循环冷却水系统微生物控制技术的研究VIP专享VIP免费

循环冷却水系统微生物控制技术的研究作者：苏腾陈中兴侯秋时间：2007-11-2419:34:00来源：论文天下论文网摘要：对长期以来认同的循环冷却水中微生物总数控制指标的合理性,提出了质疑，指出微生物孳生造成循环冷却水系统危害的根源,是系统内的附着微生物，即生物粘泥。作者认为，只要控制微生物不能在系统中附着，就会使微生物对循环水系统构成威胁的几率，大大降低，甚至不会产生危害。即使水体中细菌总数超过了现有的指标，循环水系统仍然可以正常运转。酶处理实验结果证明，系统大部分附着的粘泥可去除，而旁滤可使循环水中细菌总数，控制在一定范围内，不会无限增长。关键词：循环冷却水微生物控制酶处理生物粘泥均匀设计1引言工业循环冷却水系统给大量微生物的生长提供了良好的栖息地，微生物生长所必需的营养物和离子，可以通过补充水和周围空气带入的有机物或无机物供给，生产过程中物料的泄漏也为循环水系统微生物种群提供了养料。通过管道、热交换器、冷却塔填料及配水管道系统所提供的大量表面积，有效地促进了微生物种群的生长，微生物孳长给循环水系统带来极大危害。目前微生物控制普遍采用的方法是投加杀生剂直接杀灭微生物体，并将循环水中的各类细菌数降到国家标准规定的指标以下，如异养菌总数应不超过5×105个/毫升，以此作为循环水系统微生物成功控制的评判依据。在杀生剂的研发中，亦将杀生剂对水中活菌杀灭能力的大小，作为评判其性能好坏的标准。然而，人们长久以来依赖的这一依据或标准的合理性是值得质疑的。因为，循环水中悬浮异养菌的总数不超过5×105个/毫升，并不等同于循环水系统中异养菌的总数不超过5×105个/毫升。在循环冷却水系统中包含着两种不同的微生物种群：存在于循环水整体流动中的浮游微生物和在生物膜或生物粘泥中具有生长优势的附着微生物。监测循环水系统中微生物数量和相应杀生剂性能评价的传统指标，仅着眼于控制水中的浮游微生物群体，表1的数据可以说明[1]，粘泥中各种菌类数量都要比循环水中高得多。尽管水中的悬浮细菌被杀灭，附着在系统壁上的生物粘泥仍然对系统构成危害，并且粘泥中的细菌又为循环水中细菌的再度繁殖提供了基础。这也是投加杀生剂来控制循环水中活菌数量有时并不能有效解决系统微生物孳长问题的原因。表1循环水中与生物粘泥中菌类数量比较(个/毫升)样品异养菌铁细菌硫酸盐还原菌亚硝化细菌反硝化细菌硫细菌氨化菌真菌循环水1.6×1057011.5702.0×1049.5×1022.2×1052.5生物粘泥1.3×1081.4×1051.6×1037.×1021.6×1061.6×1052.0×10880在有生物粘泥存在的系统，细菌体外通常有生物粘泥包覆，起到屏蔽保护作用，使杀生剂难以渗透接触到细菌体而将其杀灭，这又是杀生剂对于解决微生物孳长问题有时低效甚至无效的原因之一。杀生剂立足于杀灭微生物，杀灭是其主要手段，因此往往要求药剂对各种微生物具有极大的毒性。但毒性大的药剂往往难于或不易生物降解而造成环境污染。目前，人们合成和筛选新型高效低毒杀生剂的任务已经越来越艰难。20世纪70年代，HerbertJHatcher最早提出了用果聚糖水解酶处理工业水系统中生物粘泥的方法[2]。1977年，NalcoChemical公司的RonaldJChristensen等，用一种主要成分为戊聚糖酶和己聚糖酶的RhozymeHP－150酶(Rohm&Haas公司生产)，处理实验室模拟冷却塔内粘泥，并申请了专利[3]。本文提出的酶处理方法，将为更好地解决循环水系统中微生物控制问题，提供一条标本兼治、无环境污染、有效的新途径。2酶处理方法的理论依据2.1生物粘泥的特性要从根本上着手解决循环水系统微生物危害，有必要研究生物粘泥的化学物理性质。“生物粘泥”与“生物膜”本质是一致的，在过去的20多年里，国外不少学者对生物膜产生了浓厚兴趣并进行了大量研究，取得了初步的成果[4]。2.1.1生物粘泥的化学组成生物粘泥是由微生物细胞分泌的具有粘性的胞外聚合物(ExtracellularPolymericSubstances，简称EPS)，其胶合了微生物细胞及各种有机和无机颗粒物质，如粘土、腐蚀产物、腐殖质等[5]，EPS的粘性使它易于附着在系统壁上生长。因此，生物粘泥代表了一种稳定的由微生物细胞组成的复杂混合物的微生态系统，细...