白光宇
陕西省石油化工研究设计院 陕西西安 710054
摘要：随着科学技术的进步，石油化工产业不断进行技术更新，石油资源也得到了良好的利用，但石油化工生产伴随着大量水的使用和排放，大量的污水中含有较多微生物，如不进行科学的处理很可能会污染生产水。本文将分析石化工业水中微生物的危害和常用消毒处理技术，并具体分析物理消毒方法（紫外线杀菌技术）在石化工业水处理中的应用，目的是降低工业水处理成本，降低工业水的危害。
关键词：石化工业水；微生物；紫外线杀菌技术
随着科学技术的发展，石油化工企业也不断扩大生产，生产过程需要使用大量的饮用水，并排出大量的污水，这些污水容易滋生微生物，通过地下水或管道进入饮用水中，给人们的生活带来健康威胁，因此需要妥善处理污水，具体是指要对污水进行严格的杀菌处理，避免其污染饮用水。
1.石化工业水
1.1组成成分
石化工业水包含生产所用的饮用水，经初步处理的工艺用水，参与工艺生产的循环水，工艺过程中产生的冷凝水以及工艺生产产生的污水和污水处理后可二次利用的回用水。除有特殊需求时会将生产用水进行脱盐处理制得纯化水外，一般工业水中都含有盐分，并且含有数量不等的微生物。
自然界中微生物分布广泛，他们不仅数量、种类繁多、增殖速度快，而且大多数微生物都无法用肉眼观察到，主要包含细菌、真菌、病毒、衣原体、支原体等。一般来讲，微生物增殖所需四种基础营养素，包括水、碳源、氮源、无机盐，而石化工业水尤其是生产回用水中会残留大量的有机物为微生物生长提供碳源和氮源，因此如果没有抑制生长的外界条件时，水中微生物会迅速大量繁殖。
1.2危害影响
石化工业水中危害较大的就是水中的微生物，微生物中绝大多数细菌对人体都是有害的，尤其是影响胃肠道消化系统的大肠杆菌、沙门氏菌等，这些有害细菌通过饮用水进入人体，给人体健康造成极大的危害，因此石化工业水污染饮用水后果非常严重。
在生产工艺过程中，循环水利用率较高，由于其多次利用会造成水中污染物不断积累，各种无机盐和有机物逐渐增多，更有利于微生物的大量繁殖，一方面会滋生大量细菌，使循环水中的细菌代谢物越来越多，另一方面给藻类等真菌提供了生长环境，水体滋生大量藻类开始变色，最终各种微生物的生长会使循环水中积累大量的粘泥，这些粘泥一方面会在循环水参与工艺生产过程中吸附在设备及管道表面，给工艺生产过程造成干扰，尤其是阻止换热器等设备的热交换效率，另一方面会与生产工艺中所用的化学试剂发生反应而使其变性，影响工艺方向，除此之外，这些粘泥中含有的部分微生物会发生改变水体酸碱值的生化作用，增强了循环水对设备及管道的腐蚀作用，因此，循环水中的微生物不仅会影响生产工艺，还会增加设备管理维修经济成本。
总之，石化工业水中的微生物不仅危害较大，而且容易大量繁殖，因此应采取必要的杀菌措施进行石化工业水处理。
2.石化工业水主要杀菌方式
2.1化学消毒法
化学消毒法是比较传统的污水处理消毒方法，主要方式是向饮用水、循环水或其他工业水中投入化学消毒剂，可以是抑制微生物生长，也可以直接杀死水中微生物，消毒剂有多种类型，作用机理也不同，有些消毒剂能够通过原核细菌的细胞壁，破坏微生物体内的蛋白质，包括蛋白酶，从而使其无法进行正常生理作用而受到抑制或直接死亡，还有些消毒剂能够降低微生物细胞壁或细胞膜表面的通透性，使其无法与外界环境进行影响物质交换，无从无法继续生长至最终死亡，除此之外，部分消毒剂能够进入细胞体内部与其核酸相结合阻止其进行遗传物质的复制，从而由于无法增殖而达到抑制微生物数量的目的，常用消毒剂主要有氯气、臭氧等。
虽然化学消毒剂效果显著，但有很大的弊端。首先，化学消毒剂残留严重且容易产生有害物产物，例如对饮用水使用氯气消毒会使水中残留少量的氯气和大量的氯盐，容易诱发人体基因突变，并且氯气对少数微生物没有抑制效果，除此之外，臭氧消毒会产生大量的活性氧，稳定性较差，杀菌作用时间较短，而且人体接触后组织老化加快，危害较大；其次化学消毒剂使用成本较大，尤其是在循环水处理量较大时，为了满足消毒效果，往往需要成倍增加投入量，并且处理后的循环水还会残留大量的消毒剂，需要进行二次净化才能继续使用，增加了生产成本投入，除此之外，部分消毒剂生产运输过程都存在安全威胁，例如二氧化氯暴露在空气中会引起爆炸，因此生产和运输过程都需要严格做好安全控制。
2.2物理消毒法
工业上的物理消毒法中应用较广泛的是紫外线消毒法，主要是利用紫外线电磁波的超强穿透力，金属灯丝受电弧激发出产生电子能级跃迁发射出电磁波，200~380nm的紫外线电磁波穿透力极强，能够通过微生物的细胞膜，改变其遗传物质，从而使其无法增殖至最终死亡，作用效果明显且比较迅速，与化学消毒剂相比较，这种方法有明显的优势，一方面适用性较强，紫外线杀菌灯体积小且消耗电功率不大，并且紫外消消毒法基本上能杀死所有的水中微生物尤其是致病细菌，另一方面这种方法安全稳定，受外界因素影响小，作用过程没有副产物产生，对于环境保护具有重要意义。唯一不足的是紫外线消毒没有持续性，即停止紫外线照射时，工业水无法继续保持杀菌效果，同样会滋生微生物。
3.紫外线杀菌技术的应用
3.1方法试验
应用紫外线杀菌技术进行石化工业水处理前可以先进行方法试验，以确保该方法能够与石化生产单位相适应，具体试验流程如下：
（1）对循环水入口或其他水口采样密封，将样品带入实验室；
（2）检测对比并记录各水样的浊度；
（3）镜检或培养检测报告水样中微生物的数量并记录（以每ml水中微生物总数报告）；
（4）使用不同剂量的紫外线对不同水样进行照射处理试验，将结果记录在下表1中，并计算相关参数。
表1紫外线杀菌技术试验结果记录
……
最终应根据试验结果采用杀菌效果彻底的最小的紫外线剂量进行石化工业水的处理。
3.2经济成本
以10t/h的循环水生产系统为例，使用化学消毒剂每年需要使用约90t的二氧化氯，资金耗费约126万元，而使用紫外线杀菌技术每年需要消耗资金进行紫外灯的运行维护，大约投资耗费36万元，相比之下紫外线杀菌技术效果更好，资金投入也少很多。
3.3注意事项
使用紫外线杀菌技术进行石化工业水处理时首先要保证其持续性杀菌效果，因此需要要确保所有的工业用水通道中都应安置紫外线杀菌装置，并且要进行定期清洁，防止水中粘泥粘附在紫外线杀菌设备上影响其透光效果；其次对饮用水进行紫外线杀菌处理时应将杀菌设备安装在靠近饮用水源头的位置，避免杀菌处理的饮用水在源头重新滋生微生物；除此之外，进行循环水杀菌处理时，循环水出口和入口都要安装紫外线杀菌设备，既能够节省中间空间，也能够方便施工维护。
结束语：
分析比对可以发现紫外线杀菌技术比传统的化学消毒剂用于石化工业水处理更加安全可靠，并且成本投入也比较低，因此进行石化工业水杀菌处理时应尽可能采用紫外线杀菌法，对于环境保护和化工生产单位的长远发展来说都具有重大意义。
参考文献：
[1]工业微生物[J].工业微生物，2018，48（02）:67.
[2]贾北宁.紫外线灯杀菌效果检查[J].中国畜禽种业，2018，14（03）:40-41.
论文作者:白光宇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/30
标签：微生物论文; 紫外线论文; 消毒剂论文; 石化论文; 水中论文; 工业论文; 饮用水论文; 《防护工程》2018年第15期论文;