循环水处理中杀生剂现状与进展
冷却水中微生物一般是指细菌和藻类。在新鲜水中,细菌和藻类都较少。但在循环水中,由于养分的浓缩富集,水温的升高和光照,给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件,经生产造成了大量的危害,因而对冷却水杀生剂进行研究具有重要的意义。
1 氧化性杀生剂
1.1 氯气
在水处理过程中,氯气由于其具有高效、广谱、廉价、物源广、使用较方便等优点,受到人们的青睐,是目前用量最大的杀菌剂。但经氯气处理水中易产生三氯甲烷致癌物质,同时其半衰期长,易对环境产生危害,因此各国相继出台法规,日益严格控制余氯的排放量。另外,氯气在高pH(>8.5)的条件下杀菌活性差的缺点也表现出来,因此人们开发出氯的替代物,如ClO2、溴类杀生剂等。
1.2 二氧化氯
二氧化氯的杀生能力较氯强,约为氯的2.5倍,特别适合合成氨厂替代氯进行杀菌灭藻处理。国外于上世纪70年代中期开始将其应用于循环冷却水。但由于其性能不稳定,不宜运输,限制了其广泛应用。针对这种情况人们采用现场发生ClO2和开发稳定性二氧化氯等措施克服了这一难题。
1.3 溴类杀菌剂
溴杀菌剂可以弥补氯杀菌剂主要缺点,HOBr比HOCl杀菌速度快,且适用pH范围广,尤其适用于碱性范围;溴胺和HOCl杀菌作用相当,因而可用于被NH3污染的系统中,且溴胺比氯胺类化合物容易降解,不易引起二次污染;Br2比Cl2不易挥发,杀菌时用量可以减少;Br2比Cl2对铜及铜合金的腐蚀要小。但Br2比Cl2价格高。
2 非氧化性杀菌剂
2.1 异噻唑啉酮
其杀菌性能具有广谱性,同时对粘泥具有剥离作用。在低浓度下有效,一般有效浓度在0.5mg/L,就能很好地控制细菌的生长。相溶性好,能与缓蚀剂、阻垢分散剂及大多数阴离子、阳离子和非离子表面活性剂相容。对环境无害,该药剂在水溶液中降解速度快。对pH值适用范围广,一般pH值在5.5～9.5均能适用。同时具有投药间隔时间长,不起泡沫等优点。上世纪80年代中后期我国也有多家单位研制出类似国外的同类产品,并投入生产。在冷却水中的应用日益广阔。
2.2 戊二醛戊二醛
几乎无毒,适用范围宽,耐较高温度,是杀硫酸盐还原菌的特效药,其本身可以生物降解。其缺点是与氨、胺类化合物发生反应而失去活性,因此在漏氨严重的化肥厂不宜使用。
2.3 季铵盐
它具有广谱、高效性能,还对菌藻污泥具有剥离作用。早期的季铵盐以十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)为代表,目前国内广泛使用的洁尔灭和新洁尔灭均属于此类产品。随着技术的进步,该类季铵盐的不足之处也逐步显现出来。主要表现在药剂持续时间短,细菌易对其产生抗药性且使用时泡沫多、不易清除等缺点。为了克服上述缺点,国外又开发出了有代表性的季铵盐新品种,如双烷基季铵盐、双季铵盐、聚季铵盐等。目前这类产品在国内已经有一定的生产和应用。
2.4 季膦盐
它的出现是目前杀生剂最新进展之一。这类化合物与季铵盐有着相似的结构,只是以磷阳离子代替氮阴离子。迄今虽然对它的各种性能参数认识并不全面,但它用于工业水处理及油田水处理确实具有高效、快速、广谱,对环境、鱼类具有低毒,易生物降解和使用方便等优点。
2.5 复配
是近年来的新趋向近年来人们仍不断寻找新的非氧化性杀菌剂,广谱高效,对菌、藻均有效,pH影响小,低毒环保、性能/价格比好且易于使用和运输。然而,开发新的非氧化性杀菌剂耗资巨大,需要时间长。这样,如何通过复配已有的非氧化性杀菌剂,使之产生增效、互补作用,药剂投加量减少,费用降低。因此,使用复合非氧化性杀菌剂成为近年来的又一个发展新趋势。
3 结论
从目前杀菌剂市场的特点来看,继续远离氯气和氯化产物,向比较安全的替代产品转移。开发具有广谱、高效、低毒、性能/价格高、对环境友好的冷却水用杀菌剂是今后发展的必然趋势。正在解决环境安全与杀菌剂效果之间的矛盾是杀菌剂领域所面临的挑战。
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