①圖為一家企業(yè)的冷卻塔。（CFP 供圖）
如果有人告訴你，因石油和化工企業(yè)的循環(huán)水冷卻塔系統(tǒng)沒有管理好，可能會引起類似SARS癥狀的疾病——軍團菌病，你會認為這是危言聳聽嗎？
其實這是我們必須正視的現(xiàn)實。在前不久召開的2013中國水處理技術研討會上，業(yè)內專家明確表示：軍團菌的控制是石油和化工企業(yè)水處理必須面對的課題。對此，水處理單位、用水單位、衛(wèi)生部門都要重視并防范。那么，軍團菌從何而來？化企又該如何通過管控冷卻塔來防控軍團菌？記者就此進行了調研采訪。
②前不久召開的2013中國水處理技術研討會現(xiàn)場。（本報記者 張興剛 攝）
軍團菌從何而來
1976年7月，一批退伍老兵在費城一家飯店參加全美退伍軍人會議。兩天后，參會人員及飯店附近居民221人相繼出現(xiàn)高燒、頭痛、嘔吐、咳嗽、渾身乏力等癥狀，最后共有34人因此死亡。該事件震驚美國醫(yī)學界，專家經調查發(fā)現(xiàn)，因飯店空調冷卻塔里一種不知名的細菌急劇繁殖，導致了疾病暴發(fā)。后來，根據上述會議的名稱和患者癥狀，這種細菌被命名為嗜肺性軍團菌病桿菌，簡稱軍團菌。
時至今日，軍團菌病仍時有暴發(fā)。2012年7月，加拿大魁北克暴發(fā)嚴重的軍團菌病，兩個月內出現(xiàn)173名病例，11人死亡；今年八九月間，德國科隆附近小鎮(zhèn)也暴發(fā)軍團菌病，155人感染；我國自1982年在南京首次證實軍團菌病例以來，已有多起暴發(fā)流行及散發(fā)病例報道。
在經歷了2003年的“非典”之后，我國對軍團菌病的預防開始重視，衛(wèi)生部也頒布了多項針對公共場所軍團菌的衛(wèi)生標準，規(guī)定開放式冷卻塔每年清洗不得少于一次。
而石油和化工企業(yè)也面臨軍團菌繁殖的潛在威脅。中國化工學會工業(yè)水處理專業(yè)委員會副主任委員鮑其鼐向記者介紹，隨著我國高層建筑及空調設備的增多，以及一批核電、煉油、煤化工、熱電項目的投產，冷卻塔數量日益增多，軍團菌病暴發(fā)流行的可能性正日益增強。
據記者了解，循環(huán)水冷卻塔系統(tǒng)是軍團菌繁殖的源頭。冷卻水系統(tǒng)的沉積物、黏泥、微生物能窩藏細菌并助其生長，而生物膜則扮演了一個重要角色，軍團菌往往隱藏在黏膜內層，因得到更多的死菌蛋白營養(yǎng)而迅速繁殖，最終隨著日益增厚的黏膜的脫落，造成水體中高濃度的軍團菌污染。軍團菌易在生物膜中繁殖，而且生物膜能起到保護軍團菌被殺生劑去除的作用。一旦軍團菌清洗不及時，冷卻塔散發(fā)的蒸汽和水霧就會將其帶入空氣，人如果呼吸到，就有可能感染軍團菌病。此外，噴淋、空氣洗滌等也為軍團菌的傳播提供了條件。
對于石油和化工企業(yè)來說，冷卻塔微生物的生長繁殖會引起微生物腐蝕，污垢和黏泥增多，產生軍團菌，不僅降低冷卻塔和換熱器的傳熱效率、導致管道堵塞，而且接觸水處理設備的職工也可能出現(xiàn)軍團菌病癥狀。據醫(yī)學專家介紹，軍團菌病一般多發(fā)在夏秋季，發(fā)病初期無上呼吸道癥狀，后期以肺變?yōu)橹?，患者出現(xiàn)高熱、干咳、寒戰(zhàn)等癥狀。軍團菌病雖沒有肺炎可怕，但其侵襲率極高，90%以上的人群可致病。因此，軍團菌病的防治已成為一個重大課題。
據了解，循環(huán)水冷卻塔系統(tǒng)是石化、煤化工等行業(yè)耗水量最大的地方，有的大型企業(yè)對冷卻水系統(tǒng)控制較好，但對軍團菌還沒有檢測，以至于很多人還不了解這種病菌。雖然有關軍團菌病暴發(fā)的報道大多涉及商用空調冷卻水系統(tǒng)，但實際上，煉油、煤化工、電廠等工業(yè)冷卻塔系統(tǒng)也時有發(fā)生。據專家介紹，國外石化企業(yè)就曾發(fā)生過因污水處理系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)管理不細致，導致員工感染軍團菌病的案例，國內一些石油和化工企業(yè)的冷卻塔也曾檢測出來過軍團菌。因此，今年3月1日，工信部頒布實施了化工行業(yè)標準《循環(huán)冷卻水中軍團菌的檢測與計數》，以此推進軍團菌的檢測與防控。
?、垡患移髽I(yè)的工人正在清洗冷卻塔。 （劉峰 攝）
冷卻塔怎么管控
那么，石油和化工企業(yè)該如何管控好冷卻塔，以防控軍團菌呢？
“其實，軍團菌的控制辦法有不少，關鍵是企業(yè)要重視。”鮑其鼐認為，要降低冷卻塔系統(tǒng)傳播軍團菌的風險，就要重視循環(huán)水冷卻塔的設計、維護以及循環(huán)冷卻水的處理。
據鮑其鼐介紹，冷卻塔系統(tǒng)中易積累含軍團菌微生物的區(qū)域是“死水”或低流速區(qū)，包括塔的填料區(qū)和收水器區(qū)。這些區(qū)域因殺生劑達不到正常運行濃度，或因沉積物累積，是軍團菌最易繁殖的場所。因此，為了降低軍團菌病風險，冷卻塔在設計時要特別考慮采用有效的收水器，并避免死角。與此同時，冷卻塔的安置應遠離空氣人口，遠離有機物源，并處于戶外公共場所的下風。
冷卻塔還需保持空氣過濾器干燥，定期檢修、更換收水器，檢查整個水塔生物污垢情況。企業(yè)應特別注意塔的表面和填料，檢查塔的收水器部分，看有沒有微生物黏泥；收集可疑的微生物黏泥，觀察是否有變形蟲和有纖毛的原生動物，如果沉積物中有大量的原生動物，就意味著軍團菌快速繁殖的危險增加。鮑其鼐指出，保持冷卻塔系統(tǒng)的清潔，對降低冷卻水系統(tǒng)傳播軍團菌的風險最重要。
眾所周知，冷卻水處理要面對腐蝕、結垢、微生物三大問題。鮑其鼐表示，從表面上看，軍團菌病僅與微生物污垢有關，需要對微生物進行重點控制，但事實上，腐蝕、結垢、微生物之間是相互影響的。要降低冷卻水系統(tǒng)感染軍團菌的風險，就必須用合理優(yōu)化的方案解決好腐蝕、結垢、微生物三大問題，使它們得到全面控制，保持系統(tǒng)清潔。鮑其鼐建議，要保持系統(tǒng)清潔，可采用氧化性殺生劑為主，結合非氧化性殺生劑的微生物控制方法，還需定期檢測冷卻水系統(tǒng)中軍團菌的數量，當異養(yǎng)菌總數大于100000個/ml、軍團菌數大于l00個/ml時，就要采取在線消毒。
“企業(yè)在進行冷卻水處理時，過去僅重視設備，只要不結垢、不腐蝕就可以，對軍團菌的控制與處理沒重視，特別是對其給人帶來的危害沒有重視。”鮑其鼐認為，今后企業(yè)要重視與冷卻水處理有關的員工培訓與保護。他表示，循環(huán)水冷卻塔操作人員進塔操作時，更容易接觸帶有軍團菌的霧沫，因此，企業(yè)要對經常接觸冷卻水的員工進行培訓，使他們了解有關軍團菌及軍團菌病的基本知識，更重視冷卻水系統(tǒng)中的微生物污垢問題，以保證用水安全、保護員工健康。
“國外不少大型公司要求冷卻水處理員工在進行系統(tǒng)清潔、維護或排污等操作時，必須使用帶有濾筒的空氣凈化呼吸面罩，必須佩戴橡膠手套、護目鏡，穿工作服和高筒靴，以免皮膚和眼睛受傷害。對循環(huán)冷卻水處理的目的是保護設備，但更需要保護人。” 鮑其鼐強調。
④顯微鏡下的軍團菌。（資料圖）
殺生劑亟待改進
說起軍團菌控制，就不得不談及殺生劑，這是對冷卻塔進行消毒的有效手段之一。
所謂殺生劑，是指用于控制或殺滅水中的細菌、藻類和真菌等微生物的一類水處理藥劑。按照作用機理，殺生劑可分為氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑兩大類。對于冷卻塔來說，使用殺生劑的目的除了保證用水安全和員工健康外，還有一個目的是保護設備。
據了解，在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，由于水源、空氣、生產中的物料泄漏等因素，在充足的溶解氧、適宜的溫度條件下，微生物如鐵細菌、軍團菌、硝化細菌等很容易生長繁殖，產生酸性環(huán)境，引起腐蝕。微生物及其產生的黏液與其他有機物和無機物混雜在一起，粘附在物體表面，會阻止緩蝕劑和阻垢劑發(fā)揮作用，降低冷卻塔和換熱器的傳熱效率，甚至導致管道腐蝕穿孔或機械強度降低。因此，對循環(huán)水中的微生物進行控制和處理，不僅能控制水質變壞，還能減少能耗，延長設備的使用壽命，是循環(huán)冷卻水處理的關鍵。通過非藥劑手段可以改變循環(huán)水中微生物的生長環(huán)境，降低其生長速度，但最終還是要通過投加殺生劑來殺死微生物。
近年來，由于阻垢分散劑和阻垢緩蝕劑的不斷開發(fā)和應用，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的腐蝕和結垢問題已經逐步得到解決，但我國殺生劑的研究和開發(fā)還遠遠落后于其他水處理藥劑。目前，我國用于防治微生物的殺生劑還面臨處理效果不佳，長期使用會產生抗藥性、影響殺生效果的難題。此外，有的石油和化工企業(yè)為了有效控制微生物和生物黏泥，只好加大藥劑用量和頻繁交替使用多種殺生劑，以致有企業(yè)抱怨殺生劑種類太少。
對此，同濟大學環(huán)境科學與工程學院副院長李鳳亭表示，目前我國具有獨立知識產權的新型殺生劑很少，多數都是引進或改進國外技術。“中國具有龐大的水處理市場，因此獨立掌握生物膜控制的關鍵技術意義重大。研發(fā)單位應當研究和開發(fā)廣譜、高效、低毒、可生物降解、性價比高的殺生劑，研究開發(fā)具有協(xié)同作用的多種成分的復配型殺生劑，開發(fā)pH值適應范圍廣，兼具緩蝕、阻垢、殺菌和黏泥剝離等多重功能的水處理藥劑。”李鳳亭說。
此外，專家還表示，最早用于冷卻水系統(tǒng)的氧化性殺生劑，應開發(fā)出效率高而負面影響小的品種；對于非氧化性殺生劑來說，復配求增效是近年開發(fā)與應用的主流；兩種藥劑復配后的殺生能力，應大于單個藥劑殺生能力之和。
⑤水處理藥劑專業(yè)生產商——山東省泰和水處理有限公司的樣品室。 （本報記者 張興剛 攝）
