循環(huán)冷卻水水質條件對生物粘泥性質及控制的影響研究.pdf

1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)通常具有適宜的溫度，pH范圍，充足的溶解氧及營養(yǎng)物質，極易導致微生物大量繁殖。某些微生物會在代謝過程中產生致密的粘液，并與水中的懸浮物、沙粒、藻類等物質粘附在一起形成生物粘泥，進而引起結垢腐蝕加劇、傳熱效率降低、管道堵塞等一系列問題，因此，對生物粘泥的控制已成為提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)工作效率，實現企業(yè)節(jié)能減排的關鍵前提。從本質上講，循環(huán)水水質條件是影響粘泥性質及后續(xù)處理效果的主要因素，且受補充水的影響，循環(huán)冷卻水水質狀況通常會

2、在一定范圍內波動，為此在靜態(tài)模擬循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中研究了營養(yǎng)物質、常見無機離子及顆粒物質濃度對生物粘泥組成及活性的影響，旨在從源頭上抑制粘泥的形成。依據前期研究結果，分別在貧、中、富三種具有代表性的營養(yǎng)水平下考察了懸浮細菌數量對生物粘泥理化性質的影響。根據粘泥的生長特性，建立了不同營養(yǎng)水平下粘泥生長的動力學模型，并考察了循環(huán)冷卻水營養(yǎng)水平對生物粘泥生長動力學特性的影響。進一步運用分子生物學技術鑒定不同營養(yǎng)水平下生物粘泥中的優(yōu)勢菌種組成，并

3、對比分析了不同類型粘泥細菌群落結構的多樣性和相似性以及優(yōu)勢菌群之間的系統(tǒng)發(fā)育關系。最后結合掃描電鏡(SEM)分析，考察了氧化性和非氧化性殺菌劑對不同營養(yǎng)水平下生物粘泥的處理效果，建立了營養(yǎng)水平與殺菌劑用時、用量之間的相關關系。
　　 研究結果表明：循環(huán)冷卻水水質條件會對生物粘泥的理化性質產生較大影響，其中有機碳源濃度的高低對粘泥性質影響最為顯著；粘泥形成量與粘泥活性之間沒有明顯的相關性，因此在處理循環(huán)水中的生物粘泥時，不但要關注

4、生物粘泥的剝落率，還應考察對生物粘泥活性的抑制效果。綜合考慮對生物粘泥EPS及DHA的影響，應將循環(huán)冷卻水中COD、NH4+-N及TP的濃度分別控制在25mg/L、5mg/L、1mg/L以內。而顆粒物(以CaCO3為例)、Ca2+、Mg2+、Na+、Fe3+的濃度則需分別控制在40mg/L、50mg/L、25mg/L、50mg/L、0.5mg/L以內，且濃度越低，對粘泥生長的抑制效果越顯著。
　　 循環(huán)冷卻水中懸浮態(tài)異養(yǎng)菌的數量

5、會對附著態(tài)生物粘泥的理化性質產生一定影響，且在不同營養(yǎng)水平下，即使懸浮異養(yǎng)菌數量相同，懸浮態(tài)與附著態(tài)細菌的生長過程、競爭關系以及影響生物粘泥形成的主要原因也都存在較大差異。
　　 根據粘泥的實際生長特點，采取分段方程的形式對一般的Logistic模型加以改進，可更加直觀、精確地描述生物粘泥從初期附著直到平衡穩(wěn)定的整個過程，尤其是在穩(wěn)定期粘泥量波動幅度較大的情況下，模型仍能準確地擬合粘泥在穩(wěn)定期的脫落與再生過程，因而更具有實際應用

6、價值。
　　 利用PCR-DGGE技術對粘泥中的優(yōu)勢菌種分析發(fā)現，貧營養(yǎng)下的粘泥中細菌群落多樣性最為豐富，通過16S rDNA序列系統(tǒng)進化樹分析可知，有多組菌種在系統(tǒng)發(fā)育上具有相近的親緣關系，但其在不同粘泥中的優(yōu)勢地位由于受到營養(yǎng)水平和生物粘泥空間結構的影響而各不相同。
　　 殺菌劑對粘泥的處理效果在一定程度上依賴于循環(huán)水的營養(yǎng)水平。營養(yǎng)水平越低，殺菌劑對粘泥的最小有效滅活時間和濃度均越小。殺菌劑對生物粘泥的滅活效果并不