循环冷却水系统的环境,为微生物繁殖提供了优越的条件。适宜微生物滋长的水温25—40℃;饱和的溶解氧;适中的pH值;丰富的营养源;浓缩倍数提高,含盐量的增加;工艺介质泄漏;化学药剂的添加;空气及水源中的大量菌种;以及充足的阳光等都为循环冷却水微生物滋长营造一个理想的环境。所以微生物在循环水中大量繁殖已不可避免。
但是,微生物给循环水带来的危害极大,它产生的大量粘泥,在循环冷却水中引起诱导腐蚀,粘泥复盖在金属阳极上,产生氧浓差腐蚀电池,铁被溶解;粘泥的聚集,产生结垢,阻碍热传导,严重的会堵塞管道,增加能耗,从而使水质恶化。
因此控制微生物是循环冷却水处理的关键。根据循环冷却水处理的规范要求:其中循环水的粘泥量<4ml/m3,异养菌数<5×105个/ml。要达到国标要求,需要采取综合治理方法,但主要的是选择杀生剂,进行杀菌灭藻。所以发展杀生剂显得十分重要。
国内循环冷却水杀生剂据不完全统计有近80种。分为三类:一为氧化型杀生剂;二为非氧化型杀生剂,其中包括某些表面活性剂;三为金属盐类杀生剂。
氧化型杀生剂主要有:氯、溴、臭氧、次氯酸钠、过氧化氢、二氧化氯等。其中以氯为主,由于它具有价格低,药效高的特点面被普遍采用。但是随着循环水处理技术的不断以展,用氯受到限制,主要原因有二:一是由于开发循环水碱性水处理技术,pH比较高,氯气在碱性水中是一种活性差的杀生剂,这是由于氯气在水中发生水解反应,首先生成最有活性的次氯酸;但这一步在水中却离解成为次氯酸根,由于次氯酸根带负电,而微生物细胞壁上常带负离子,故相互排斥,难以接近,因此,失去了杀生活力。另一个用氯受限制的原因是由于国家对环保严格要求,如美国规定排放水中的余氯量要在0.2mg/L以下。我国目前难以做到,大多数厂余量控制在0.5—1.0mg/L,因此必须要有脱氯装置才能排放,这样,处理费用非常昂贵。
二氧化氯杀生剂在循环冷却水处理中越来越受到青睐,是由于用量少,药效持久,不与水中氨和大多数胺类起作用,杀菌效果不受pH值影响,很适宜碱性水处理系统,根据评价水中消毒剂的标准来衡量,作为杀生剂的有效性:臭氧>二氧化氯>氯气>氯胺;但对于在水中的稳定性:氯胺>二氧化氯>氯气>臭氧,从两个方面综合考虑,则可认为二氧化氯的杀生效果最好。
氧化型含溴类杀生剂,目前我国正在开发阶段,仅有小批量生产,正在试用阶段。
非氧化型杀生剂,用得比较多的是苯酚类,但由于毒性较大,使用受到限制。二硫氰基甲烷是一种浅黄色或近于无色的针状结晶,但其适用PH范围为7.5—8.5,不易溶于水,所以在使用时,通常均要与一些特殊的分散剂和渗透剂共同使用。
综上所述,采用二氧化氯作为杀生剂,优点很多,是目前效果最好、最引人注意的品种,使用正日益广泛。一般首次使用浓度根据使用环境和水中微生物的含量来确定添加量。暴露在空气中循环时添加浓度为50—100ppm,管道循环时为20—50ppm。首次消毒后二氧化氯对水中细菌抑制的具体投加浓度可根据表一作为参考。
表一 稳定性二氧化氯持续消毒能力试验结果
摘自 (中国给排水 2000 Vol.16 No.5 P57)
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CLO2投量(mg/L) |
0 h |
48 h |
56 h |
72 h |
80 h |
96 h |
104 h |
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空白(嘉源成品水) |
0 |
不可计数 |
不可计数 |
不可计数 |
不可计数 |
不可计数 |
不可计数 |
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0.2 |
0 |
不可计数 |
不可计数 |
不可计数 |
不可计数 |
不可计数 |
不可计数 |
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0.3 |
0 |
0 |
4 |
0 |
0 |
11 |
不可计数 |
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0.4 |
0 |
0 |
4 |
0 |
0 |
10 |
0 |
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0.5 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
9 |
0 |
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1.0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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注 表中数据除标注外,其余为细菌总数,单位为:个/ml。 |
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