循環(huán)冷卻水中硫酸鹽還原菌對不銹鋼SS304的腐蝕及其滅活控制研究.pdf

1、本文以再生水回用于火電廠工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為背景，以從北京高井熱電廠循環(huán)冷卻水塔塔底粘泥中分離提純得到的硫酸鹽還原菌(SRB)及其生物膜為研究對象，用標(biāo)準(zhǔn)菌ATCC-7757作為參照菌，研究再生水中SRB及其生物膜對SS304不銹鋼材質(zhì)的腐蝕行為;選取了循環(huán)冷卻水處理中常用三種殺菌劑:NaClO、異噻唑啉酮和1227進(jìn)行SRB的殺菌效果及殺菌機(jī)理分析。研究表明，分離提純得到的SRB與標(biāo)準(zhǔn)菌ATCC-7757具有相似的硫酸鹽還原菌特征，兩

2、者均可以在相對長的時(shí)間內(nèi)于再生水環(huán)境中穩(wěn)定生長，其中SRB及ATCC-7757的世代期分別約為3.51 h和3.54 h，SRB較ATCC-7757能夠更好地適應(yīng)再生水的環(huán)境，對不銹鋼SS304的腐蝕更為嚴(yán)重。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴接種了SRB的循環(huán)冷卻水中，通過SEM/EDS實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，試片在浸泡初期出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象，后腐蝕面積增大;在浸泡后期，細(xì)菌在試片表面形成了主要由細(xì)菌、細(xì)菌代謝產(chǎn)物和腐蝕產(chǎn)物硫鐵化合物構(gòu)成的疏松多孔的生物

3、膜。交流阻抗譜顯示，Rp在1d到3d時(shí)由2.37×104Ω·cm2增大到2.80×105Ω·cm2，7d之后開始減小，10d時(shí)減小到5.51×104Ω·cm2。由于在不銹鋼基體表面生物膜的附著，以及膜下一系列的化學(xué)和物理過程影響了不銹鋼表面鈍化膜的耐腐蝕特性。生物膜不斷增厚以其不均勻性使得生物膜電阻和電容呈現(xiàn)不穩(wěn)定的變化。在浸泡前期，生物膜對基體的腐蝕較輕，反而起到了一定的物理屏障作用;在浸泡后期，隨著腐蝕產(chǎn)物的不斷增多，加劇了SRB對

4、基體表面鈍化膜的破壞，加快了腐蝕進(jìn)程。⑵NaClO、異噻唑啉酮及1227對SRB及ATCC-7757兩種菌均有良好的殺菌效果。其中標(biāo)準(zhǔn)菌ATCC-7757對這三種殺菌劑較SRB更為敏感。同時(shí)，在再生水環(huán)境中，對SRB殺菌效果最佳的殺菌劑為1227，其次為NaClO和異噻唑啉酮。其中NaClO在12h達(dá)到最佳殺菌效果，異噻唑啉酮及1227在24 h達(dá)到最佳殺菌效果，且1227殺菌效果在這三者中持續(xù)的時(shí)間最長。SEM/EDS分析發(fā)現(xiàn)，NaC

5、lO、異噻唑啉酮及1227三種殺菌劑均會阻礙SS304試片表面生物膜的形成，但阻礙程度不同。AFM測試發(fā)現(xiàn)，浸泡168h后，添加殺菌劑NaClO的試片表面蝕坑最深處為82.02 nm，腐蝕速率為0.0042 mm/a，高于未加殺菌劑時(shí)的腐蝕速率0.0028mm/a，說明NaClO雖可以減緩細(xì)菌對金屬的腐蝕，但不能阻止其水解產(chǎn)物對金屬的點(diǎn)蝕作用。多種測試手段綜合表明，1227在殺菌的同時(shí)，會在金屬表面形成膜層，對金屬起到一定的阻垢緩蝕作用