工业循环冷却水中微生物的危害及控制.doc

工业给排水工业循环冷却水巾微生拥昀危害及控制陆善忠沈渊玮提要 为7保证I业循环水安全、有效的运行，应对循环水中微生物进行严格控制，消除微生物 的危害。水中加氯控制微生物是一个有效的方法。但由于工业循环水的pH值大部分在89之间， 因此用氯杀菌灭藻不适宜。当前利用二氧化氯控制微生物是简单、安全、经济、有效的方法。关键词 业循环水微生物危害氯二氧化氯 ；癸我国是水资源严重短缺的国家，人均水资源拥有 2微生物对工业循环水危害 量仅为世界水平的14。年缺水量达58亿m3。每年由于工业冷却水长期循环使用，循环水中温度适 因缺水造成的工业损失高达2 300亿元。水资源短 宜，又有微生物生长的营养物质，微生物经细胞分裂， 缺已成为制约我国和社会发展的重要因素。 在短时间内能大量增殖(1030 rain为一代)。在工根据国家经贸委 (GB5005095)第352条规定：“敞开式循环冷却 水的菌藻处理宜采用加氯为主，并辅助投加非氧化图1 pH对水中氯的存在的影响 性杀菌灭藻剂。”L21条文说明中解释是：“循环冷却水32二氧化氯杀生剂经常使用的杀菌灭藻剂是液氯，因为液氯杀菌灭藻 随着水处理技术及设备制造水平的不断提高， 效果较好，价格低廉，所以被广泛使用。”近几年来二氧化氯的制备技术已基本成熟，已开始氯的杀生机理是氯加到水中，产生次氯酸： 进入水消毒领域。H20+ch茸HCIO+H+CI一321二氧化氯杀生性能次氯酸在水中部分离解：二氧化氯是一种广谱性杀生剂，它渗入细菌细HCIO；士H+ClO一胞内，将RNA或DNA(核酸)氧化，从而阻止细胞的 从以上二个反应式中看到都产生H+，所以氯合成代谢，并使菌类死亡；二氧化氯对苯环具有一定 的消毒效果好坏受水中的pH影响很大。氯的消毒的亲和性，能使苯环发生变化，其化学作用的结果导 主要是HclO的作用，clO、cl一也具有杀菌作用， 致藻类的死亡；二氧化氯还具有较强的氧化还原性 但效果较差。因此氯加入水中后，产生的次氯酸越能，它对水中的残存的有机物进行氧化，切断了各类 多。那么它的杀生作用越好。 菌藻所需的养料，减缓菌藻的繁殖；二氧化氯具有无 从图1中，可以清楚地看到pH对水中氯的存味、无毒、无腐蚀性。因此在工业循环冷却水中应用 在的影响。 比液氯更安全。更有效。同时，二氧化氯的氧化性是 当水中的pH为55时，次氯酸占氯的98以液氯的25倍，杀生效果明显高于液氯。在工业水 上，这时杀菌效果最好。pH上升到7时，HCl0占 中，一般投加量为25 mgL，具体投加量应视水质80左右，杀菌效果良好。pH上升到8时，HCIO而定。二氧化氯还具有独特的性能，它可在pH为3 占20，当pH上升到85之后，HCIO就所剩无几 9的广泛范围内有效地杀菌_3j。由于这个特点， 了，这时杀菌效果也就欠佳。而工业冷却水在循 更适宜于高pH的工业循环水中作为杀生剂的应 环运行中，水的pH大部分在89之间，因此在工 用。业循环水中的杀菌剂，采用以加氯为主是不适宜的。 322二氧化氯的制取在许多生产实践中，也证明了这个基本原理的正确 制取二氧化氯方法较多，但大体可分为还原法、 性。 氧化法和电解法三种。本文重点讨论电解法。电解氯化钠制取二二氧化氯比其它方法更经济、安全、实非氧化性杀生剂的种类也很多，常用的有季胺 用。只要我们合理选用电极和隔膜，适当控制电极 盐类、烯醛类、重金属盐类、二硫氰基甲烷(MT)类 电位和电解条件，就可以通过电解NaCl水溶液，制等。取较纯的二氧化氯。 季胺盐是阳离子型化合物，可以吸附到细菌上， 在饱和食盐溶液电解时，阳极反应为cl一的氧与细胞壁上负电荷部位形成静电键，在细胞壁上产 化析出氯气。当阳极区有一定量OH一，反应会继续生压力。引起细胞的溶解和死亡。季胺盐还能破坏 进行。其主要反应式如下_3j：细胞的半渗透膜组织，以及细胞内代谢物质和酶使2C1一2e；2C12 蛋白质变质，达到杀菌目的。40H一一4e2820+02南京理工大学水处理研究所最新开发的02+20H一2e；。兰03+H20SS311EM等系列非氧化性杀生剂，它是利用各类杀 生剂及活性酶之间的协同作用复配而成。如有机硫2H20一2e#3。H202+2H+类化合物活性酶与季铵盐等复配，用于工业循环冷C12+40H一一2e；宅Clo一+21-120却水的杀菌灭藻，粘泥剥离等均有显著的效果，是新C10一十20H一一2e；兰Clof+H20 一代的非氧化性的杀生剂。上海恒泽环境科技有限C102一一e#C10z公司，也有类似的新型杀生剂。电解食盐水阴极反应为：4结语2H20+2e-。-20H+H2(1)在工业循环冷却水中，为了保证系统安全、从以上反应式中看到电解过程的反应动力学分有效地运行，必须对水中的微生物进行严格地控制，析，电解食盐水产生二氧化氯是由电化学氧化和电 消除微生物的危害。化学脱附二个步骤构成。 (2)氯是一种价格低廉、使用方便、杀菌效果良由于近年来二氧化氯制取设备技术进步，特别好的杀生剂。在工业循环水运行中，水中pH值大 是从电解电极材料改进，以钛基体的电极上，涂以二 部分在89之间，因此氯作为工业循环水的杀生剂 氧化铂或钉、铱的阳极，用以电解食盐水产生二氧化 不适宜。 氯的效果更佳。钯一银合金阴极中，当银含量为(3)-氧化氯是一种广谱性杀生剂，使用安全可35时，析氢反应催化活性最好。另外电解隔膜材 靠，杀生效果优于氯，并且不受水中pH值的限制 料得到改进如宜兴市绿华环保设备厂还采用陶瓷 可作为工业冷却循环水中首选的杀生剂。 无机隔膜。采用直流可控制硅供直流电。触发系统 (4)新型电解盐溶液制取二氧化氯发生器，具有 增加“给定积分”功能。这种类型的二氧化絮c发生 电耗、盐耗省、极板寿命长、运转稳定、适应性强等优 器，具有盐耗和电耗低，极板寿命长(大于60个月) 点，是制备二氧化氯优先采用的设备。运转稳定、操作简单、体积小、重量轻、安装灵活、适参考文献应性强隔膜经久耐用(12个月以上)的显著特点。特别是采用阴极区排出的氢氧化钠回流于阳极区， 1循环冷却水的水质稳定与处理冶金工业出版社1987 5 可改善阳极区产生二氧化氯的外部环境，大大提高 2国家标准，工业循环冷却水处理设计规范(GB5005095)中国计 产气中二氧化氯的纯度。因此，二氧化氯杀生剂可划出版社19953张宏伟，等用于饮用水消毒的clq产生原理及设备研究给水在工业循环水中大量推广应