循环冷却水系统中的微生物及其控制

在工业冷却水系统运行时，有些微生物或其代谢产物会腐蚀生产设备、管道，使冷却水水质变质，从而引起故障，严重影响生产。这些微生物包括细菌、真菌和藻类。

1细菌

在冷却水系统中存在金属腐蚀和与粘泥形成有关的两类细菌。

产粘泥细菌，又称粘液形成菌、粘液异养菌等。是冷却水系统中数量最多的一类有害细菌。异养菌并非单一菌种，而是指在营养类型方面靠有机物作为合成自身菌体的碳源，靠有机物氧化产生化学能进行代谢的一类细菌。异养菌又分为能从水质摄取无机物或有机物而生活的腐生菌和依赖寄主供给营养而生活的寄生菌两类。在冷却水中，它们产生一种胶状的、粘性的或粘泥状的、附着力很强的沉积物。这种沉积物覆盖在金属的表面上，降低冷却水的冷却效果，阻止冷却水中的缓蚀剂、阻垢剂和杀生剂到达金属表面发生缓蚀、阻垢和杀生作用，并使金属表面形成差异腐蚀电池而发生沉积物下腐蚀。但是，这些细菌本身并不直接引起腐蚀。

金属腐蚀细菌，冷却水系统中直接引起金属腐蚀的细菌。按其作用来分有铁沉积细菌、产硫化物细菌和产酸细菌。

l.1铁沉积细菌

铁沉积细菌简称为铁细菌。铁细菌有以下特点:(l)在含铁的水中生长;(2)通常被包裹在铁的化合物中;(3)生成体积很大的红棕色的粘性沉积物;(4)铁细菌是好氧菌，但也可以在氧含量小于0.5m叭的水中生长。铁细菌在冷却水系统中产生大量氧化铁沉淀，铁细菌的锈瘤遮盖了钢铁的表面形成氧浓度差腐蚀电池，并使冷却水中的缓蚀剂难于与金属表面作用生成保护膜。铁细菌还从钢铁表面的阳极区除去亚铁离子，从而使钢的腐蚀速度增加。

1.2产硫化物细菌

产硫化物细菌又称硫酸盐还原菌。其能在无氧或缺氧状态下用硫酸盐中的氧进行氧化反应。硫酸盐还原菌能把水溶性的硫酸盐还原为硫化氢，冷却水中的硫酸根既可以是天然存在的，也可以是由于加硫酸控制冷却水pH值时引入的。硫酸盐还原菌产生的硫化氢对一些金属有腐蚀性。工业用水中，在硫化菌的作用下，可将元素硫氧化成硫酸盐，在硫酸盐还原菌的作用下又将硫酸盐还原成硫化氢，而后在硫细菌等微生物的作用下，又将硫化氢转化成元素硫。在这一过程中，硫化氢本身产生硫酸降低了水的pH，破坏了混凝土设备，腐蚀金属。硫酸盐还原菌产生硫化氢造成了金属腐蚀及水中发出臭味。同时硫酸盐还原菌对输水管及热交换器造成严重的结瘤和电化学腐蚀。故这类菌对工业冷却水危害极为严重。

1.3产酸细菌

冷却水系统中常遇到的另一种腐蚀性微生物是硝化细菌(Nitrobacteria)，它们能把水中的氨转化变为硝酸。由于大气中含有氨或由于设备的泄漏，冷却水系统中含有氨。工业冷却水中当有大量氨化菌生存时，也同样带来水的变质和金属腐蚀的危险。在正常情况下，氨进入冷却水中后会使水的pH值升高;然而当冷中却水存在硝化细菌时，由于它们能使氨生成硝酸，故冷却水的pH值反而会下降。水的pH值下将使一些在低pH值条件下易被侵蚀的金属遭受腐蚀。同时也说明水体被有机氮所污染。

工业冷却水中亚硝酸菌的大量生存，可能使氯气杀菌不起作用。氨化作用产生的氨进一步氧化为硝酸这一氧化作用称为硝化作用。硝化作用分为两个阶段，第一阶段:氨氧化为亚硝酸;第二阶段:亚硝酸养化为硝酸。前者为亚硝酸菌所引起，后者为硝化所作用。

工业冷却水中，由于硝化菌的作用及水体化学因素，所产生的硝酸盐在反硝化菌的作用下，使硝酸盐还原为亚硝酸，氨和氯气，并能还原水中的元素硫，硫化氢和硫代硫酸盐等。故引起金属的腐蚀和水质的变质，发生臭味等。反硝化菌为厌气菌，由此而产生的电化学腐蚀为阴极硝酸盐还原作用。

2真菌

冷却水系统中的真菌包括霉菌和酵母两类。它们往往生长在冷却塔的木质结构上、水池壁上和换热器中。真菌种类繁多，形态多种。所起的作用也不一。对工业冷却水及其设备能够引起危害的主要是藻状菌，囊素菌，担子菌，及半知菌中的部分种类。他们可以参与氨化、硝化、反硝化作用，能够分解纤维素及其类似化合物。真菌破坏木材中的纤维素，使冷却塔的木质构件朽蚀。同时能够形成粘泥，引起电化学腐蚀和化学腐蚀。

真菌的生长能产生粘泥，从而沉积覆盖在换热器中的换热管的表面上，降低冷却水的冷却作用。一般来讲，真菌对冷却水系统中的金属并没有直接的腐蚀性，但它们产生的粘状沉积物会在金属表面建立差异腐蚀电池而引起金属的腐蚀，而它们覆盖在金属表面，也会使冷却水中的缓蚀剂不能发挥作用。

3藻类

冷却水中的藻类主要有蓝藻、绿藻和硅藻。这些藻类的颜色是由于他们体内有进行光合作用叶绿素和其他色素存在，所以他们常常在阳光和水分充足的地方，如水泥冷却塔的塔壁，集水池的边缘以及小氮肥厂喷淋式蛇管换热器的布水器和管壁上。死亡的藻类会变成冷却水系统中的悬浮物和沉积物。在换热器中，它们将成为捕集冷却水中有机体的过滤器，为细菌和霉菌提供食物。藻类形成的团块进入换热器后，会堵塞换热器中的管路，降低冷却水的流量，从而降低其冷却作用。

一般认为，藻类本身并不直接引起腐蚀，但它们生成的沉积物所覆盖的金属表面则由于形成差异腐蚀电池而常会发生沉积物下腐蚀。因而控制藻类的生长是必要的。用挡板、盖板、百叶窗等遮盖冷却塔和水池，阻止阳光进入冷却水系统，可以控制藻类的生长。像冷却水中添加非氧化性杀生剂，特别是季钱盐，对于控制藻类的生长十分有利。

4微生物的控制