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本文以上海宝钢股份有限公司的工业循环冷却水系统中微生物为研究对象,较全面系统地检测了四类典型水系统中(系统补水、清循环冷却水系统、纯水密闭系统、污循环系统)微生物的生长情况,研究并探讨宝钢循环冷却水系统中微生物的生长规律及控制方法。 主要研究内容包括:循环冷却水系统中菌种分离及初步鉴定;系统管壁上固着型微生物生长规律研究;随季节变化微生物生长规律研究;不同的加药周期、加药浓度下微生物变化规律研究;非氧化性杀菌剂抗药性研究;高浓度倍数下氧化性杀菌剂适应性研究以及硫酸盐还原菌荧光原位杂交(FISH)快速检测技术研究等内容。希望通过这些研究,掌握钢铁企业典型循环冷却水系统中微生物的生长规律和抗药性的发生规律,提出药剂使用的改进方案,制定合理的应对措施,完善杀菌剂使用质量控制标准,保障宝钢的典型循环冷却水系统安全运行,节约运行成本,为宝钢创造一定的经济效益和环境效益,同时为其他行业的循环冷却水系统的微生物控制提供一定的参考依据。 主要研究结论如下: 1.在循环冷却水系统中共分离得到19株菌株。经初步鉴定,主要为奈瑟氏球菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属、葡萄球菌属、变形菌属等。其中芽孢杆菌属有6株,变形菌属有5株。 2.通过试验检测,各循环冷却水系统中未发现有明显的固着型微生物生长。宝钢高炉鼓风清系统中挂片上的异养细菌数在10~4~10~5CFU/cm~2,铁细菌数在10~2个/cm~2;电炉系统中挂片上的异养细菌数在10~2~10~4CFU/cm~2,铁细菌数在10~2个/cm~2;热轧B系统中挂片上的异养细菌数在10~5~10~6CFU/cm~2,铁细菌数在10~4个/cm~2。微生物检测和金属挂片观察结果均表明目前的运行工况条件能有效地控制固着微生物的生长,循环冷却水系统中生物结垢和硫酸盐还原菌引起的生物腐蚀等得到有效控制。 3.微生物季节性生长规律研究表明: a) 补给水系统、清循环系统、污循环系统中微生物以异养细菌为主,补给水系统在冬季、春季、秋季的异养细菌数均在10~2个/ml以下,夏季在10~2个/ml;清循环系统在冬季、春季、秋季的异养细菌数在10~3~10~4个/ml之间,夏季在10~4~10~5个/ml之间;相对其它季节,夏季微生物数量较多,因此在夏季应加强微生物控制。 b) 纯水密闭系统中微生物以异养细菌为主。由于纯水密闭系统水温的季节变化较小,且密闭循环运行,所以各季节微生物的数量变化并不明显,其异养细菌数量都在10~4~10~5个/ml之间,其微生物的数量变化主要受投加杀菌剂的影响。 4.通过对各典型水系统在加药周期内微生物生长变化规律的分析,得出: a) 宝钢典型循环水系统中微生物的检验周期以1周为最佳,且在加药前采样为宜。宝钢典型循环冷却水系统微生物生长规律从控制拟l)’匕b)对一J几洁抓环系统,氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂交林使川效果明显。c)在污循环系统,卜,smg/L/周的氧化性杀菌剂JD一1加药剂员即.iJ‘有效控制微生物 的‘!二长,建议污循环系统夏季加药剂量从少匕jiJ’的20mg/L/周减少为51119几/周,其 他季节加药剂量从先前的IOmg/L/周减少为smg/L/周,这将为‘;之钢节省药剂费 168万元/年。目前长期使用非氧化性杀菌剂S一103的纯水密闭系统中S一103的使)lJ效果不仕,I(lJ非氧化性杀菌剂N一7330杀菌效果良好,建议投加剂量为IO0ing几。纯水密闭系统中长期使用同一种二}「氧化性杀菌剂会使其t},的微生物)户,:‘_卜打〔药性。l:l前长期使用非氧化性杀菌剂S一103的纯水密闭系统中的微生物对S一103已产生抗药性。该抗药性的获得主要是由药物诱导所致,并不稳定。具有S一103抗药J性的微生物对另一药剂s一100不具有交叉耐药性。因此,对己显示抗药性的纯水密闭系统可采用更换不同类型的杀菌剂,将两种(或两种以上)不同类型的非氧化性杀菌剂交替使用的方法,以控制系统中微生物抗药性的产生。在浓缩倍数较高的‘i二钢清循环系统l一卜使用氧化卜l:杀菌剂,可起到明11泛的杀菌作川,在加药周期内各系统中微生物数量均在10,个/ml以下,没有超标,因此,!叮以认为目前使用的氧化性杀菌剂方案在目前系统较高的浓缩倍数一I.’使用是有效的。而进一步的实验室试验表明,目前的氧化性杀菌剂方案ijJ适应系统的pH和浓缩倍数继续提}苛。在进行系统的安全性和合理性分析的基础上,提出了微生物控制修门指标。清循环系统和污循环系统异养菌数应控制在sxlOS个/,111(夏天)、lxl05个/:111(冬天)以下;纯水密闭系统异养菌数应控制在lxl护个/ll 11以卜。在借鉴国外参考文献的纂础上,对FISH技术在硫酸盐还原菌检测,!,的实验方法和条{)I:等进行探索和研究,并应用于‘i之钢典型抓环冷却水系统‘I,,}:.物)jQ样.}l,的实际检测,结果表明FISH技术可对硫酸盐还原菌进行快速检测,其检测时间可山传统MPN法的21天缩短至2人,在循环冷却水系统有害微/}叫如均检测和控制,},(J’肴良好的应)}j前景。