海水循环水系统水质的控制

海水循环水系统水质的控制

栗春雷刘行宇

华润电力（渤海新区）有限公司河北黄骅061100

摘要：为了保证电厂循环冷却水安全、有效地运行,必须消除微生物的危害,应对循环冷却水中微生物进行严格控制。我厂采用定期冲击交替投加不同的杀菌剂，杀菌效果显著，可将该循环冷却水中的微生物除去。

关键词：海水循环冷却，藻类，杀菌剂

1、引言

在海水循环冷却技术发展的过程中，我国使用海水通过冷却塔循环的电厂屈指可数，冷却塔微生物附着问题显现，给系统运行安全带来了隐患，因此，冷却塔水质控制成为我们首要解决的问题。

华润电力（渤海新区）有限公司循环冷却水系统采用海水敞开式循环冷却,微生物在此系统中大量生长。含有微生物的补充水不断进入循环冷却水系统,与此同时,冷却塔从上面喷淋下来的冷却水又从逆流相遇的空气中捕集了大量的微生物进入冷却水系统。冷却水系统中充沛的水量为这些进入的微生物的生长提供了可靠的保障。冷却水的水温通常在30～40℃之间，这一温度范围又特别有利于某些微生物的生长。

2、水中微生物的种类和特点

不是冷却水系统中所有的微生物都会引起故障,但在冷却水系统运行时,常会遇到一些引起故障的微生物。它们是细菌、真菌和藻类,敞开式循环冷却水系统中的微生物种类及特点见表1。

3、微生物的种类及控制方法

3.1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它们体内有进行光合作用的叶绿素和其它色素存在,所以藻类的生长需要阳光。而我厂的海水预处理沉淀池和冷却塔暴露于阳光之中,给藻类的生长提供了充足的条件。

藻类的危害为:生长在冷却塔填料上的藻类会阻塞流水孔,影响冷却效果;藻类还会阻塞管道,降低水流量,增加泵的能耗;藻类及其尸体助长黏泥的生产,助长菌类的生产,因而加剧细菌腐蚀。

最普遍采用的方法就是投入一定量的杀生剂,采用絮凝、抑制、杀藻等方法去除藻类,具有见效快的特点,但会给环境带来一定的负面影响,在使用方法受到一定限制。我厂除藻的杀生剂分为氧化型和非氧化型杀生剂。

3.2细菌类

与藻类相比,细菌显得微小。常见的细菌就是产黏泥细菌又称黏液形成菌、黏液异氧菌等,是冷却水系统中数量最多的一类有害细菌。在冷却水中,它们产生一种胶状的、黏性的或黏泥状的、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,阻止冷却水中的侵蚀剂,阻垢剂和杀生剂到达金属表面发生侵蚀,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。

3.3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水池壁上和换热器上。真菌对冷却水系统中的金属并没有直接的腐蚀性,但他们产生的黏状沉积物会在金属表面建立差异腐蚀电池而引起金属腐蚀。黏状沉积物覆盖在金属表面,使冷却水中的缓蚀剂不能到那里去发挥作用。

4、微生物的危害

微生物在循环冷却水系统中的危害,主要有两个方面:一是微生物粘泥危害;二是微生物的腐蚀危害。

4.1粘泥危害

微生物在冷却水系统中大量繁殖时,会使水质变臭、变黑;大量生物粘泥粘在冷却设备上,造成传热效率下降,输水管道中阻力增加,能耗增加。在工业冷却水系统中,细菌形成粘泥菌团和球衣菌、铁细菌等。其中以球衣菌为主的粘泥较硬实,在金属表面附着力很强,还能抵抗一般杀生剂的作用。对于藻类形成的粘泥,除了堵塞管道,降低热交换设备的传热性能外,由于藻类不断繁殖及死亡,又为工业冷却水中的其他细菌提供了生长的养料,使循环水水质更加恶化。真菌的大量繁殖也会造成严重粘泥危害,如地霉及水霉型菌落,极易挂在粗糙的表面,粘聚由冷却塔带入的泥沙,影响管道输水能力,降低冷却设备传能效率。由于微生物粘泥的危害,使冷却水系统的污泥热阻很快上升,正常运行受到威胁。

4.2腐蚀危害

微生物的腐蚀主要是由于微生物生长,导致在冷却设备管壁上,造成差异充气电池的腐蚀。例如铁细菌的滋生,把可溶性Fe2+氧化成Fe(OH)3,使铁受到腐蚀。粘泥底部的缺氧区也易受到铁细菌的腐蚀。铁细菌引起的腐蚀大多为点蚀或结节状腐蚀。这种腐蚀有较大的穿透速度,造成冷却设备破坏,甚至系统的停产。

5、控制微生物的方法

在海水冷却循环系统中，冷却水量大，为了系统安全有效地运行,必须对冷却水中微生物严格控制。对于微生物的控制,主要从以下几个方面综合进行：改善补充水的水质,减少补充水中微生物的含量；在循环冷却水系统中增加旁通过滤,将微生物及其粘泥从过滤器中过滤出循环冷却水;用杀生剂对微生物进行杀生处理。

杀生剂对微生物的杀毒和抑制作用主要是：摧毁和破坏微生物细胞结构;扰细胞物质的生物合成；干扰微生物能量新陈代谢。

5.1氯及其化合物杀生剂

根据《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-95)第3.5.2条规定:敞开式循环冷却水的菌藻处理宜采用加氯为主,并辅助投加非氧化性杀菌灭藻剂。氯的杀生机理是氯加到水中,产生次氯酸；次氯酸在水中部分离解。氯的消毒主要是HClO的作用，ClO-,Cl-也具有杀菌作用,但效果较差。因此氯加入水中后,产生的HClO越多,杀生效果越好。

氯的消毒效果好坏受pH影响很大,从图1可以清楚地看到pH对水中氯存在的影响。当水的pH为5.5时,HClO占氯的98%以上,这时杀菌效果最好;pH上升到7时,HClO占80%左右,杀菌效果良好;pH上升到8时,HClO占20%;pH上升到8.5之后,HClO就所剩无几了,这时杀菌效果也就欠佳。而工业冷却水在循环运行中,pH大部分在8～9,因此杀菌剂采用加氯为主是不适宜的。

5.21227杀菌灭藻剂

1227是一种阳离子表面活性剂，属非氧化性杀菌剂，具有广谱、高效的杀菌灭藻能力，能有效地控制水中菌藻繁殖和粘泥生长，并具有良好的粘泥剥离作用和一定的分散、渗透作用，同时具有一定的去油、除臭能力和缓蚀作用。

1227毒性小，无积累性毒性，并易溶于水，并不受水硬度影响，因此广泛应用于石油、化工、电力、纺织等行业的循环冷却水系统中，用以控制循环冷却水系统菌藻滋生，对杀灭硫酸盐还原菌有特效。

1227作非氧化性杀菌灭藻剂，一般投加剂量为50-100mg/L；作粘泥剥离剂，使用量为200-300mg/L，需要时可投加适量有机硅类消泡剂。1227可与其它杀菌剂，例如异噻唑啉酮、戊二醛、二硫氰基甲烷等配合使用，可起到增效作用，但不能与氯酚类药剂共同使用。投加1227后循环水中因剥离而出现污物，应及时滤除或捞出，以免泡沫消失后沉积。

5.3异噻唑啉酮

异噻唑啉酮是通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用的。异噻唑啉酮与微生物接触后，能迅速地不可逆地抑制其生长，从而导致微生物细胞的死亡，故对常见细菌、真菌、藻类等具有很强的抑制和杀灭作用。杀生效率高，降解性好，具有不产生残留、操作安全、配伍性好、稳定性强、使用成本低等特点。能与氯及大多数阴、阳离子及非离子表面活性剂相混溶。高剂量时，异噻唑啉酮对生物粘泥剥离有显著效果。

异噻唑啉酮是一种广谱、高效、低毒、非氧化性杀生剂。

异噻唑啉酮2类产品作粘泥剥离剂时，投加浓度150-300mg/L;作杀菌剂时，每隔3-7天投加一次，投加剂量80~100mg/L。能与氯气等氧化型杀菌剂同时使用，不能用于含硫化物的冷却水系统。异噻唑啉酮季胺盐复合使用效果较佳。

6、结束语

由于循环水中的菌藻不是单一品种,任何一种杀生剂,只要长期应用后,微生物对这类杀生剂会有抗药作用，使用单一品种的杀菌剂其杀菌效力达不到预期的目的,所以我们决定使用氧化型杀菌灭藻剂和非氧化型杀菌灭藻剂交替使用,进行杀菌灭藻处理。根据水质分析各项指标和具体的实验结果,我厂选择了具有强烈杀菌灭藻效果的1227杀菌灭藻剂和异噻唑啉酮杀菌灭藻剂，同时还定期的冲击添加次氯酸钠。这类药品化学稳定性好,在高PH值、高硬度、高碱度水质中,杀菌效果不会降低,杀菌迅速,投加该药剂4h后,杀菌率可达到98%以上,抗油污性能好、毒性低、不会污染环境,并且还具有良好的剥离性,减少微生物黏泥对设备的腐蚀,是一种集杀菌灭藻、黏泥剥离于一体的高效杀生剂。