循環水中微生物的危害

⒈循環冷卻水系統中的微生物

循環冷卻水中的微生物種類很多，為了便于我們以下的討論，主要分成三大類：細菌、真菌、藻類。

⑴細菌

是循環水中數量最多，危害最大的一類微生物，是單細胞生物、二次分裂、形狀有球狀、桿狀、螺旋狀、少數絲狀。形體大小：球菌直徑為0.5～2μm；桿菌以長寬表示：為1～1.5×0.5μm.

細菌種類主要有兩種類型：異養菌和自養菌。這是以微生物對營養源中碳源的攝取的不同來源進行的劃分。凡是以有機物為碳源的細菌都稱為異養菌。而自養菌是對于二氧化碳，碳酸鹽作為碳源的細菌。

⑵真菌

是指在低等植物中沒有根莖葉分化，不能進行光合作用的真核生物，存在于循環冷卻水中的真菌包括霉菌和酵母菌兩類。它們生長在冷卻塔的木質構件上、水池壁上和換熱器中，它們能利用木材作為有機養分，并分解纖維素，使冷卻塔木質結構的設備腐爛損壞。真菌的生長能產生粘泥而沉積覆蓋在換熱器中換熱管的表面上，降低冷卻水冷卻作用。真菌對金屬并沒有直接的腐蝕性，但它產生的粘狀沉積物會在金屬表面建立差異腐蝕電池而引起金屬的腐蝕，并且粘狀沉積物覆蓋在金屬表面，使冷卻水中緩蝕劑不能到那里去發揮它的防護作用。冷卻水系統中的真菌可以用殺真菌的藥劑，如五氯酚和三丁基錫的化合物。

⑶藻類

循環水中的藻類主要有藍藻、綠藻和硅藻。藻類產生的顏色，是由于它們體內有進行光合作用的葉綠素和其他色素存在，藻類的生長需要陽光，它們常常停留在陽光和水分充足的地方，死亡的藻類會變成冷卻水系統中懸浮物和沉積物。在換熱器中，它們將成為捕集冷卻水中有機體的過濾器，為細菌和霉菌提供食物。藻類形成的團塊進入換熱器中后，會堵塞換熱器中的管路，降低冷卻水的流量，從而降低冷卻水的冷卻效果。一般說，藻類本身并不直接引起腐蝕，但它們生成的沉積物所覆蓋的金屬表面則由于形成差異腐蝕電池而常會發生沉積物下腐蝕。控制辦法，投加非氧化性殺生劑，如季胺鹽類控制藻類的生長是十分有效的。

⒉微生物的來源

在敞開式循環冷卻水系統中，人們經常可以看到微生物大量生長的情景，這些微生物又是如何進入循環水系統的呢？它們主要通過三個渠道進入系統：一通過補充水；二由空氣帶入；三由雨水帶入。循環冷卻水系統，由于不斷地蒸發，排污和飛濺損失，必須連續不斷地加入補充水，生長在自然水體中的微生物是很多的。循環水在涼水塔靠大氣對流以及循環水蒸發冷卻，大氣中夾帶的泥砂、灰塵、絨毛及昆蟲等雜物會隨氣流進入循環水中，大氣中的微生物大部分附著在這些雜物上而隨之進入系統。雨水會把大氣中懸浮的微生物從涼水塔的敞開部分帶入系統。

⒊影響微生物的生長條件和環境因素

進入循環水系統中的微生物是會造成危害的，但是如果沒有其適宜的生活條件，微生物是不可能迅速生長繁殖的，是循環水系統特殊的生態環境，恰恰滿足了微生物生長繁殖需要的各種條件。如：

⑴微生物的營養源

微生物的生長繁殖需要各種營養源，最重要的元素是C、N、P、S，另外微生物依其種類的不同而攝取能源和營養源的方法也不同。冷卻水在運行過程中，由于蒸發濃縮、泄漏，水中營養鹽隨之增加，補充水中的各種有機物，大氣中的NH3、H2S、NO2等也會進入系統，特別是系統工藝介質泄漏為微生物的生長繁殖提供了豐富的養料。循環冷卻水在冷卻塔內噴淋曝氣過程中溶入了大量的氧氣，為好氧性微生物提供了必要條件；而冷卻水中懸浮物形成的淤泥又為厭氧性微生物提供了庇護場所，如：冷卻水中的硫酸鹽還原菌是厭氯性微生物。以上這些營養源在冷卻水中加速了菌藻、生物粘泥的增加，判定營養源滲入的程度是由化學耗氧量（CODCr）為指標。循環水中的CODCr值一般如在10mg/L以上就容易發生粘泥引起的故障。

⑵適宜的溫度和pH值

微生物繁殖的最佳溫度一般在30～40℃、pH在6.0～9.0，而循環水溫度一般在32～42℃、pH值在6.5～9.0，這些條件正好為循環水系統中微生物的繁殖提供了幫助。

⑶溶解氧

冷卻水中生長的大多數細菌都為好氧菌，好氧性細菌和絲狀菌（霉菌類）利用溶解氧，氧化分解有機物，吸收細菌繁殖所需的能量，在敞開式循環冷卻水系統中，水在冷卻塔里的噴淋、曝氣過程為微生物的生長提供了充分的溶解氧，具備了微生物繁殖的最佳條件。

⑷光

一般指藻類，由于它們體內有進行光合作用的葉綠素和其他色素存在，藻類的生長需要陽光。

⑸細菌數

冷卻水中當細菌數在103個/ml以下時，水質故障發生得少；細菌數在105個/ml以上時，水質中粘泥故障容易發生。

⑹懸浮物

粘泥的形成與冷卻水中的懸浮物密切相關，設計規范要求懸浮物濃度不大于20mg/L。而換熱器為板式、翅片式、螺旋式時，懸浮物的濃度不大于10mg/L。

⑺粘泥量

粘泥量是使1m3的冷卻水通過生物過濾網所得到的粘泥體積（ml），當粘泥量在10ml/ m3以上時，粘泥故障的發生率高。經顯微鏡觀察到絲狀細菌（球衣細菌類）和絲狀菌（霉菌類）的冷卻水的粘泥量高。

⑻氧化還原電位（ORP）

ORP值對系統中微生物生長有明顯的影響，它與溶解氧、PH值有關，好氧微生物最適宜的ORP值為0.3～0.4V，而厭氧微生物只能在0.1 V以下生長。冷卻水中氧的分壓高，pH值較高，因而其ORP值更適宜好氧微生物的生長，如硝化菌群中的亞硝化菌、硝化菌等。由于受這些影響在冷卻水中增大了對微生物、生物粘泥、NO2－等有效控制的難度。

⒋微生物粘泥

指循環冷卻水系統中溶解的營養源而引起細菌、絲狀菌（霉菌）、藻類等微生物群的增殖，并以這些微生物為主體，混有泥砂、無機物和塵土等，形成附著的或堆積的軟泥性沉積物，這種軟泥性沉積物也就稱之為微生物粘泥。微生物在粘泥中的分布不一定是均勻的。主要是以好氧性細菌為主體的粘泥，其下面也有厭氧性的菌群，產生像硫酸鹽還原菌那樣的厭氧性細菌。它們的組成是以微生物菌體及其粘結在一起的粘性物，多糖類蛋白質為主體組成的，并附著在換熱器上。

在循環水系統中，由產粘泥細菌引起的危害為最多，其次是藻類、霉菌等。循環冷卻水系統中微生物粘泥引起的危害如下：

⑴粘泥附著在換熱冷卻部位的金屬表面上，降低冷卻水的冷卻效果；

⑵大量的粘泥將堵塞換熱器（水冷器）中冷卻水的通道，從而使冷卻水無法工作，少量的粘泥則減少冷卻水通道的截面積，從而降低冷卻水的流量和冷卻效果，增加泵壓；

⑶粘泥集積在冷卻塔填料的表面或填料間，堵塞了冷卻水的通過，降低冷卻塔的冷卻效果；

⑷粘泥覆蓋在換熱器內的金屬表面，阻止緩蝕劑與阻垢劑到達金屬表面發揮其緩蝕與阻垢作用，阻止殺生劑殺滅粘泥下的微生物，降低藥劑的功效；

⑸粘泥覆蓋在金屬表面，形成差異腐蝕電池，引起設備的腐蝕；

⑹大量的粘泥，尤其是藻類，存在于冷卻水系統中的設備上，影響了冷卻水系統的長周期運轉。為此對于循環冷卻水系統中微生物粘泥必須經常地投加生物粘泥剝離劑和殺生劑共同作用，以便達到有效地控制微生物粘泥，要決定進行粘泥的處理時，必須了解構成沾泥的微生物種類、性質和特點。見表一：

表一 敞開式循環冷卻水系統中組成粘泥的微生物