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工业循环冷却水系统在循环运行时,由于冷却水不断地蒸发浓缩和水质水量变化等原因,会产生结垢、腐蚀和微生物滋生等问题。针对以上问题和冷却水运行pH过高的情况,同时解决使用含磷化学缓蚀阻垢剂造成的磷排放超标的问题,利用生物竞争排除、营养限制、优势生态位和碳酸酐酶等原理构建了一种以高产碳酸酐酶微生物、COD降解菌和产酸菌为主的生物缓蚀阻垢制剂。分析了该生物缓蚀阻垢制剂的微生物群落结构,同时对其性能进行了测定。然后进行了循环冷却水动态模拟实验,比较了生物制剂与化学药剂的缓蚀阻垢性能,并分析了其群落结构的变化。最后进行了循环冷却水系统工业化应用研究,分析了生物制剂在循环冷却水中的应用规律并分析了环境效益与经济效益。结果表明:该生物缓蚀阻垢制剂中主要的功能性微生物为具有溶蚀作用的芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、强效降解COD的球衣菌属(Sphaerotilus sp.)以及能产酸的乳杆菌属(Lactococcus sp.)。该生物制剂的最适pH值范围为8.0~8.5;最适温度为30℃;水中钙离子浓度对制剂的缓蚀阻垢性能的影响较小;水中氯离子的存在对制剂的缓蚀阻垢性能有抑制作用,且氯离子浓度越高抑制作用越明显。在循环冷却水动态模拟系统实验中,相对于化学药剂,生物制剂可以改善系统的pH、硬度、总铁、COD、浊度和碱度等水质运行指标,且缓蚀阻垢性能更好。同时生物制剂能大大降低冷却水中总磷含量,达到磷减排的目的。循环冷却水中微生物群落结构的分子生物学检测表明功能性微生物能在系统中占据优势并发挥作用达20天左右,保证系统的正常运行。在循环冷却水系统工业化应用研究中,生物制剂具有良好的缓蚀阻垢性能,解决了系统中结垢和腐蚀问题,降低了pH的运行指标,提高了浓缩倍数,削减了补充水量和排污水量,实现磷减排总量达75.95kg,减排率为94.10%,验证了生物制剂用于循环冷却水处理的可能性。生物缓蚀阻垢制剂具有良好的缓蚀阻垢效果,且能实现节水、节能和磷减排的目的,具有环境和经济上的双重效益。