中浩遠(yuǎn)達(dá)|工業(yè)循環(huán)水非氧化性殺菌劑
結(jié)合當(dāng)今工業(yè)循環(huán)水處理運(yùn)行現(xiàn)狀，對各種非氧化性殺菌劑在工業(yè)循環(huán)水處理上的應(yīng)用做了介紹和評述。
微生物如果在循環(huán)水系統(tǒng)中大量繁殖，對熱力設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，主要危害有一下三方面：
1、產(chǎn)生生物黏泥，從而造成管線、設(shè)備及冷卻塔的堵塞和結(jié)垢，降低換熱器的傳熱效率和冷卻塔的冷卻效率；
2、生物黏泥粘在金屬表面上，成膜緩蝕劑難以成膜。同時菌藻的新陳代謝會造成磷系緩蝕阻垢劑的分解，造成藥劑失效；
3、微生物自身生長繁殖會產(chǎn)生各種類型的酸，如硫細(xì)菌產(chǎn)生硫酸、硝化細(xì)菌產(chǎn)生亞硝酸和硝酸等。上述酸都會造成腐蝕，形成垢下腐蝕。
在循環(huán)水系統(tǒng)中必須控制微生物的生長繁殖，行之有效的方法就是投加殺菌劑。
1非氧化性殺菌劑的分類及特點
根據(jù)各種非氧化性殺菌劑的自身結(jié)構(gòu)，大致可以分為兩大類：聚合物類與非聚合物類。
聚合物類包括聚季銨鹽、聚六亞甲基胍等；非聚合物類包括異噻唑啉酮、戊二醛、季銨鹽、
季鏻鹽、有機(jī)硫等。
1.1聚合物類非氧化性殺菌劑
1.1.1聚季銨鹽
應(yīng)用在工業(yè)循環(huán)水處理的聚季銨鹽通常是環(huán)氧氯丙烷-二甲胺共聚物或聚二甲基二烯丙基氯化銨，均為較強(qiáng)的陽離子高分子聚合物，水溶性好，能與水任意比例混溶，對pH值不敏感，具有抗氯降解作用。此殺菌劑可以殺死或控制各種藻類的滋生，是有效的黏泥控制劑，用作殺菌劑時投加量一般為20～50mg/L，用作黏泥剝離劑時投加量一般為50～200mg/L。
在循環(huán)水系統(tǒng)中無毒、無味、無泡沫，并且還有降低濁度的作用，決解了使用季銨鹽作為黏
泥剝離劑時起泡的問題，是一種多功能的非氧化性殺菌劑。由于其陽離子度較高，在使用時
不可與陰離子的表面活性劑混用。
1.1.2聚六亞甲基胍(PHMG)
PHMG是一種環(huán)境友好型高分子聚合物殺菌劑，溶于水之后帶有正電荷，能夠很好的吸附在帶有負(fù)電荷的細(xì)菌、病毒的表面，從而抑制微生物的分裂功能，使細(xì)菌病毒喪失生殖能力，同時由于吸附在微生物表面形成的薄膜堵塞了微生物的呼吸通道，從而使微生物迅速窒息而死。PHMG無毒、無臭、不燃、不爆、無腐蝕性、無副作用、使用安全、性價比高等優(yōu)點。
1.2非聚合物類非氧化性殺菌劑
1.2.1異噻唑啉酮
異噻唑啉酮是一類衍生物的通稱，它的常用組分為2-甲基-4-異噻唑啉-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。其抑菌能力較強(qiáng)，pH范圍廣并且不起泡沫，在較低的濃度下就能很好的控制細(xì)菌的生長。混溶性好，能與氯、緩蝕阻垢劑、大多數(shù)陰、陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑相容。對環(huán)境無害，在水中降解速率快。
但是異噻唑啉酮對微生物黏泥剝離效果差，當(dāng)有硫化物存在時其殺菌活性將會被破壞，所以
在使用異噻唑啉酮時只能當(dāng)作一種輔助抑菌的手段來使用。
1.2.2戊二醛
戊二醛作為殺菌劑的特點是幾乎無毒，使用pH范圍廣，耐高溫，是殺滅硫酸鹽還原菌的特效藥。在對冷卻水的推薦使用濃度下，戊二醛幾乎沒有毒性，它本身會發(fā)生生物降解。隨著社會環(huán)保意識的加強(qiáng)，戊二醛殺菌劑將有很大的發(fā)展前途。
有研究表明，戊二醛特別適合堿性循環(huán)水，殺菌能力隨著pH的提高而增強(qiáng)。pH值對戊二醛殺菌劑殺菌效果的影響見表1。這加寬了在高濃縮倍數(shù)運(yùn)行下殺菌劑的選擇。戊二醛在與氨、胺類化合物發(fā)生反生而失去活性，另外其價格昂貴，性價比低。但有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，戊二醛與季銨鹽復(fù)配后會大幅度降低戊二醛的使用量，當(dāng)戊二醛與季銨鹽的復(fù)配比例在1:1或2:1時，比單獨使用兩種產(chǎn)品的殺菌剝離效果更好。
1.2.3鏻季鹽
季鏻鹽是國外1990年推出的一種的新型的高效廣譜的水處理殺菌劑，其分子結(jié)構(gòu)與季銨鹽相似，有一個長碳鏈烷基，有一個帶正電荷的中心原子和相應(yīng)的負(fù)離子，只是鏻陽離子代替了氮陽離子。工業(yè)循環(huán)水比較常用的產(chǎn)品有四甲基氯化鏻(TMPC)、四羥烷基硫酸鏻(THPS)、四羥烷基氯化鏻(THPC)等。
季鏻鹽作為殺菌劑時，可以和各種帶負(fù)電荷的緩蝕阻垢劑同時使用，不易產(chǎn)生沉淀，基本上不影響緩蝕阻垢劑的使用效果。還能與其他陰離子緩蝕劑發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，是一種具有緩蝕、阻垢和殺菌的多功能藥劑。
1.2.4季銨鹽
季銨鹽是一類陽離子表面活性劑，廣泛的用在控制循環(huán)冷卻水的微生物上，除了有較強(qiáng)的殺菌作用還具有很好的滲透和分散能力，與大多數(shù)水質(zhì)處理劑相容，能在較寬的pH范圍內(nèi)起到效果。
有研究發(fā)現(xiàn)，季銨鹽中碳鏈的長短對殺菌能力影響較大，當(dāng)碳原子少于10或大于16時，殺菌能力不大，其中C14殺菌能力最強(qiáng)。長期使用季銨鹽微生物容易產(chǎn)生抗藥性，藥效下降，且使用時泡沫多，不易清除。克服這些不足，國內(nèi)外先后有開發(fā)了季銨鹽新品種，比如雙烷基碳鏈長為C5-C8的產(chǎn)品，具有投藥濃度低，藥效持續(xù)時間長，滅菌效果好，泡沫少等優(yōu)點。
1.2.5有機(jī)硫殺菌劑
有機(jī)硫殺菌劑使用最廣泛的是二硫氰基甲烷。它是一種廣譜性殺菌劑，對細(xì)菌、真菌、藻類及原生動物都有較好的殺菌效果，特別是對硫酸鹽還原菌效果最佳。
二硫氰基甲烷不適合應(yīng)用在高堿度循環(huán)系統(tǒng)，對水的pH非常敏感，在水中的半衰期與pH的關(guān)系表2所示，適宜的pH值范圍為6.0～7.0。另外二硫氰基甲烷不溶于水，所以通常與一些特殊的分散劑和滲透劑共同使用，使藥劑能有效的分散，并增加藥劑對于藻類和細(xì)菌黏液層的穿透性，從而提高藥劑的使用效果。
對非氧化性殺菌劑今后發(fā)展的幾點建議
在當(dāng)今工業(yè)循環(huán)水的發(fā)展中，由于氧化性殺菌劑的功能局限性及環(huán)保的限制，開發(fā)新型、環(huán)保、多功能的非氧化性殺菌劑的工作逐漸提上日程。
建議從以下幾個方面來展開研究工作：
（1）根據(jù)綠色化學(xué)理念，開發(fā)高效、低毒、環(huán)境友好型的殺菌劑。常規(guī)的殺菌劑對人類和
水生物都有不同程度的毒性，在環(huán)境中易積累，對環(huán)境造成長期的破壞，因此環(huán)境友好型非
氧化性殺菌劑是今后研發(fā)的重點。
(2)開發(fā)復(fù)配式非氧化性殺菌劑。在現(xiàn)有單體殺菌劑的基礎(chǔ)上，重點對藥劑的作用機(jī)理和協(xié)同功能進(jìn)行研究，彌補(bǔ)單一藥劑在使用過程中的缺陷和不足。
(3)開發(fā)新型高效的非氧化性殺菌劑。在其分子結(jié)構(gòu)中包含殺菌、緩蝕和阻垢的官能團(tuán)，產(chǎn)品本身具有較高的滲透、剝離等殺菌效果外，還具有緩蝕阻垢的功能。
(4)加強(qiáng)生物殺菌劑的研究。生物殺菌劑具有成本低、殺菌效果好、無腐蝕、無毒無害等特點，具有良好的發(fā)展前景，無疑是未來非氧化性殺菌劑發(fā)展的道路之一。
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