循環(huán)冷卻水系統(tǒng)微生物控制技術(shù)的研究(1)

1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)微生物控制技術(shù)的研究摘要：對長期以來認(rèn)同的循環(huán)冷卻水中微生物總數(shù)控制指標(biāo)的合理性提出了質(zhì)疑，指出微生物孳生造成循環(huán)冷卻水系統(tǒng)危害的根源是系統(tǒng)內(nèi)的附著微生物，即生物粘泥。作者認(rèn)為，只要控制微生物不能在系統(tǒng)中附著，就會使微生物對循環(huán)水系統(tǒng)構(gòu)成威脅的幾率，大大降低，甚至不會產(chǎn)生危害。即使水體中細(xì)菌總數(shù)超過了現(xiàn)有的指標(biāo)，循環(huán)水系統(tǒng)仍然可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。酶處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，系統(tǒng)大部分附著的粘泥可去除，而旁濾可使循環(huán)水中細(xì)菌總數(shù)，控制在一

2、定范圍內(nèi)，不會無限增長。關(guān)鍵詞：循環(huán)冷卻水微生物控制酶處理生物粘泥均勻設(shè)計(jì)1引言引言工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)給大量微生物的生長提供了良好的棲息地，微生物生長所必需的營養(yǎng)物和離子，可以通過補(bǔ)充水和周圍空氣帶入的有機(jī)物或無機(jī)物供給，生產(chǎn)過程中物料的泄漏也為循環(huán)水系統(tǒng)微生物種群提供了養(yǎng)料。通過管道、熱交換器、冷卻塔填料及配水管道系統(tǒng)所提供的大量表面積，有效地促進(jìn)了微生物種群的生長，微生物孳長給循環(huán)水系統(tǒng)帶來極大危害。目前微生物控制普遍采用的方法是投

3、加殺生劑直接殺滅微生物體，并將循環(huán)水中的各類細(xì)菌數(shù)降到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)以下，如異養(yǎng)菌總數(shù)應(yīng)不超過5105個毫升，以此作為循環(huán)水系統(tǒng)微生物成功控制的評判依據(jù)。在殺生劑的研發(fā)中，亦將殺生劑對水中活菌殺滅能力的大小，作為評判其性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)。然而，人們長久以來依賴的這一依據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)的合理性是值得質(zhì)疑的。因?yàn)?，循環(huán)水中懸浮異養(yǎng)菌的總數(shù)不超過5105個毫升，并不等同于循環(huán)水系統(tǒng)中異養(yǎng)菌的總數(shù)不超過5105個毫升。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中包含著兩種不同的

4、微生物種群：存在于循環(huán)水整體流動中的浮游微生物和在生物膜或生物粘泥中具有生長優(yōu)勢的附著微生物。監(jiān)測循環(huán)水系統(tǒng)中微生物數(shù)量和相應(yīng)殺生劑性能評價(jià)的傳統(tǒng)指標(biāo)，僅著眼于控制水中的浮游微生物群體，表1的數(shù)據(jù)可以說明[1]，粘泥中各種菌類數(shù)量都要比循環(huán)水中高得多。盡管水中的懸浮細(xì)菌被殺滅，附著在系統(tǒng)壁上的生物粘泥仍然對系統(tǒng)構(gòu)成危害，并且粘泥中的細(xì)菌又為循環(huán)水中細(xì)菌的再度繁殖提供了基礎(chǔ)。這也是投加殺生劑來控制循環(huán)水中活菌數(shù)量有時(shí)并不能有效解決系統(tǒng)微生

5、物孳長問題的原因。表1循環(huán)水中與生物粘泥中菌水中與生物粘泥中菌類數(shù)量比數(shù)量比較(個毫升毫升)樣品異養(yǎng)菌鐵細(xì)菌硫酸鹽亞硝化反硝化硫細(xì)菌氨化菌真菌胞外聚合物或稱胞外多糖(ExtracellularPolysacide)，是生物粘泥的重要組分?？死锊继乩?Crabtreek)、阿倫(AllenW)和克拉爾(KrulJM)對此進(jìn)行了深入的研究，對其存在和作用有了比較明確的認(rèn)識[6]。胞外聚合物以細(xì)纖維的形狀存在，把一些細(xì)菌網(wǎng)織在一起形成絮體。胞

6、外聚合物的性質(zhì)和目前人工合成的聚合電解質(zhì)十分相似，并具有“生物絮凝”功能。FlemmingHC等指出，胞外聚合物由聚多糖及蛋白質(zhì)、糖蛋白和脂蛋白組成[7]。從所有的生物膜的胞外聚合物組分中可以提取出腐殖酸、多糖、糖醛酸和DNA[8]。隨生長環(huán)境不同，胞外多糖由同多糖或雜多糖組成。同多糖通常是末端含有1個葡萄糖單元的果聚糖，而由多粘芽孢桿菌(Bacilluspolymyxa)的許多菌株產(chǎn)生的則是雜多糖，包含有D－葡萄糖、D－甘露糖、D－半

7、乳糖、D－果糖、葡萄糖醛酸和丙酮酸酯。有研究表明[9～14]，由唾液鏈球菌(Streptococcussalivariusstrain51)和一些土壤細(xì)菌尤其是芽孢桿菌屬(Bacillusspp.)分泌的胞外多糖為果聚糖，Zymomonas菌屬(產(chǎn)生乙醇的兼性厭氧細(xì)菌)也分泌果聚糖作為副產(chǎn)物。同樣，由血清型鏈球菌(Streptococcusserotype)、多粘芽孢桿菌(Bacilluspolymyxa)及運(yùn)動發(fā)酵單胞菌屬(Zymom

8、onasmobilisIN1710)分泌的胞外多糖均為唯一的果聚糖。胞外聚合物具有纖維素的特性，對纖維素酶很敏感，在纖維素酶的作用下被溶化。2.1.2生物膜的物理性質(zhì)細(xì)菌細(xì)胞分泌的胞外聚合物具有很大的粘性，使細(xì)菌能附著生長在各種載體表面。從流變學(xué)看，生物膜的性質(zhì)與凝膠一樣，具有粘彈性[15]。因此，在水流系統(tǒng)中生物膜能導(dǎo)致摩擦阻力的超比例增加。據(jù)報(bào)道，由于微生物覆蓋層的影響，某管道的最大輸送能力在3年內(nèi)下降了50％以上，而管道橫截面的減