超纯水微生物限度（迪诺拉MIOX混合氧化物发生技术解密冷却水系统微生物控制那些事）

由于细菌生物膜在工艺水系统和冷却水系统中生长，工业运营可能会面临许多严重问，生物膜所致腐蚀、机械阻塞和换热效率降低，每年都会造成巨大的经济损失。在工程系统中，生物膜所致污染的其他风险包括公共卫生不良后果和产品变质。

什么是生物膜？

生物膜是附着在表面并在表面生长的主要细菌细胞的聚合体。这些生物膜存在于水环境中，通常对微生物控制具有抵抗力。研究表明，另一种被称为细胞外聚合物基质（EPS）的结构特征可为生物膜提供更强的抗菌剂和杀菌剂耐性。而这一旦发生初始粘附，生物膜就难以去除。

冷却塔未得到有效处理会产生哪些风险

如果冷却塔未得到妥善处理和维护，就会有生物膜或生物淤积产生并可能出现军团菌，造成严重的经济损失和健康安全问题。

• 军团菌--时刻威胁人类健康

由嗜肺军团菌和相关军团菌所引起的军团病的严重程度从轻度高热疾病到庞蒂亚克热，再到致命肺炎“退伍军人病”，具有一定的多样性。据世界卫生组织（WHO）统计，每年全球约有数十万例军团菌病患者，死亡率高达12%！远比正兴风作浪的新型冠状病毒的致死率更高！

可见，生物膜所带来的军团菌正时刻威胁着人类的健康。

• “生物淤积”--显著影响热交换器效率

保持冷却塔清洁度固然重要，但还要注意冷却回路中必须用到的热交换装置。发电运行就是一个很好的例子。例如，如果冷凝器运行效率高，则可处理更多蒸汽，从而确保发电机高速运行。反之，则相反。

许多因素都会影响冷凝器管侧和壳侧的交换器效率。传热壁的清洁度可显著影响换热器效率。效率损失最常见的原因是管道内部存在表面结垢。矿物结垢、二氧化硅污染和生物淤积是表面污染最常见的“罪魁祸首”。其中，生物淤积影响可能最显著。

之所以将生物淤积视为最重要的原因，是因为它会给电厂运行带来多重挑战，具体包括腐蚀、点蚀、病原微生物藏匿以及它表现出的极强耐热性。事实上，与矿物水垢相比，生物淤积比最常见的矿物质水垢源具有更高的耐热性。

▲图1 - 传热与水垢/生物淤积厚度关系图 图片由迪诺拉提供

图1比较了不同水垢层厚度对换热的影响程度。如图所示，厚度1mm的生物膜会导致传热效率降低50%，而同样厚度的碳酸钙水垢仅为10%左右。

尽管所有形式的换热器结垢都应得到控制或减轻，但如果操作人员只能选择一种进行控制，则控制生物淤积的效果最明显。

MIOX® 混合氧化物发生技术有效控制生物膜的去除

目前存在许多处理冷却塔的氧化杀菌剂处理方案，包括多种清洁组合（热苛性碱，如氢氧化钠）和消毒化学品（例如，季铵盐、氯、混合氧化剂溶液和专有杀菌剂）。

与诸多冷却水处理传统化学品方案相比，迪诺拉混合氧化剂溶液是一种成本效益较高的简单氧化杀菌剂，有助于加强冷却水系统中的微生物控制。

▲使用MIOX®前后的微生物控制效果对比

• 更好的微生物控制效果 更低的运行成本

此种混合氧化剂溶液是由迪诺拉公司MIOX®现场发生器生成的次氯酸钠和过氧化氢等其他氧化剂的专有混合物，通过使用盐、水和电解槽的电解过程在现场生成。与传统氯化技术不同的是，这种基于氯的电解产品能够：

提供更快速和彻底的微生物控制效果，具有明显去除生物膜的能力

减少30-50%消毒副产物的生成，改善水的气味和清澈程度

在同等自由氯和pH的情况下，混合氧化剂对微生物的灭活效果是加氯的2-3倍

适用于工业冷却水处理和微生物控制:

此外，混合氧化剂溶液用于工业冷却水处理和微生物控制，可有效提高安全性和热效率，降低总体腐蚀率，提高性能并节省成本。混合氧化剂溶液的独有品质有助于降低引入冷却塔的氧化剂量，分别降低铜和铁的腐蚀速度 80% 和 50%，从而缩短停机时间，减少维护需求，并降低运行费用。

• 满足严苛的HSG 274标准

由HSE（健康与安全执行局）发布的英国标准--HSG274，它由三大部分组成，用于控制军团菌爆发相关风险。

其中，HSG274涵盖了向冷却塔添加氧化杀菌剂以控制军团菌的要求，规定：“杀菌剂应能稳定控制冷却水中的微生物活性，使需氧细菌的细菌总数（TVC）保持在不超过1 x 104 cfu/mL（每毫升的菌落形成单位）的水平，并控制其他存在问题的微生物。”

MIOX®系统采用电解工艺，通过使大量电流流过盐和水的混合物生成混合氧化剂氧化型杀菌剂，从而制成混合氧化剂溶液、含0.45%的次氯酸钠和过氧化氢等混合氧化剂溶液；它们可减少或去除生物膜，降低藻类数量，并保持更适合的游离有效氯（FAC）残留，从而保持冷却塔的持续消毒状态。

如此一来，使用传统检测方法可测得0.5-1 mg/L范围内的游离氯储备。

由此可见，迪诺拉混合氧化剂溶液可满足HSG 274规定要求，以便将杀菌剂添加到冷却塔/蒸发系统中。

• 现场生成化学物质具有更高的安全性、可持续性

使用现场发生器时无需运送和存储有害化学物质（氯、次氯酸盐、溴和有机杀菌剂），在保持稳定微生物控制的同时，还可提高工作场所安全性。

☑ 为操作人员的安全保驾护航

基于氯的传统微生物控制方法会给操作人员带来诸多安全隐患。常用的工业强度次氯酸钠（漂白剂）在标准12.5%溶液中具有腐蚀性。现场发生系统仅使用水和盐产生无毒、非腐蚀性的氧化剂溶液，对操作人员的保险责任问题涉及更少，安全培训需求也更低。

☑ 更具可持续性

此外，与传统氯化方法相比，现场制取是一种更具可持续性的选择。用盐代替化学品运输可以减少碳排放量：用12.5%的次氯酸钠溶液输送四次以上所产生的氯才相当于一次盐输送。输送需求的降低有助于减少碳足迹，因为这会减少为工厂提供消毒剂所需的化石燃料。现场制备还能避免化学品空桶作为危险废弃物产生。

Q&A迪诺拉混合氧化剂

Q1：如何确定混合氧化剂是不是有效的解决方案？

A：第三方研究、市政和工业运营商提供的可视化文件，以及改造后去除生物膜所带来的水质改善，都证明混合氧化剂溶液具有极强的生物膜控制能力。

基于此，迪诺拉在全球领先的数据中心和工业设施内拥有超过1000台持续安全运行的设备。

Q2：冷却水处理系统升级为现场混合氧化剂制取系统是否非常昂贵？

A：不会。在任何情况下，MIOX®系统都可使用现有储罐改造成当前布局。例如，如果客户现有一个用于储存散装次氯酸盐的组合式储罐（配备二级密封），则可通过添加一些简单的附加设备（包括液位控制）实现重复使用。如果未安装软水器，则需加装；但如果已配备软水器，则无需加装。化学加药泵可能需要进行升级，具体取决于泵的工作能力。

使用现有氧化还原/ORP控制器（控制设定值和加药泵）可以控制余氯。

Q3：许多冷却系统的运行pH值都在7.5以上。维持系统中的氯储备是否很困难？

A：MIOX®系统可产生各种混合氧化剂（包括次氯酸钠，还有过氧化氢等其他物质），可有效增强溶液中次氯酸盐部分的生物杀灭效果。

我们对各种规模的工厂开展了大量案例研究，结果表明：工厂可以实现更加出色的生物膜控制，改善余氯，并减少腐蚀。

Q4: 如何测量细菌和/或腐蚀控制的效果？

A：可根据HSG 274文件《退伍军人症：技术指南》的建议做法，通过浸渍玻片法测量细菌控制效果，然后可在安装MIOX®之前和之后进行趋势分析。

MIOX®安装前后的腐蚀速率可使用相关腐蚀试片进行测量。

迪诺拉MIOX® 混合氧化物发生技术为客户提供高效、安全、环保、轻松的冷却水微生物控制方案妥善处理水并不断进行测试以减少生物膜的威胁并帮助确保安全用水同时,因为其更具针对性的独特技术优势也帮助企业提升运营效率保持生产和系统的稳定性降低生产成本，以达到可持续发展的目的

▲MIOX® 混合氧化物制备技术产品线各型号

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