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微生物在冷卻水系統(tǒng)中的危害
工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，由于特殊的溫度和營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，其菌藻滋生問(wèn)題一直存在，并會(huì)隨著微生物的繁殖和積累，導(dǎo)致許多不利影響。其主要危害如下。
1．形成大量黏泥沉積物
黏泥又稱軟泥或污泥，是菌藻等各種微生物在冷卻水系統(tǒng)中管道、冷卻塔水槽等壁上產(chǎn)生的黏質(zhì)膜的總稱。
黏泥的組成隨著水質(zhì)和生成地點(diǎn)以及菌藻類屬的不同而變化，一般均是由藻類、真菌和細(xì)菌等聚集而成的。如好氧性莢膜細(xì)菌、芽孢細(xì)菌分泌的黏液能像黏合劑那樣，將懸浮在水中的無(wú)機(jī)垢、腐蝕產(chǎn)物、灰沙淤泥等黏結(jié)在一起，形成黏泥沉積物，附著在管壁、塔壁上，當(dāng)其愈積愈厚時(shí)，不僅影響水側(cè)傳熱效率，還會(huì)因水管界面積變小，限制水的流量而影響冷卻效果。又如藻類在冷卻塔填料上、水的分配板上蔓延生長(zhǎng)時(shí)，將堵塞填料孔隙和配水板上的小孔，使冷卻水分布不均、水滴變大，影響氣、水傳質(zhì)效率，致使冷卻塔的溫度下降，達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。
微生物學(xué)家認(rèn)為存在兩種不同的微生物群體，一種是在本體水中發(fā)現(xiàn)的浮游生物群，另一種是在設(shè)備表面上存在的附著生物群。在兩種生物群中可同時(shí)發(fā)現(xiàn)相同種類的微生物，但附著生物群易于形成生物污垢。
對(duì)關(guān)于像換熱器管這樣的潤(rùn)濕表面上生物膜的形成已有較多了解。在浸沒(méi)于水中的設(shè)備表面上的微生物分泌聚合物（主要是多糖及蛋白質(zhì)），這些聚合物堅(jiān)固地附著在清潔的設(shè)備表面上，阻止細(xì)胞被正常流動(dòng)的冷卻水沖掉，這些細(xì)胞外聚合物在自然狀態(tài)下是水合的，它們?cè)诟街⑸矬w周圍形成凝膠狀的網(wǎng)狀物。這種聚合物網(wǎng)狀物有助于生物膜的完整性，并起到天然阻擋層的作用，阻止有毒物質(zhì)和掠奪性生物體接觸到活性細(xì)胞。氧化劑到達(dá)并破壞微生物體以前會(huì)被生物膜聚合物消耗，因此控制附著微生物所使用的藥劑量要比控制浮游生物多許多倍。
黏泥還會(huì)形成氧的濃差電池，從而引起垢下腐蝕；同時(shí)黏泥又給厭氧性細(xì)菌如硫酸鹽還原菌提供良好的滋生場(chǎng)所，這樣相互感染，加深了黏泥給冷卻水系統(tǒng)帶來(lái)的危害。
2．加速金屬設(shè)備的腐蝕
細(xì)菌聚集形成的菌落附著在金屬壁上，分泌出的黏液與水中的懸浮物等雜質(zhì)粘在一起形成黏泥團(tuán)，在黏泥團(tuán)的周圍和黏泥團(tuán)的下方形成氧的濃差電池，黏泥團(tuán)的下方因缺氧而成為活潑的陽(yáng)極，鐵不斷被溶解引起嚴(yán)重的局部腐蝕。微生物不僅本身分泌黏液構(gòu)成沉積物，而且也粘住在正常情況下可以保持在水中的其他懸浮物質(zhì)，從而增加了沉積物的形成，加速了垢下腐蝕。
微生物黏泥除了會(huì)加速垢下腐蝕外，有些細(xì)菌在代謝過(guò)程中生成的分泌物還會(huì)直接對(duì)金屬構(gòu)成腐蝕。如好氧性硫細(xì)菌的氧化產(chǎn)物硫酸，可使局部區(qū)域的pH值降到1．O～1.4，對(duì)這部分金屬直接發(fā)生氫的去極化作用，加快金屬的腐蝕；又如厭氧性硫酸鹽還原菌，其還原產(chǎn)物H2S可直接腐蝕金屬，生成硫化亞鐵，硫化亞鐵沉積在鋼鐵表面與沒(méi)有被硫化亞鐵覆蓋的鋼鐵又構(gòu)成一個(gè)腐蝕電池，加速金屬的腐蝕。而鐵細(xì)菌可直接將Fe2+氧化成Fe3+，加速金屬的腐蝕。因此，細(xì)菌促進(jìn)腐蝕的過(guò)程是多種多樣的，在大多數(shù)情況下，可以認(rèn)為是各種細(xì)菌共同作用所造成的。
藻類在日光的照射下，會(huì)與水中C02、HC03等碳源起光合作用，吸收碳素為營(yíng)養(yǎng)而放出氧。因此當(dāng)藻類大量繁殖時(shí)，會(huì)增加水中溶解氧的含量，有利于氧的去極化作用，腐蝕過(guò)程因而加速。
3．破壞冷卻塔中的木材
木材由纖維素、半纖維素和20% -30%木質(zhì)素所組成。纖維素是一種多糖物質(zhì)( C6 H10 O5)n，是木材細(xì)胞壁的組成部分；木質(zhì)素是一種聚合的非多糖物質(zhì)，含有被甲氧基和三碳的側(cè)鏈所取代的芳香族環(huán)，它像一種黏合劑，能將纖維黏結(jié)在一起。
冷卻塔中的木質(zhì)填料長(zhǎng)期浸泡在水中或連續(xù)受潮時(shí)，真菌很容易寄生在上面并分泌出消化酶，將木材中的纖維素破壞掉，只留下起黏合作用的木質(zhì)素，從而使木材結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大降低。有真菌寄生的木材，如果一直處在潮濕狀態(tài)時(shí)，木材將變黑并易碎；如果處在干燥狀態(tài)，則木材上就出現(xiàn)裂紋。當(dāng)真菌例如子囊菌、半知菌寄生在木材表面上使之腐爛時(shí)，就稱該木材得了白腐病和棕腐病。從表面看來(lái)，這種木材似乎仍然完整、堅(jiān)固，但內(nèi)部已經(jīng)腐朽，很容易被銳利的物體戳穿或者受力而壓碎。
在冷卻水系統(tǒng)中，為了控制微生物的滋長(zhǎng)，常投加一些殺生劑，如氯、臭氧等。這些物質(zhì)的存在，會(huì)使木材中的木質(zhì)素脫除。當(dāng)水中的余氯超過(guò)l-2mg/L時(shí)，會(huì)使冷卻塔中的木材迅速脫除木質(zhì)素，呈現(xiàn)出白色纖維，這些失去黏合物質(zhì)的纖維素極易被水流沖刷掉，而使木材結(jié)構(gòu)受到破壞，這也可以說(shuō)是因?yàn)槲⑸飭?wèn)題而間接引起的對(duì)木材的破壞。
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