CN102633332A - 一种控制水体中设备和管道表面微生物膜附着的绿色水处理技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制水体中设备和管道表面微生物附着的电磁处理技术。即采用一种电磁水处理器，将电磁水处理器的工作感应线圈安装于水处理设备或管道的进水口处，在电磁场作用下，使得水处理设备或管道表面微生物膜与水处理设备和管道表面的理论粘附功降低，从而防止水处理设备和管道表面微生物膜的形成或对已形成的微生物膜起到剥离作用。本发明的一种用于控制水体中设备和管道表面微生物附着的电磁处理技术具有绿色环保、处理成本低廉、高效的特点，且进一步降低微生物膜对金属的腐蚀。同时可提高冷却水***的热交换效率或提高水处理设备的运行效率。

Description

一种控制水体中设备和管道表面微生物膜附着的绿色水处理技术

技术领域

本发明涉及一种微生物存在体系中控制微生物膜在水处理设备和管道表面附着的电磁处理技术，属水处理微生物控制领域。

背景技术

凝汽器是电厂发电过程的重要装置，其冷却水多以地表水、回用水为主，而这些水中常含有多种微生物，微生物在冷却管内壁生长繁殖，可使管道腐蚀，造成事故。在循环冷却水***中最常见的腐蚀性菌是硫酸盐还原菌（SRB），其生长代谢过程中可将水体中的硫酸盐还原为硫离子，促进金属的腐蚀，同时其长期繁殖还会在冷却管管壁形成微生物膜，不仅影响传热同时对管道金属具有更强的侵蚀性。

冷却水中微生物的控制通常采用化学药剂杀菌方法，但多会带入有害的化学副产物造成处理水质的二次污染。而电磁处理技术是一种相对节能、绿色环保的新型物理水处理技术。由于其具有投资少、应用方便、无毒无污染等众多优点，可用于循环冷却水***的阻垢和杀菌。另外，研究表明冷却水中金属的耐蚀性能与硫离子的浓度密切相关，而含SRB环境的特征之一是存在一定浓度的硫离子，因此环境中SRB的存在必定对金属的耐蚀性能产生影响。

同样，在其它水处理***如反渗透制水***中，由于微生物膜的附着将严重影响反渗透制水效率，目前常用的处理方法为采用化学杀菌剂和剥离剂进行处理，而化学杀菌剂和剥离剂的使用将在一定程度上影响反渗透膜的寿命，同时处理成本高。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述的技术问题而提供一种绿色环保、低价、高效的控制水体中由金属、非金属材料（如有机高分子材料）构成的水处理设备及其管道表面微生物附着的电磁处理技术。

本发明的技术原理

一种控制水体中水处理设备和管道表面微生物膜附着的电磁处理技术，即采用一种电磁水处理器，将电磁水处理器的工作感应线圈安装于水处理设备或管道的进水口处，在电磁场作用下，使得水处理设备或管道表面微生物膜与水处理设备和管道表面的理论粘附功降低，从而防止水处理设备和管道表面微生物膜的形成或对已形成的微生物膜起到剥离作用。

本发明的技术方案

一种控制水体中水处理设备和管道表面微生物膜附着的电磁处理技术，即采用一种变频直流脉冲电磁水处理器，并将变频直流脉冲电磁水处理器的工作线圈安装于水处理设备或管道的进水口处，并由变频直流脉冲电磁水处理器的直流脉冲发生器控制通过线圈的电流脉冲强度和频率对水处理设备和管道表面微生物膜进行连续电磁处理；

所述的水处理设备为反渗透制水***或循环冷却水***；

所述的水处理设备和管道的材料为金属材料或非金属的有机高分子材料；

所述的金属材料为不锈钢、黄铜、钛管或碳钢；

所述的变频直流脉冲电磁水处理器，其电源为交流市电220V、50Hz，工作电压为直流10-15V，输出功率为100-300W，变频范围为20Hz~75KHz，载频频率为1MHz。

本发明的有益效果

本发明的一种控制水体中水处理设备和管道表面微生物膜附着的电磁处理技术，由于采用杀菌作用较弱的电磁处理可以降低水体中微生物膜与水处理设备和管道表面的理论粘附功，从而减少微生物膜在水处理设备和管道表面的附着，或剥离在水处理设备和管道表面已经形成的微生物膜，与传统的化学药剂处理技术相比，具有绿色环保、处理成本低廉、高效的特点，且进一步降低微生物膜对金属的腐蚀。

另外，本发明的一种控制水体中水处理设备和管道表面微生物膜附着的电磁处理技术，采用杀菌作用较弱的电磁处理技术，在处理水处理设备和管道表面已形成的微生物膜时，由于不用停机作业，所以可提高冷却水***的热交换效率或提高水处理设备的运行效率。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。

本实施例中所用的硫酸盐还原菌由北京北纳创联生物技术研究院提供。

本实施例中所用的模拟冷却水（主要组成： 20mg/L Ca²⁺，6 mg/L Mg²⁺，122mg/L HCO₃ ^-，360mg/L SO₄ ^2-，300mg/L Cl^-，380mg/L Na⁺）

本发明实施例中所用的变频直流脉冲电磁水处理器为上海震冈微电子有限公司生产的ZS-SPⅢ型物理水处理器。

重量法计算的微生物膜的附着量按以下公式计算：

其中

m为微生物膜附着量，m₀为实验前（不含微生物膜）材料重量，m₁为实验后（含微生物膜）材料重量。

实施例1

在含10mg/L硫酸盐还原菌的模拟冷却水（主要组成：20mg/L Ca²⁺，6 mg/L Mg²⁺，122mg/L HCO₃ ^-，360mg/L SO₄ ^2-，300mg/L Cl^-，380mg/L Na⁺）中，采用上述电磁水处理器处理5秒，杀菌率为5.2%，微生物膜与304不锈钢表面的理论粘附功从处理前的19.62mJ·m^-2下降到19.20mJ·m^-2，重量法得到微生物膜的附着量下降26%。

实施例2

在含10mg/L硫酸盐还原菌的模拟冷却水（主要组成：20mg/L Ca²⁺，6mg/L Mg²⁺，122mg/L HCO₃ ^-，360mg/L SO₄ ^2-，300 mg/L Cl^-，380mg/L Na⁺）中，采用上述电磁水处理器处理5min，杀菌率为11.3%，微生物膜与304不锈钢表面的理论粘附功从处理前的19.62mJ·m^-2下降到18.03mJ·m^-2，重量法得到不锈钢表面微生物膜的附着量下降95%。

实施例3

在含10mg/L硫酸盐还原菌的模拟冷却水（主要组成：20mg/L Ca²⁺，6mg/L Mg²⁺，122mg/L HCO₃ ^-，360mg/L SO₄ ^2-，300mg/L Cl^-，380mg/L Na⁺）中，采用上述电磁水处理器处理20min，杀菌率为43.7%，微生物膜与304不锈钢表面的理论粘附功从处理前的19.62mJ·m^-2下降到9.37mJ·m^-2，重量法得到不锈钢表面微生物膜的附着量为0。

实施例4

在接种有10mg/L硫酸盐还原菌的使用上海市区自来水（杨树浦自来水公司）的反渗透膜设备（采用陶氏反渗透膜）中，采用上述电磁水处理器处理5min，杀菌率为6.4%，微生物膜与反渗透膜表面的理论粘附功从处理前的25.94mJ·m^-2下降到19.41mJ·m^-2，重量法得到反渗透膜表面微生物膜的附着量下降97%。

实施例5

在接种有10mg/L硫酸盐还原菌的使用上海市区自来水（杨树浦自来水公司）的反渗透设备中，采用上述电磁水处理器处理20min，杀菌率为50.2%，微生物膜与反渗透膜（采用陶氏反渗透膜）表面的理论粘附功从处理前的25.94mJ·m^-2下降到10.56mJ·m^-2，重量法得到反渗透膜表面微生物膜的附着量下降为0。

实施例6

在接种有10mg/L硫酸盐还原菌的上海市区自来水（杨树浦自来水公司）中，采用上述电磁水处理器处理20min，杀菌率为50.2%，微生物膜与黄铜表面的理论粘附功从处理前的23.36mJ·m^-2下降到9.82mJ·m^-2，重量法得到黄铜表面微生物膜的附着量下降为0。

实施例7

在使用江苏新海发电厂循环水取水口水样的反渗透设备中，采用上述电磁水处理器处理20min，杀菌率为38.3%，微生物膜与反渗透膜（采用陶氏反渗透膜）表面的理论粘附功从处理前的25.94mJ·m^-2下降到11.67mJ·m^-2，重量法得到反渗透膜表面微生物膜的附着量下降为0。

综上实施例1~7所述，可以看出本发明的一种控制水体中设备和管道表面微生物膜附着的绿色水处理技术，不仅可以防止水处理设备和管道表面微生物膜的形成，而且对已形成的微生物膜也可以起到剥离作用。

上述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种控制水体中水处理设备和管道表面微生物膜附着的电磁处理技术，其特征在于采用一种变频直流脉冲电磁水处理器，并将变频直流脉冲电磁水处理器的工作感应线圈安装于水处理设备或管道的进水口处，并由变频直流脉冲电磁水处理器的直流脉冲发生器控制通过线圈的电流脉冲强度和频率对水处理设备和管道表面微生物膜进行连续电磁处理；

所述的水处理设备和管道的材料为金属材料或非金属的有机高分子材料；

所述的金属材料为不锈钢、黄铜、钛管或碳钢。

2.如权利要求1所述的一种控制水体中水处理设备和管道表面微生物膜附着的电磁处理技术，其特征在于所述的水处理设备为反渗透制水***或循环冷却水***。

3.如权利要求1或2所述的一种控制水体中水处理设备和管道表面微生物膜附着的电磁处理技术，其特征在于所述的变频直流脉冲电磁水处理器为ZS-SPⅢ型物理水处理器。

4.如权利要求3所述的一种控制水体中水处理设备和管道表面微生物膜附着的电磁处理技术，其特征在于所述的变频直流脉冲电磁水处理器的电源为交流市电220V、50Hz，工作电压为直流10-15V，输出功率为100-300W，变频范围为20Hz~75KHz，载频频率为1MHz。