聚丙烯酰胺，則可以增加除菌的效果。用加強(qiáng)混凝沉淀處理除去微生物，和用除濁處理去除藻類懸浮物，是相輔相成的。 (3)采用殺滅微生物的措施 采用曝氣處理，以除去水等介質(zhì)中的游離CO2，提高班值；添加石灰等堿性物質(zhì)，以中和二氧化碳，也可以提高介質(zhì)的pH值，這些都有利于除去鐵細(xì)菌賴以生存的鐵，可以控制鐵細(xì)菌的滋生和繁殖。 投放高效低毒的殺生劑，如循環(huán)水中使用液氯，(游離活性氯1mgL)；在煉油廠的某些環(huán)境中，添加對(duì)硫酸鹽還原菌敏感的非氧化性殺生劑，如氯甲基砜等。 (4)加強(qiáng)科學(xué)管理 加強(qiáng)相關(guān)系統(tǒng)的科學(xué)管理+保持設(shè)備表面 與環(huán)境的潔凈狀態(tài)，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 一般是由細(xì)菌：藻類和真菌等聚集而成。微生物粘泥的組成隨 著水質(zhì)和其他微生物生存的環(huán)境的改變，以及藻、菌種類的不同而變化。許多細(xì)菌都能分泌的粘稠液，和介質(zhì)中的無機(jī)鹽；砂塵土、 腐蝕產(chǎn)物、淤泥、死亡菌體與藻類等粘結(jié)在一起，而形成粘泥狀沉 積物，即所謂微生物粘泥，常附著在管壁、塔壁上，隨著時(shí)間的推 移，愈積愈厚。它不僅影響換熱設(shè)備的傳熱效率和冷卻效果，還會(huì)使水管的內(nèi)截面變小，使水的流量大大降低。當(dāng)藻類在冷卻塔的填 充料、冷卻水的分配板上生長(zhǎng)時(shí)，將堵塞填料孔隙和分配板的小 孔，使冷卻水噴淋分布不均，水滴變大，影響空氣和水的熱交換效率，致使冷卻塔對(duì)水的冷卻效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。 在金屬表面，粘泥的積聚，會(huì)造成金屬的局部表面缺氧，形成 氧的濃差電池，從而引起金屬的垢下氧濃差腐蝕一即所謂微生物腐蝕。同時(shí)，粘泥給厭氧性硫酸鹽還原菌提供優(yōu)良的滋生場(chǎng)所；進(jìn)一步促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)，產(chǎn)生新的微生物粘泥，又反過來促進(jìn)細(xì)菌腐蝕，形成惡性循環(huán)，加深了粘泥的危害。據(jù)報(bào)道，有一鎳管冷卻器，以河水為介質(zhì)。在使用30多天以后，有一根管穿孔。在使用兩年以后，大量的管道被堵塞和穿孔。在做管道剖析后，觀察到圓形蝕孔的存在。把鎳管更換成銅鎳管，并采取抑制細(xì)菌的措施 使用期超過了四年，未見同類事故。 4微生物污泥的一般清除方法 (1)化學(xué)方法可以采用馬來酸聚合物、丙烯酸系共聚物、過氧化氫、次氯酸鈉等的溶液為清洗、剝離劑，清除微生物污泥。 馬來酸聚合物、丙烯酸系共聚物可使微生物污泥分散為細(xì)小顆粒，防止其再沉積與吸附于器壁。 過氧化氫可分解微生物污泥中的粘稠物，破壞其粘著性能；其發(fā)泡作用有利于污泥的剝離之脫落與分散。一般使用的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可莊0150之間；馬來酸聚合物、丙烯酸系共聚物的使用濃度掙000110之間。 次氯酸鹽常