适用于微生物菌剂的静态阻垢测试方法与流程

1.本发明涉及微生物水处理技术领域，尤其是涉及一种适用于微生物菌剂的静态阻垢测试方法。


背景技术：

2.我国是水资源严重缺乏的国家，实现水资源的循环使用是缓解我国水资源短缺的重要举措。目前循环冷却水用量占工业用水量的70%左右，循环冷却系统是工业用水大户。在循环冷却过程中，随着冷却水蒸发浓缩倍数逐渐加大，水中各种盐类离子、有机物质、溶解氧浓度增加，容易造成设备腐蚀结垢、管道堵塞的现象。为提高循环冷却水的循环使用效率，减少用水量，化学药剂法与微生物阻垢剂日益发展起来用于在增加循环冷却水浓缩倍率的同时避免系统结垢与腐蚀的发生。因此，合理有效地评价阻垢剂性能的方法对阻垢剂的研发、实际应用将起到至关重要的作用。综合国内外对阻垢剂阻垢性能的评价方法，其中包括静态阻垢率评价方法和动态阻垢率评价方法。静态阻垢率评定方法能够大体地区别阻垢剂阻垢性能的好坏。
3.我国现有静态阻垢率评定方法为碳酸钙沉积法(gb/t16632-2008)，该测试方法主要讲述了以碳酸氢钙溶液为测试液，向测试液中加入水处理剂，在加热条件下促使碳酸氢钙分解加速分解形成碳酸钙，达到平衡后测定试液中钙离子浓度。钙离子浓度越大，则说明水处理剂的阻垢性能越好。
4.目前，碳酸钙沉积法(gb/t16632-2008)广泛适用于测定化学药剂的阻垢性能，却不适用于评价微生物药剂，因为微生物药剂投入循环冷却水中反应周期长，还未等微生物发挥作用，系统中碳酸钙已经生成结垢，对循环冷却系统产生损害。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于微生物菌剂的静态阻垢测试方法，该方法能快速完成微生物药剂对循环冷却水阻垢性能的测试，无碳酸钙结垢，避免对循环冷却系统产生损害，且测试结果准确，测试步骤简单，测试成本低。
6.本发明提供一种适用于微生物菌剂的静态阻垢测试方法，包括以下步骤：（1）将待测微生物菌剂涂覆在活性滤料上，放入培养装置进行培养，培养装置内盛有培养液，所述培养液为含培养基的水，培养过程中同时进行曝气；（2）从开始培养到培养24小时内，按照每克待测微生物菌剂50ml/min的流量向培养装置内补充所述培养液，同时按照同样流量将培养装置中的培养液外排；（3）培养24小时以后，按照每克待测微生物菌剂500ml/min的流量向培养装置内补充所述培养液，同时按照同样流量将培养装置中的培养液外排；（4）培养完成后，取活性滤料进行阻垢测试。
7.本发明通过在不同培养时间对培养装置进行不同流量的培养液的补充与外排，将悬浮在培养液中的微生物外排，保证培养液中微生物的稀释速率大于微生物的世代时间，
进而保证大多数微生物能够稳定生长在活性滤料上而不进行扩散迁移；培养过程中同时进行曝气，满足培养装置中溶解氧需要，使培养液在水流与气流的交互作用下使形成一种循环流动的状态，达到流化床的效果。通过对微生物进行扩大繁殖，保证微生物的数量与质量，降低测量过程中反应周期，避免测试过程中碳酸钙结垢，保证测试方法准确性。
8.待测微生物菌剂为亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、亚硝化球菌和亚硝化叶菌中的至少一种。
9.优选地，步骤（1）中培养基为葡萄糖、蔗糖、乙醇的一种或多种。更优选地，培养基为葡萄糖10g和乙醇10ml，溶解于100l水中。
10.步骤（1）中水的温度在29-31℃。
11.步骤（1）中曝气为采用微型曝气机进行曝气。
12.活性滤料为多孔性吸附滤料。
13.培养总时间为4.5-5.5天。
14.步骤（4）为：培养完成后，将活性滤料取出，此时活性滤料布满微生物，放入循环冷却水中，再在35℃进行蒸发浓缩，按时间取样测量循环冷却水的浓缩倍率与阻垢率，以评价微生物菌剂的阻垢性能。
15.评价微生物菌剂的阻垢性能采用碳酸钙沉积法gb/t16632-2008进行评价。
16.本发明的有益效果：（1）本发明通过在不同培养时间对培养装置进行不同流量的培养液的补充与外排，将悬浮在培养液中的微生物外排，保证培养液中微生物的稀释速率大于微生物的世代时间，进而保证大多数微生物能够稳定生长在活性滤料上而不进行扩散迁移；培养过程中同时进行曝气，满足培养装置中溶解氧需要，使培养液在水流与气流的交互作用下使形成一种循环流动的状态，达到流化床的效果。通过对微生物进行扩大繁殖，保证微生物的数量与质量，降低测量过程中反应周期，避免测试过程中碳酸钙结垢，使碳酸钙沉积法(gb/t16632-2008)能够适用于评价微生物药剂，保证测试方法准确性。
17.（2）以微生物生长周期为基准采用逐增式不间断进出水方式，有效利用水体中微生物稀释速率大于微生物生长世代时间的特点保证大多数微生物稳定生长在滤料上而不进行扩散迁移；在测定阻垢性能前通过培养液对微生物进行扩大繁殖，保证微生物的数量与质量，降低测量过程中反应周期，保证测试方法准确性。
18.（3）本发明提供一种微生物药剂阻垢性能的测试方法，该方法能快速完成微生物药剂对循环冷却水阻垢性能的测试，且测试结果准确，测试步骤简单，测试成本低。
具体实施方式
19.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
20.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
21.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1一种适用于微生物菌剂的静态阻垢测试方法，包括以下步骤：（1）首先将称取1g亚硝化单胞菌微生物菌剂涂覆在长宽高为3厘米的多孔性吸附滤料上，放入培养装置进行培养，培养装置内盛有培养液，培养液为含葡萄糖10g、乙醇10ml的100l的水，水的温度在30℃，培养过程中同时采用微型曝气机进行曝气；（2）从开始培养到培养24小时内，按照每克待测微生物菌剂50ml/min的流量向培养装置内补充上述培养液，同时按照同样流量将培养装置中的培养液外排；（3）培养24小时以后，进入对数生长期，按照每克待测微生物菌剂500ml/min的流量向培养装置内补充所述培养液，同时按照同样流量将培养装置中的培养液外排，保证培养装置内稀释速率大于亚硝化单胞菌的世代时间（3天，指培养装置的稀释倍率应小于0.333d-1
）；（4）待5天后培养完成，将多孔性吸附滤料放入盛有2l循环冷却水的烧杯中，然后放入集热式磁力搅拌恒温水浴锅中在35℃进行蒸发浓缩，在系统连续运行5天后循环冷却水的氯离子浓度由初始的36mg/l升高至127.08mg/l，浓缩倍率达到4.53倍，钙离子由初始浓度1.59mmol/l升高至7.19 mmol/l，浓缩倍率为4.52倍，氯离子浓缩倍率和钙离子浓缩倍率相差小于0.2，可以认为没有发生碳酸钙结垢。
23.实施例2一种适用于微生物菌剂的静态阻垢测试方法，包括以下步骤：（1）首先将称取1g亚硝化球菌微生物菌剂涂覆在粒径为5毫米的多孔性吸附滤料上，放入培养装置进行培养，培养装置内盛有培养液，培养液为含蔗糖8g的100l水，水的温度在30℃，培养过程中同时采用微型曝气机进行曝气；（2）从开始培养到培养24小时内，按照每克待测微生物菌剂50ml/min的流量向培养装置内补充上述培养液，同时按照同样流量将培养装置中的培养液外排；（3）培养24小时以后，进入对数生长期，按照每克待测微生物菌剂500ml/min的流量向培养装置内补充所述培养液，同时按照同样流量将培养装置中的培养液外排，保证培养装置内稀释速率大于亚硝化单胞菌的世代时间（3天）；（4）待4.5天后培养完成，将多孔性吸附滤料放入盛有5l循环冷却水的烧杯中，然后放入集热式磁力搅拌恒温水浴锅中在35℃进行蒸发浓缩，在系统连续运行5天后循环冷却水的氯离子浓度由初始的71mg/l升高至244mg/l，浓缩倍率达到3.44倍，钙离子由初始浓度4.6mmol/l升高至15.77mmol/l，浓缩倍率为3.43倍，氯离子浓缩倍率和钙离子浓缩倍率相差小于0.2，可以认为没有发生碳酸钙结垢。
24.对比例1一种适用于微生物菌剂的静态阻垢测试方法，与实施例1相同，唯一不同在于：没有步骤（2）和步骤（3）。
25.结果：循环冷却水中产生碳酸钙结垢，无法进行测试。
26.对比例2一种适用于微生物菌剂的静态阻垢测试方法，与实施例1相同，唯一不同在于：培养5天的全部过程均采用按照每克待测微生物菌剂50ml/min的流量向培养装置内补充培养液，同时按照同样流量将培养装置中的培养液外排。
27.结果：经过5天浓缩后，钙离子浓度上升至3.82mmol/l，浓缩倍率为2.4倍，与氯离子浓缩倍率相差大于0.2，认为发生了碳酸钙结构，测试结果失败。
28.对比例3一种适用于微生物菌剂的静态阻垢测试方法，与实施例1相同，唯一不同在于：培养5天的全部过程均采用按照每克待测微生物菌剂500ml/min的流量向培养装置内补充培养液，同时按照同样流量将培养装置中的培养液外排。
29.结果：经过5天浓缩后，钙离子浓度上升至2.11mmol/l，浓缩倍率为1.33倍，与氯离子浓缩倍率相差大于0.2，认为发生了碳酸钙结构，测试结果失败。
30.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。