生物粘泥的由来和机理

生物粘泥的由来和机理

在各种工业冷却水系统中，因水质恶化或冷却水处理不当，导致各工业设备结垢和腐蚀，需要定期的化学清洗或机械清洗。然而，设备的冷却装置和其他管道由于大量的微生物，形成了生物粘液，威胁到设备的正常安全运行，也需要清洁。

微生物群及其排泄物和化学污染物、泥浆等构成的冷却水系统的热交换器、配管、冷却塔、水槽等壁上附着的粘着状沉淀物称为生物粘土(Livingslime)或软泥、软垢。与其他水垢的不同之处在于，(1)成分中粘土的有机物占40~60%，烧结后的减量为20%以上，水垢的烧结减量一般不足20%，(2)粘土的形成速度快，能够在短时间内形成，(3)粘土无法有效地附着于任何设备的表面，但水垢的附着性能与其相比差。

生物粘泥是由细菌，真菌，藻类等引起的，细菌为主。细菌极小，形态多样，通常生活在单细胞或多细胞菌落。细菌对生存条件的要求各有很大的差别。细菌的繁衍速度非常快，条件适宜的情况下经过1小时就可繁殖近亿个。细菌根据其自身能否合成营养素分为自养菌和异养菌。循环冷却水是特殊的生态环境，25~40℃的水温和PH6.5~8.5刚好是多种微生物生长繁衍的最佳乐园，加上循环浓缩营养源和氧均增加。因此，各种微生物能很快地繁殖起来。细菌的种类极多，但在冷却水中常见并能造成危害的细菌则不过只有十几种。

细菌产生的许多菌落粘附在金属材料内壁。细菌不但代谢自身的黏液产生冲积物，并且可以黏附在水看上飘浮的残渣产生泥浆。在泥浆中产生部分富氧电池，使铁持续融解，导致比较严重的部分腐蚀。细菌造成和推动腐蚀的全过程是各种各样的。在大部分状况下，能够 觉得细菌造成腐蚀一般是各种各样细菌的結果。

1.铁细菌引起腐蚀的机理

铁细菌通常能生活在含氧少但溶有较多铁质和CO2的.微酸性水中,碱性环境不利于其生存。被铁细菌污染的水体，常因细菌繁殖使感官性状变差，如浑浊度和色度增加，产生异臭等。如果采集水样镜检，可发现大量的菌落和死菌鞘,有助于判断。

2.硫酸盐还原菌的腐蚀机理

该菌是一种弧状的厌氧性细菌，研究发现，其体内存在一种氢化酶，能将硫酸盐还原成硫化氢，从而获得生存的能源。

硫酸盐还原菌引起的钢铁腐蚀是极其复杂的，它参与化学腐蚀和电化学腐蚀,也可能破坏金属的保护膜来造成腐蚀，腐蚀机理可能是几种机理共同作用的结果。研究还发现，该菌在有氧的环境中不能繁殖，常生存在好气性硫细菌的沉积物下面。冷却水系统中若有大量硫酸盐还原菌繁殖生长时,潜在的危害是很大的,因为它可能在高达55~66℃的温度下存活。一旦硫酸根含量增加，其它细菌形成粘泥较多或水的浊度很高，产生较多的沉积物时，就会给它提供良好的生长环境，使系统发生严重的腐蚀。

3.硫细菌对设备的危害机理

硫细菌属好气性细菌，无氧时不能生存，反之，氧非常多时也难以生长，多在氧与H2S同时存在的微好气环境中生存。可把硫、硫化物或者硫代硫酸盐氧化成硫酸，区域中酸浓度可达10％，从而对铁管或水泥管产生腐蚀破坏。

硫细菌常与铁细菌共存产生的粘质物也能堵塞管道,并使水体产生臭气，影响水质性状。

4.硝化细菌的硝化作用

循环水中存在一定量的氨，硝化细菌在呼吸过程中可将氨氧化成硝酸，这一作用称硝化作用。这一过程由不同的细菌分工进行，亚硝酸细菌氧化氨为亚硝酸，硝酸细菌促使亚硝酸进一步氧化为硝酸。这两种菌适于中性或碱性环境，强酸对其有杀灭作用，属自养型。硝化作用产生的两种酸同样造成设备的腐蚀，产生危害。

因而，及时运用生物化学清洗方式添加具备杀灭、溶解、剥离、清洗作用的生物化学制剂，控制微生物的危害性变得十分关键。