莱钢能源动力厂水处理系统微生物控制措施的研究

2022-09-11

一、生产用水的微生物状况调查

1. 水源情况

型钢化水车间制水系统的生产用水多为地表水, 胶体硅含量低、COD低、水温常年受外界气温变化, 地表水各种杂质含量相对较高。特别是在夏季外界气温增高, 为微生物的生长繁殖提供了有利的条件。在夏季多次出现过滤器产生褐色或黑色的微生物, 之后在超滤中也相继产生同样的微生物, 由于微生物的存在, 床层阻力增加, 以至于不能正常运行。过滤器出水质量下降, 制水周期缩短, 个别过滤器周期制水量由3000吨以上, 降到800吨。为解决这一问题车间采用加大过滤器、超滤、反渗透清洗频次和体外搓洗树脂, 再生时加大用酸、碱量等措施来保证正常的生产用水。

2. 分析孳生微生物生长的可能原因

红褐色和黑色黏泥是微生物的繁殖生成的活性生物膜粘垢, 各种菌类的聚合体。首先, 粘垢主要出现在黑暗的部位, 其次, 因为近年来的新研究认为生物膜是腐蚀、结垢和污垢出现的前因, 生物膜具有规律的结构, 其表层为厌氧菌, 在覆盖层的屏蔽下, 可免受杀菌素的危害, 而膜内的需氧菌, 可选择吸收水体中的各类离子而生长。中性或偏酸性水易被吸收也符合这一条件。在长时间的适宜温度和环境中, 生成微生物的原生物质, 原生物质附在各类管路及设备且能够自身不断生长, 另外此原生物质粒径小于过滤器的空隙, 使微生物进入超滤中继续自身繁殖再生长, 形成菌类聚合体。

3. 计划采取的措施

在生产用水系统中, 为了有效的控制微生物, 应从微生物源头、微生物生长所需营养物质、微生物生存繁殖所需环境条件三个大方面来考虑。水质的好坏直接关系到微生物在生产用水中的种类和数量, 控制水质主要是控制悬浮物和微生物的养料。原水和补充水中悬浮物包含大量的微生物, 它是微生物的直接载体, 必须严格控制原水和补充水中的悬浮物浓度。GB50050-95《工业生产用水处理设计规范》 (简称《设计规范》) 中要求生产用水中的悬浮物应控制在≤20mg/l (对于一般换热器) 或10mg/l (对于板式、翅片管式和螺旋板式换热器) 。油类是微生物的养料, 应尽可能地防止油类进入生产系统中。《设计规范》中要求, 生产用水的油含量应小于5mg/l (一般企业) 或小于10mg/l (炼油企业) 。

微生物生长和繁殖过程中, 环境条件是至关重要的。适宜的水温、p H值和阳光是微生物赖以生存的必要条件。用物理或化学的方法定期对生产用水系统进行清洗, 可以有效去除微生物生长所需的营养物质, 从而抑制了微生物的生长;通过对管道、设备表面上的粘泥、腐蚀产物和各种微生物的清洗, 一方面可以将部分微生物从生产用水系统中直接清除出去, 另一方面通过剥离作用, 破坏了微生物的保护层, 使得微生物直接暴露于外面, 为杀生剂发挥良好的作用创造了有利的条件。这是微生物控制用的最多也是最有效的方法。杀生剂的主要作用是灭菌灭藻和抑制微生物生长, 它对微生物的影响是多方面的, 通常通过影响微生物的生长分裂、孢子发育并产生呼吸收到抑制、细胞膨胀、细胞质体瓦解和细胞壁破坏等不正常现象, 而达到抑制和杀生的目的。

4. 控制方法的筛选

(1) 紫外线

紫外线损伤DNA, 形成胸腺嘧啶二聚体, 从而抑制DNA的复制, 引起突变或致死。以波长为265nm~266nm的杀菌力最强。通常应用于表面杀菌或空气杀菌。检查紫外线杀菌的方法:将布有200个~250个细菌的营养琼脂平板暴露紫外灯下2min, 然后, 盖好皿盖倒置温箱培养, 同时做对比, 若显示处理皿的菌数减少99%, 则可以应用。

(2) 酸碱度 (p H)

环境p H可引起细胞膜电荷的变化, 从而影响微生物对营养物的吸收, 影响代谢过程中酶的活性;改变营养物质的可给性和有还物质的毒性。介质的p H不仅影响微生物的生长, 甚至影响微生物的形态。

各种微生物有其最适的p H值和一定的p H范围。强酸强碱对一般微生物有致死作用。微生物的代谢活动回改变环境的p H范围, 所以培养基中需要加缓冲剂, 对于要求p H6.5~p H7.5的微生物, 常用缓冲剂为磷酸盐;要求对碱性时, 一般用硼酸盐或甘氨酸为好;若要求p H>9, 则可用中碳酸盐;微酸性, 用柠檬酸盐;p H<4.5, 可用柠檬酸盐、乙酸盐。

尽管不同微生物对环境p H值, 有不同的要求, 但各种微生物细胞内的p H值都十分接近于中性。与最适的温度一样, 微生物生长繁殖的最适宜p H与、与其合成某种代谢产物的最适宜p H常不一致, 在生产中, 按需要改变p H值, 可提高生产效率。

(4) 异噻唑啉酮

异噻唑啉酮是20世纪90年代在我国推广应用的杀生剂, 高效广谱, 能和许多药剂复配。纯异噻唑啉酮的毒性等级为中或高毒, 但应其杀生力强, 投药量很低, 而降解后成为乙酸, 所以实际上毒性很低。

结论

莱钢能源动力厂水处理系统水中COD、浊度等含量还是比较高的, COD与微生物和还原性有关, 浊度也与微生物有关。实验采用多种杀生剂来去除水中的微生物, 通过数据的比较, 得到比较经济有效的方法。经过实验我们发现采用投加异噻唑啉酮的效果最好, 而紫外线杀菌的时间要求比较长, 在实际的流动水操作过程中, 还有比较大的困难。综合个方面的考虑, 实验表明投加浓度为0.6%异噻唑啉酮的效果较好, 而且对后续设备危害比较小。

摘要：如果微生物得不到有效的控制, 将对人们的生产带来很大的麻烦。型钢热电厂化水车间生产用水主要采用地表水。现场使用该水后, 最先在过滤器产生褐色或黑色的微生物, 之后在超滤中也相继产生同样的微生物, 由于微生物的存在, 床层阻力增加, 以至于不能正常运行。过滤器出水质量下降, 制水周期缩短, 个别过滤器周期制水量由3000吨以上, 降到800吨。特别在冬季超滤、反渗透等膜设备出现严重的污堵现象。上述情况严重影响化学制水系统的安全稳定运行, 严重时可导致锅炉断水。

关键词：微生物,杀生剂,化学耗氧量