Купить биоциды окисляющего и неокисляющего действия вы можете у нас (КОНТАКТЫ)

Неокисляющие биоциды

Высокая эффективность окисляющих биоцидов перевешивается их быстрым разложением, образованием нежелательных вторичных продуктов - органических соединений. Обработка воды производится быстро, что вызывает необходимость быстрого сброса воды, эффект от обработки сохраняется сравнительно недолго, что дает возможность микроорганизмам предпринять новую "биологическую атаку". По этой причине раньше чаще использовали неокисляемые биоциды, так как они обеспечивают долговременную защиту от биологической атаки. Стабильность неокисляемых биоцидов в то же время является их существеннейшим недостатком, поскольку при сбросе воды необходимо убедиться, что окружающей среде не будет нанесен ущерб.

В некоторых областях еще используются биоциды, основанные на производных изотиазолина. Эти продукты высокоэффективны против бактерий, водорослей и грибков. Интересный класс продуктов представляют собой биоциды на основе брома, содержащие органические бактерициды. Эти вещества теряют свою токсичность в охлаждающей воде под воздействием гидролиза в короткий промежуток времени и затем могут быть безопасно сброшены.

Окисляющие биоциды

Наиболее часто применяющиеся окисляющие биоциды это хлор, диоксид хлора, озон и перекись водорода.

Добавление хлора широко распространено в промышленном секторе, хотя оно связано с вероятным образованием органических соединений хлора в циркуляционной воде, содержащей много органики.

Риск образования органических соединений ниже в случае применения диоксида хлора и почти полностью исчезает, если используется озон, однако в последнем случае размер инвестиций и эксплуатационные расходы на проведение биоцидной водообработки значительно выше.

Количество хлора, диоксида хлора и озона, присутствующих в охлаждающей воде, может быть легко определено с помощью анализов. Это даёт возможность быстро и эффективно определить токсичность сточных вод.

Биоцидная и бактерицидная обработка воды

Для бактерицидной водообработки и контроля количества микробиологических организмов в охлаждающих водных системах до недавнего времени использовалось большое количество различных соединений. Ключевыми факторами были эффективность биоцида и экономическая эффективность программы водообработки. В последнее время на первый план выходят экологические аспекты. В связи с этим большое количество высоко эффективных биоцидов (например, хлорированные фенолы, алкилолигоамиды, нитрохлорбензолы, органические соединения серы) были запрещены для использования по причине их высокой токсичности.

По этой причине в настоящее время используются экологически более безопасные биоциды, прежде всего -  неокисляющие а из окисляющих такие как, диоксид хлора, гипохлорит натрия, перекись водорода или озон, бром. Эти соединения быстро распадаются после использования с образованием хлоридов, кислорода и воды (биологически неактивных веществ).

Эффективная программа водообработки с целью контроля микроорганизмов и БПК в открытых циркуляционных системах должна состоять из следующих шагов:

Определение причин появления биологических загрязнений

Идентификация загрязнений - проведение специальных микробиологических анализов

Составление плана водообработки

Подбор и применение подходящего биоцида возможно совместно с дисперсантом, способствующим отслоению биологических отложений

Подбор способа применения биоцида (шоковая обработка или непрерывная обработка)

Мониторинг биоцидной обработки (инспекции, мониторинг теплопередачи)

Хлор

Хлор - один из наиболее химически активных элементов и вступает в реакцию со множеством соединений даже при комнатной температуре.

Газообразный хлор, будучи растворенным в воде, испытывает реакцию диспропорционирования в результате которой образуется соляная кислота (HCl) и хлорноватистая кислота (HOCl):

Равновесное состояние этой системы почти полностью на стороне кислот, даже при 0°С.

Хлорноватистая кислота разлагается следующим образом:

Реакция равновесия (2) сильно зависит от pH раствора:

При pH < 7,5 присутствует в основном HOCl

При pH > 7,5 присутствует в основном OCl^- (гипохлорит)

При pH > 10 присутствует только OCl^-

Хлорноватистая кислота HOCl - активный биоцидный компонент хлора.

Механизм действия хлора

Бактерицидное и биоцидное действие хлора почти исключительно объясняется высокой химической активностью и высокой окислительной способностью хлорноватистой кислоты (HOCl).

Окисление веществ живой клетки в этом контексте представляет особую важность. Энзимы - это биологические катализаторы, которые помогают клеткам регулировать метаболические процессы. Они являются наиболее чувствительной частью клетки. Поскольку энзимы находятся внутри клетки, защищенные клеточной мембраной, биоцид должен проникнуть сквозь эту мембрану, прежде чем оказать действие.

Тот факт, что хлорноватистая кислота HOCl в недиссоциированной форме имеет значительно большую способность к проникновению через клеточную мембрану, чем ион OCl^-, объясняет большую эффективность свободной кислоты. Свободная кислота HOCl имеет в 100 раз большую биоцидную эффективность, чем анион OCl^-. Таким образом, хлорирование охлаждающей воды эффективно только в том случае, если значение pH меньше 7,5.

Если pH выше, в качестве биоцида применяется HOBr - бромноватистая кислота. Причиной этого является то, что HOBr почти совершенно не разлагается при pH 8,5 и поэтому сохраняет биоцидную эффективность. Однако применение HOBr дороже и дает более интенсивный запах, чем использование HOCl.

Применение хлора и соединений хлора

Хлор поставляется в стальных цилиндрах или стальных бочках. Он поступает непосредственно в градирню через раздаточное устройство для хлорного газа. Агрессивность и токсичность хлора делает необходимыми большие вложения в раздаточное оборудование и специальное оборудование по обеспечению безопасности.

Применение раствора NaOCl значительно снижает требования к оборудованию. Тем не менее, необходима дозирующая система дополнительной подачи кислоты, чтобы поддерживать pH циркуляционной воды ниже 7,5.

Требуемая дозировка хлора

В результате регулярной и непрерывной подачи хлора должен возникнуть избыток свободного хлора в размере от 0,5 до 1 г/м³ в потоке охлаждающей воды. Концентрацию необходимо измерять непосредственно в системе. Из-за того, что хлор реагирует со многими веществами, содержащимися в воде и, таким образом, подвергается разложению, нужно добавлять большие количества хлора (до 20 г/м³), чтобы добиться необходимой концентрации хлора в том случае, когда циркуляционная вода сильно загрязнена. В нормально загрязненную воду (количество взвешенных твердых веществ < 10 г/м³) нужно добавлять от 2 до 10 г/м³ хлора. Хлор в охлаждающую систему предпочтительно добавлять с перерывами, например один раз в день или один раз в смену.

Некоторые микроорганизмы, образующие слизь (например, Crenothrix или диатомовые), стойкие при низкой концентрации хлора. Это также верно для зеленых водорослей, таких как Chlorella, Scenedesmus и Pedistrum. В таком случае рекомендуется поддерживать концентрацию хлора около 5 г/м³ в течении 1,5 часов.

Очень большая дозировка хлора требуется для обработки охлаждающих систем, которые содержат видимые слизистые отложения (слизеобразующие бактерии), так как хлор и HOCl с большим трудом проникают через слизистую оболочку бактерий.

Рекомендуется использовать хлор в комбинации с неионогенным дисперсантом, активатором биоцида, чтобы обеспечить проникновение хлора в слой биомассы.

Для того, чтобы снизить негативное воздействие на поверхностные природные воды, сточные воды из открытой охлаждающей системы могут быть сброшены в окружающую среду только если концентрация свободного хлора в них низка, например в Германии ПДК хлора составляет 0,3 г/м³. В качестве предупредительной меры сброс продувочной воды должен быть полностью приостановлен на время хлорирования.

Диоксид хлора

Риск образования органических соединений хлора можно снизить, если в качестве биоцида применять диоксид хлора ClO₂. Поскольку ClO₂ это химическое соединение, которое не проявляет длительной стабильности, его нужно заново вырабатывать каждый раз незадолго перед применением. Реакция следующая:

Cl ₂ + 2 NaClO₂ —> 2 NaCl + 2 ClO₂

Размеры инвестиций настолько высоки, что, за редким исключением, ClO₂ не применяется в охлаждающих системах.

Озон (O₃)

Озон - очень сильно окисляемый, нестабильный газ, который возможно произвести только на месте с использованием высокого напряжения. Имея ввиду тот факт, что озон высоко токсичен, стоимость внедрения оборудования и эксплуатационные расходы, связанные с производством озона, очень высоки. Озон разрушает белковые клетки энзимных структур и, таким образом, препятствует дыханию клеток.

Хотя озонизация в настоящее время является наиболее дорогим методом биоцидной водообработки, она применяется там, где образование органических соединений должно быть гарантировано исключено. Другое преимущество использования озона для водообработки заключается в абсолютной нетоксичности кислорода, который образуется при распаде озона. Это означает, что реки и озера не загрязняются при сбросе продувочной воды.

Перекись водорода

Самый простой в использовании биоцид - это биоцид на основе перекиси водорода H₂O₂. Здесь, также как и в случае с озоном, нет риска образования органических соединений и, кроме того, циркуляционную воду можно сбрасывать без ущерба для окружающей среды после короткого времени циркуляции в охлаждающей системе.