??????? 微生物的大量繁殖給冷卻水系統(tǒng)帶來許多危害,使系統(tǒng)傳熱效率降低,誘導金屬腐蝕,嚴重時還可能造成管道堵塞。在實際運行系統(tǒng)中,最為直接有效的方法是投加殺菌劑控制系統(tǒng)中的微生物由于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)具有的特殊生態(tài)環(huán)境導致微生物在其中很容易繁殖。微生物的大量繁殖給冷卻水系統(tǒng)帶來許多危害,使系統(tǒng)傳熱效率降低,誘導金屬腐蝕,嚴重時還可能造成管道堵塞。在實際運行系統(tǒng)中,最為直接有效的方法是投加殺菌劑控制系統(tǒng)中的微生物。
??????? 1 殺菌劑的現(xiàn)狀
??????? 1.1氧化性殺菌劑
??????? 1.1.1 氯氣。
??????? 在水處理中,氯由于其具有高效、快速廣譜、經(jīng)濟、物源廣、使用較方便等優(yōu)點,受到人們的青睞,是目前用量最大的殺菌劑。但經(jīng)氯氣處理,水中易產(chǎn)生三氯甲烷,它是一種致癌物質(zhì),同時其半衰期時間長,易對環(huán)境造成危害,因此各國相繼出臺法規(guī),日益嚴格控制余氯的排放量。另外,隨著水處理配方逐漸向堿性水處理方案的過渡,氯氣在高pH(>8.5) 的條件下殺性差的缺點也顯現(xiàn)出來屈此人們開發(fā)出一些氯的替代物,如 ClO2、溴類殺生劑、臭氧等。
??????? 1.1.2 二氧化氯。
??????? 二氧化氯的殺生能力較氯強,約為氯的2.5倍左右,特別適合應用于合成氨廠替代氯進行殺菌滅藻處理。國外于70年代中期開始將其應用于循環(huán)冷卻水。但由于二氧化氯產(chǎn)品不穩(wěn)定,運輸時容易發(fā)生爆炸事故,限制了其廣泛的應用。
??????? 針對這種情況人們采取現(xiàn)場發(fā)生ClO2、開發(fā)穩(wěn)定性二氧化氯等措施,克服了這一難題。目前國內(nèi)采用的現(xiàn)場ClO2發(fā)生裝置主要有電解ClO2發(fā)生裝置和化學法ClO2發(fā)生裝置兩類。70年代美國百合興國際化學有限開發(fā)出穩(wěn)定性二氧化氯(BC—98)。我國也于80年代后期開發(fā)出了這一產(chǎn)品。
??????? 1.1.3 臭氧。80年代末,臭氧作為一種殺菌劑應用于冷卻水系統(tǒng)受到人們的廣泛關(guān)注。由于臭氧所具有的一些優(yōu)越性是傳統(tǒng)的化學藥劑所無法比擬的,目前,國外已將臭氧廣泛地應用于冷卻水處理中。使用結(jié)果表明,采用臭氧處理的系統(tǒng)可在高濃縮倍數(shù)下,甚至在零排污下運行。處理成本低于傳統(tǒng)的化學處理法。在這方面我國尚處于起步階段。
??????? 1.1.4 過氧化物。近些年來過氧化氫作為工業(yè)水處理的殺菌劑引起人們注意。使用過氧化氫的一個優(yōu)點是它不會形成有害的分解產(chǎn)物。但它存在著在低溫和低濃度下活性較低,且可被過氧化氫酶和過氧化物酶分解的缺點。過氧醋酸克服了過氧化氫的缺點。過氧醋酸以前只用于美國的食品工業(yè)。最近,F(xiàn)MC收到了環(huán)保局(EPA)的注冊證,其組成為5%的過氧醋酸配方產(chǎn)品,可用作工業(yè)水處理殺生劑。由于其具有快速、廣譜、高效的殺菌性,分解產(chǎn)物無毒、對環(huán)境友好等特點,展示了良好的應用前景。Jeffreg F.等人的試驗表明,過氧醋酸與冷卻水中一些常用的阻垢,具有很好的相容性。效果比較試驗表明,過氧醋酸的性能優(yōu)于戊二醛和異噻唑啉酮。
??????? 1.1.5 溴類殺菌劑。目前在殺生劑市場出現(xiàn)以溴代氯的趨勢。出現(xiàn)這一現(xiàn)象并不是偶然的。試驗室的評估結(jié)果表明:溴在pH8.0以上時較氯有更高的殺性;在一些存在有工藝污染如有機物或氨污染的系統(tǒng)中,溴的殺性高于氯;游離溴和溴化合物衰變速率快,對環(huán)境的污染小。目前,人們常用的溴類殺菌劑主要有以下幾種:
??????? ①鹵化海因:主要有溴氯二甲基海因(BCDMm、二溴二甲基海因(DBDMH)、溴氯甲乙基海因(BCMEH)等。有報道表明,BCMEH效果最佳,0.45kg(1磅)BCMEH相當于3.18kg(7磅)Cl2;
??????? ②活性溴化物:為由NaBr,經(jīng)氯源(HOCl)活化而制得的液體或固體產(chǎn)物。特點是可大幅度降低氯的用量,并相應降低總余氯量;
??????? ③氯化溴:是一種高度活潑的液體,需由加料系統(tǒng)加到水中,因其危險性較大,限制了其推廣應用。
??????? 1.2 非氧化性殺生劑
??????? 1.2.1 異噻唑啉酮。是一類衍生物的通稱,Rohmand Hass對其進行廣泛的研究,申請了一些。它的常用組份為2-甲基-4-異喧唑啉-3-酮和5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮,商品異噻唑啉酮是兩者1:3的混合物。其殺菌性能具有廣譜性,同時對粘泥也有殺滅作用。在低濃度下有效,一般有效濃度在0.5mg/L,就能很好地控制細菌的生長?;烊苄院?,能與氯、、阻垢分散劑和大多數(shù)陰離子、陽離子和非離子表面活性劑等相容。對環(huán)境無害,該藥劑在水溶液中降解速度快。
??????? 對pH值適用范圍廣,一般pH值在5.5~9.5均能適用。同時具有投藥間隔時間長,不起泡等優(yōu)點。80年代中后期我國也有多家單位研制出類似國外的同類產(chǎn)品,并投人生產(chǎn)。在循環(huán)冷卻水中的應用日益廣泛。
??????? 1.2.2 戊二醛是另一種非氧化性殺菌劑。國內(nèi)已開始使用,其特點是幾乎無毒,使用pH范圍寬,耐較高溫度,是殺硫酸鹽還原菌的特效藥劑,本身可以生物降解,其缺點是與氨、胺類化合物發(fā)生反應而失去活性,因此在漏氨嚴重的化肥廠不宜使用。戊二醛價格昂貴使其應用受阻。目前正在開展復配降低其用量的研究。LawrenceA.Grab等人的研究表明,戊二醛和季銨鹽復配可大幅度降低成二醛的用量。
??????? 1.2.3 季銨鹽。除具有廣譜、高效的殺菌性能外。
??????? 還有對菌藻污泥的剝離作用。早期的季鉸鹽以烷基二甲基芐基氯化銨為代表。目前國內(nèi)冷卻水系統(tǒng)廣泛使用的潔爾滅和新潔爾滅均屬于此類產(chǎn)品。隨著時間的推移和技術(shù)進步。該類季鉸鹽不足之處也逐步顯現(xiàn)出來。主要表現(xiàn)在藥劑持續(xù)時間短、細菌易于對其產(chǎn)生抗藥性。使用劑量大(100mg/L以上)。費用高,且使用時泡沫多。不易清除等缺點。
??????? 為了克服上述缺點,國外又先后開發(fā)出了有代表性的一些季銨鹽新品種,如雙烷基季銨鹽。雙季鉸鹽、聚季銨鹽等。雙烷基季鉸鹽以雙烷基二甲基氯化銨為代表,其中雙烷基鏈長為C8~C12的產(chǎn)品,具有優(yōu)良的抗菌性,該產(chǎn)品具有投藥濃度低、藥效持續(xù)時間長、滅菌效果好、泡沫少、合成工藝簡單、成本低等優(yōu)點。