冷却塔水系统是各种微生物的繁殖场，从细菌和真菌到藻类。对于工厂人员来说，这带来了多重挑战。一方面，预防军团菌爆发的健康问题可能会蔓延军团病。但是，微生物也可以起到导致冷却系统腐蚀和结构损坏的作用。在第二种情况下，微生物可以在危害冷却系统性能方面发挥三种作用。第一类被称为微生物影响腐蚀（MIC）。这两个相关方面被称为几乎MIC（aMIC）和MIC支持者（MIC）。

重要的是要了解冷却系统是浮游和无柄微生物的家园。浮游生物是自由漂浮的，很少在塔结构或设备中引起腐蚀或其他破坏。然而，与MIC，aMIC和MIC相关的微生物是固着的（固定在一个地方）并且会粘附在表面上并在塔表面上形成生物膜，从而产生腐蚀和其他损害的环境。本文将研究MIC，aMIC和MIC，并将为诊断这些问题提供一些实用的想法，并为成功保护冷却水系统提供工具。

冷却塔操作

冷却塔对加热，通风，空调（HVAC）系统至关重要。它们通过蒸发降低水温。在它们的操作过程中，它们被灰尘颗粒污染，灰尘颗粒可以（并且经常）含有细菌，真菌和藻类孢子。这些空气传播的微生物通过来自不同来源的补给水加入进入冷却塔的各种微生物，例如处理过的原水或饮用水。

什么是MIC？

大多数引起MIC的微生物不会消耗金属。相反，它们创造了通过金属表面上的生物膜促进腐蚀的条件。这些微生物可引起碱性，酸性，还原和/或氧化环境，其导致冷却系统中的金属腐蚀。以下是冷却水系统中一些常见的微生物类别：

• 真菌：霉菌和酵母
• 藻类：绿色，蓝绿色，硅藻
• 细菌：粘液形成剂，铁沉积，腐蚀性

真菌引起垢下腐蚀，可以破坏木头和产生有机酸。藻类可漂浮或附着在塔结构上。他们可以促进腐蚀环境的一种方法是在冷却系统结构上形成沉积物。细菌可以下找到藻类生长，细菌煤泥，结垢沉积物和在冷却水池污泥。因此，MIC可以存在于同一冷却水系统内的不同部件和环境中。MIC主要由细菌引起，但由真菌和藻类引起也可能导致冷却系统设备恶化。促进冷却塔水系统中金属分解的MIC微生物通常有两种类型：硫酸盐还原菌和铁还原菌。aMIC微生物（粘液形成细菌，藻类和真菌）可以创造可能会或可能不会导致腐蚀的条件。

MIC的类型

简而言之，我们将研究两种最常见的MIC 细菌形式。硫酸盐还原菌将硫酸根离子转化为元素硫，并经常转化为硫化物（硫化氢），这些硫化物会侵蚀大多数金属。这些细菌是厌氧菌，不存在于游离氧气中。铁沉积细菌通过消耗铁而将可溶性铁离子（亚铁）变成不溶性铁离子（铁），导致更快的碳钢腐蚀。它们还会在沉积物下产生沉积物并增加腐蚀。表1突出了常见的MIC细菌与腐蚀有关。

这些铁沉积细菌经常被忽视，因为标准的微生物测试不能识别它们。问题是这些MIC生物（在表1中确定）产生具有生物质的氧化铁沉积物并促进沉积物下的腐蚀。在低碳钢中，MIC 细菌会引起点蚀和浅层局部腐蚀。相反，在铜合金，镀锌钢和铝合金中，这些细菌会促进点蚀和全面腐蚀。不锈钢可能会受到MIC的严重局部腐蚀，而不知道钛会对MIC产生腐蚀性损害。

腐蚀的例子

清洁表面后，通常可以看到低碳钢上的MIC。同心环通常也存在，如图1中的两张照片所示。同心环表示产生硫化物（硫酸盐还原）细菌菌落的生长。原来的粘液沉积物已经被冲走，但仍然显示出凹坑周围的污染。这种腐蚀也是由硫酸盐还原菌引起的。不锈钢中另一种典型的腐蚀特性是金属的深度渗透，这类似于隧道，就像木材中的白蚁一样。

其他例子

在铜合金中，MIC点蚀可以通过产生硫化物的细菌部位出现。反硝化或产生氨的细菌可能产生局部腐蚀，其由蓝色/黑色区域表示。铝合金上的MIC可以是局部点蚀或一般金属去除。如果微生物产生酸或碱，则会发生一般金属或局部侵袭。硫酸盐还原细菌或其他厌氧微生物攻击铝上的氧化物保护膜，并且会引起局部和/或点蚀，并带有白色沉积物。腐蚀在镀锌钢上就像在铝合金上发现的白色沉积物。当镀锌层消失时，低碳钢仍然存在并且将具有黑色硫化物沉积物。

几乎是MIC

几乎MIC污染物并不总是冷却系统金属劣化的来源，但它们可能与金属表面直接接触。这些微生物可以产生碱（氨）或酸（硫酸，硝酸和有机物）。常见的例子将包括硝化和反硝化细菌，如良好的有机和无机酸产生性细菌，如果冷却处理是亚硝酸盐为基础的。

硝化细菌通常存在于封闭的冷却水系统或冷却塔水中。他们可以创建硝酸酸，这将促进金属腐蚀在低pH的水。不过，他们也抑制腐蚀的不锈钢，并会保护碳钢中的硝酸盐形式。硝酸酸也将攻击铜和镀锌钢。反硝化细菌可以将硝酸盐和亚硝酸盐转化为氨或甚至氮。这些与硝化细菌具有相反的作用。氨不会对碳钢，不锈钢或镀锌钢产生腐蚀性，但它会攻击铜合金和铝。

仍然其它酰胺微生物是酸生产者，如Thiobaccillus，它转换硫至硫酸。也有细菌，使有机羧酸（如乙醇酸酸）和在乙二醇/水冷却系统，可能会发生。酰胺的一些形式的细菌也可以创建乙酸，但它们很少促进冷却系统设备的劣化，除非下发现生物膜与金属表面接触沉积物。

几乎MIC 细菌可以影响冷却塔的木质支撑结构，薄膜填充和冷却器管。它们受形成粘液的细菌的帮助，这些细菌产生凝胶状沉积物，通常称为生物膜或生物质。这些可称为aMIC，因为它们创造了促进MIC的条件。图2中的照片显示了管板上的粘液，它有可能成为MIC和aMIC 细菌的家园。藻类和粘液也可以积聚在冷却塔支撑结构上并促进MIC和aMIC 细菌。

MIC支持者

冷却系统面临的另一个问题是MIC的损坏。一种微生物（真菌）可以在冷却塔结构（例如木材支撑物）上进食。这在图3中示出，图3是由特定真菌损坏的4×4英寸（101.6×101.6mm）花旗松的图片。因此，除了金属冷却塔结构和部件的腐蚀损坏的危险之外，工厂操作员必须意识到真菌可能对木制冷却塔结构造成的损害。

实用技巧

我们之前提到了浮游和无柄微生物之间的区别。值得注意的是，大多数测试方法主要寻找浮游生物。为了成功设计治疗方案，测试必须集中在检测凹坑，裂缝，焊缝和其他沉积物中的无柄微生物。以下是改进监测计划的一些建议：

• 分析方法仍然可以使用典型的冷却水样品的标准微生物测试。然而，将一些沉积物加入无菌水中，充分混合，然后用于接种标准测试培养基。检查MIC的类型和数量。
• 从腐蚀试样，裂缝，垫圈甚至流通装置收集均匀量的样品可能很困难。在某种程度上，这是因为收集设备的尺寸变化。关键是要发现MIC的类型，而不是担心收集的样本中的数量。
• 通过培养进行的实验室测试鉴定了不同类型的MIC和非MIC微生物。问题是由于测试延迟，操作员错误或传输延迟，可能会导致结果不佳。由于运输而导致的测试延迟可能导致结果不佳，但如果处理得当，则非常有用。
• 新的DNA实验室测试可在数小时内提供结果，并成为寻找MIC微生物的有用工具。
• 尽管测试仅提供有关总细菌，硫酸盐还原菌和真菌结果的数据，但使用浸渍载玻片进行现场测试仍然有帮助。
• 使用详细的介质检测试剂盒进行现场测试，可以最好地分解冷却系统中的微生物。测试可用于需氧，厌氧，产酸，硫酸盐还原和粘液形成细菌。
• 从细菌中测量特定蛋白质的快速现场测试（例如ATP）不提供差异的MIC引起的微生物数据，并且通常不能区分死亡微生物。
• 分析应主要涉及被检材料中的沉积物。还应确定无机和有机分析。
• 采样对于确定沉积物中污染物的类型至关重要，这样不仅可以确定腐蚀的原因，还可以制定清洁和减缓计划。坑内或其他腐蚀表面的样品很重要。
• 金相检查可以揭示隧道，如果焊接相关，或点蚀和腐蚀的类型。

最后的外卖

以下是工厂操作员可能对其冷却塔系统的成功运行有用的一些想法：

• 监测系统操作以检测促进生物沉积和MIC的条件。
• 应监测具体的系统操作，例如水流量和通过设备的水流速度。
• 冷却水流量不足会导致生物质沉积，从而导致MIC。短暂的系统停机，停滞的备用热交换器和/或管道部分可以创造理想的MIC条件，并且不能有效地接受生物控制处理。
• 有效的冷却水处理计划必须强调沉积和微生物控制。存款预防将保护系统。
• 应注意冷却系统设计。例子包括管道死腿，备用热交换器或冷却器，罐的停滞部分或冷却塔盆。
• 消除裂缝，裂缝或夹套船等条件。