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水處理藥劑選擇方法

來源:meldapps.com 發表時間:2017-11-09

  水處理藥劑選擇方法

  1循環冷卻水系統中的微生物危害

  在冷卻水硬度和堿度不高的情況下,微生物的危害是循環冷卻水系統安全運行的最大障礙,主要表現有(l)惡化水質,加大動力消耗,損壞設備。冷卻水中微生大量繁殖,會使水的通道縮小,阻礙水流,增大能耗,損壞設備。(2)形成生物粘泥。冷卻水中的微生物混合泥沙、無機物和塵土等,形成生物粘泥。生物粘泥會降低熱效率,惡化水質,引起設備管道局部腐蝕。(3)形成生物垢,促進腐蝕。生物垢主要是微生物生長所致,它會出現在水系統和工業用水相接觸的各個部位,它是工業冷卻水發生故障的主要原因。(4)使緩蝕劑失效或部分失效。微生物的新陳代謝活動會使緩蝕劑、阻垢劑發生分解,致其失效或部分失效。(5)產生致病菌,危害人體健康。循環冷卻水中的微生物,有些是致病微生物,可直接危害人體健康。

  1.l好氧性夾膜細菌和芽孢細菌的危害

  好氧性夾膜細菌,如氣桿菌屬、假單胞菌屬等在冷卻水中能大量生長。這些好氧性夾膜細菌都會產生黏液。芽孢細菌在某些不良環境下產生孢子,這些飽子也能產生黏液。這些細菌產生的黏液和芽孢是冷卻水系統中形成黏泥的主要原因。

  1.2硫酸鹽還原菌(SRB)的危害

  硫酸鹽還原菌(簡稱SRB)屬于厭氧型微生物,它是微生物腐蝕和環境污染的主要因素之一。硫酸鹽還原菌是脫硫孤菌屬中的一類特殊菌種,可氧化含碳有機化合物或氫、還原硫酸鹽產生HZS。它可以在pH值為5.5~9.0,溫度在5℃~50℃范圍內生長,有些硫酸鹽還原菌能在100℃的高溫、500Mpa高壓(甚至更高)的極端環境條件下生長。在金屬表面和沉積物和之間往往缺氧,以硫酸鹽還原菌為主的厭氧菌得以繁殖,當溫度為25℃~30℃時,繁殖更快。它的主要危害是對金屬表面的去極化作用;由于其氫化酶的作用,將硫酸鹽還原成硫化物和初生態氧[O],而[O]與[H]去極化生成H2O,靠它的去極化作用加速對管道和設備的腐蝕,腐蝕產物FeS又可以堵塞管道。近期又發現硫酸鹽還原菌屬發生變異現象,硫酸鹽還原菌在饑餓狀態下,菌體自動變小,這項研究表明,將有許多新型的變種產生。雖然國內外學者對硫酸鹽還原菌誘發腐蝕的機理存在不同認識,但硫酸鹽還原菌能加劇腐蝕卻是不爭的事實。

  1.3鐵細菌的危害

  鐵細菌是一類能將二價鐵鹽氧化成三價鐵化合物,并能利用此氧化過程中產生的能量來同化二氧化碳進行生長的細菌的總稱。鐵細菌是鋼鐵銹瘤產生的主要原因,鐵細菌長期產生氫氧化鐵,可積累成褐鐵礦,在鐵制水管中的生長繁殖會縮短水管的使用壽命。鐵細菌是一類好氧異樣菌,也有兼性異養和自養的,在含氧量小于0.5mg/L的系統中也能生長。在循環冷卻水過程中,鐵細菌在水管內壁形成氧濃差電池,它能使二價鐵離子氧化成三價鐵離子,釋放的能量供細菌生存所需,屬化能自養型微生物。鐵細菌在氧化二價鐵離子過程中,形成的氫氧化鐵在細菌周圍形成大量的棕色豁泥,造成金屬管道堵塞,并為專行厭氧的硫酸鹽還原菌提供有利條件,進而在鐵管管道上形成銹瘤結節,產生坑蝕,并散發強烈的臭味。

  1.4真菌的危害

  (1)堵塞管道。如部分霉菌在繁殖是會形成一團團的絲體,造成管道堵塞。

  (2)污染冷卻水。部分真菌可使水中有機質腐爛,使水質變壞、發臭。

  (3)損害木材。真菌能分解木材的主要成份纖維素、木質素等,把高分子降解為分子,是木材結構嚴重損壞。微生物在循環冷卻水中的大量滋生,對熱力設備的安全經濟運行造成嚴重影響,對于循環冷卻水中微生物的滋生問題,通常采用化學處理方法進行水質凈化,主要是投加各種殺菌劑。

  2殺菌滅藻劑概述

  殺菌滅藻劑是控制冷卻水系統微生物生長最有效和最常用的方法之一。殺菌滅藻劑又稱殺生劑、殺菌劑。殺菌滅藻劑主要分為兩大類:氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑。

  2.1氧化性殺菌劑

  (l)氯氣氯氣是目前用量最大的殺菌劑,但山于易產生三氯甲烷,使用受到一定的限制。

  (2)氯胺殺菌持續時間長,并可以抑制微生物后期生長,缺點是殺菌能力差,且價格昂貴。

  (3)次氯酸鹽次氯酸鹽殺生作用較好,缺點與氯氣相似,因此也受到一定的限制。

  (4)氯代異氰尿酸類溶解性好,較次氯酸鹽和氯氣穩定,缺點是價格偏高。如優氯凈,優氯凈學名二氯異氰尿酸鈉。殺菌機理為:二氯異氰尿酸水解后生成次氯酸,次氯酸是強氧化劑,與細胞內原生質(代謝酶)反應生成穩定的氮一氯鍵,達到殺菌目的。

  (5)二氧化氯二氧化氯今年來在電廠中的應用越來越多,不但適合pH范圍廣,抑制微生物的能力也比氯氣強,同時還具有剝離性能,缺點是沸點低(11℃),氣體和液體均不能運輸,必須配發生器到現場制作和使用。

  (6)臭氧臭氧是一種強氧化劑,國外已廣泛應用于循環冷卻水處理中,我國尚處于起步階段。特點是作用快,污染小,缺點是氧化能力過強,幾乎沒有緩蝕劑和阻垢劑能與之相配,且需要現場發生,導致成本過高。

  (7)溴基殺菌劑溴基殺菌劑是一種相對較新的殺菌劑,其市場占有量以每年10%的速度平穩增長,缺點是在含有有機磷鹽的水中不宜使用,且價格昂貴。

  (8)過氧化物這類殺菌劑的突出優點是不會形成有害的分解產物,缺點是可被過氧化物酶分解。

  2.2非氧化性殺菌劑

  (1)氯酚類是一類使用較早的水處理劑,其缺點是毒性大且不易生物降解,今年來用途逐漸減少。

  (2)有機錫化合物有機錫分子能夠透過生物膜殺死微生物,但毒性太強。

  (3)季銨鹽季銨鹽類殺菌劑是一類高效低毒的殺菌劑,可以殺死存在于粘泥下的硫酸鹽還原菌,缺點是產生的泡沫多,易產生假水位。如TH-406,殺菌機理為季胺鹽類屬陽離子表面活性劑,由于其疏水基團含有水溶性基團,提高了季胺鹽在水中的分散度,增加了表面活性,加強了殺菌劑在細菌體內的吸附作用,阻止了細菌的呼吸和糖酵解作用。季胺鹽也能使蛋白質變性,使氯和磷化合物從細胞內滲出而導致細胞死亡。

  (4)胺類這類殺菌劑的作用機理是烷基胺的親油基團能夠溶解菌體表面的脂肪,與酚類殺菌劑有很好的協同作用。

  (5)有機硫化合物如二硫氰基甲烷,對真菌和硫酸鹽還原菌殺生作用顯著,又具有低毒、易溶于水等優點,常被優先使用與對排放有嚴格限制的水處理系統和主要控制勃泥細菌的冷卻水系統。

  (6)銅鹽銅鹽中的銅離子能凝結菌體的膠質物質,破壞細胞的呼吸和代謝作用,使細胞死亡。缺點是對水生生物的毒性較大,排放易造成環境污染。

  (7)異噻唑啉酮殺菌有廣譜性,同時對粘泥有剝離作用。有投藥時間間隔長不起泡沫等優點,應用越來越廣泛。其殺菌機理主要有三種:①阻礙菌體的呼吸作用。絕大多數微生物是靠呼吸作用進行新陳代謝,含有蛋白質硫醇的酶在呼吸作用中起關鍵作用。異噻唑啉酮一經加入,在極短的時間內便可迅速進入微生物細胞,并與蛋白質硫醇發生作用從而破壞酶。由于酶被破壞,細胞的呼吸作用立即受到抑制,于是細胞的生長馬上停止。同時,異噻唑啉酮與蛋白質硫醇反應還可導致細胞內生成極具反應活性的游離基,這些游離基進一步破壞細胞,使其失去自身修復的功能,最終導致微生物死亡。②破壞細胞壁。殺菌劑能融化細胞壁,破壞了內外環境的平衡,導致細菌死亡。③異噻唑啉酮的活性基團可以與核酸上的堿基反應,阻礙核酸的形成,破壞菌體的生長和繁殖。

  (8)戊二醛戊二醛幾乎無毒,適合pH范圍廣,耐高溫,是殺硫酸鹽還原菌的特效藥,本身可生物降解。缺點是能與銨鹽化合物反應而失去活性。

  (9)季磷鹽新型殺菌劑,與季銨鹽有相似的結構,纏繞微生物能力,提高了殺生性能。有高效、光譜、低毒、易生物降解等優點。

  3監測方法的選用

  3.1常用細菌監測方法

  3.1.1微生物顯微鏡直接計數法

  該法隨機性大,所以對菌體數量不能做出較為宏觀、全面的反映。顯微鏡直接計數法一般與血球計數板配套使用,但顯微鏡直接計數法的優點是快速,觀察到馬上可以計數。

  3.1.2細菌平板菌落計數法

  平板菌落計數法是將待測樣品經適當稀釋之后,其中的微生物充分分散成單個細胞,取一定量的稀釋樣液接種到平板上,經過培養,由每個單細胞生長繁殖而形成肉眼可見的菌落,即一個單菌落應代表原樣品中的一個單細胞。統計菌落數,根據其稀釋倍數和取樣接種量即可換算出樣品中的含菌數。

  【具體方法參見】

  3.2常用藻類的監測方法

  3.2.1藻類顯微計數技術

  在藻類生物學檢驗中,計數技術是一種簡單、直觀反映藻類生物量的方法。借助顯微鏡和計數框可以對水體中藻類的數量或體積作直接的定量。浮游植物計數通常采取總細胞計數、自然單位計數(包括任何單細胞個體或群體,單位數/mL)和標準面積單位計數(400計數單位)3種方法。總細胞計數可以準確衡量藻細胞個數,如有多細胞群體藻類存在,將增大工作量;自然單位計數簡便實用,但準確性差,在水樣處理過程中藻細胞容易從群體脫離,給測定結果帶來誤差。在實際應用中,人們傾向于用自然單位計數法對水體含藻量作出評定。

  3.2.2葉綠素a法

  藻類具有葉綠體,含有葉綠素a、b、c、d,各類胡蘿卜素及葉黃素等,能夠進行光合作用。葉綠素a包含在所有的藻類之中,約占藻體有機物干重的1%~2%。在光合作用過程中,葉綠素b、c、d所吸收的光能都要傳遞給葉綠素a,因而葉綠素a是間接衡量藻類生物量的較理想指標。

  測定藻類葉綠素a的方法有分光光度法和熒光法。分光光度法通常用丙酮萃取藻類濃縮樣的色素,測定萃取物在不同吸收波長(750nm、663nm、645nm、630nm)下的吸光值,而后計算出葉綠素a的值。熒光法比較靈敏,需要樣品量少,適合于活體測定。葉綠素a在430nm波長光照激發下產生663nm的熒光,測定熒光強度,得出葉綠素a含量

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