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复合药剂的选用原则

复合药剂的选用原则

目前.用于中央空调冷却水水处理的缓蚀剂、阻垢剂品种较多,其组成的复合药剂的种类相对来说就更多。随着用于中央空调水处理的化学药剂的深入研究和冷却水水处理要求的全面提高。今后还会不断涌现出新的缓蚀剂和阻垢剂。对此要选到合适的复合药剂.一般应考虑以下几项原则。

(l)根据水质特性.通过模拟试验筛选出适宜的复合药剂.在实际运行过程中.视其效果再调整各组分的配比及投加量。在无实验条件的状况下,可以参考同类冷却水系统的运行数据。但不宜直接套用其配方,因为水质特性、系统组成、运行条件、操作方式等不同,可能会使缓蚀阻垢效果产生较大差异。

(2)要注意协同效应。优先采用有增效作用的复合配方.以增强药效.降低药耗。

(3)复合药剂的使用费能承受得了.而比购买要方便。

(4)配方中各药剂不应有相互对抗的作用,而且与配用的杀生剂相容。

(5)含有复合药剂残液的冷却水排放时,应符合环保部门的规定。对周围环境不造成污染。

(6)不会造成换热表面传热系数的降低。

4.2.5阻垢缓蚀剂的加药,

(l)首次加药量。中央空调循环冷却水系统阻垢缓蚀剂的首次加药量,可按下式计算:

(2)运行时的加药量

①中央空调敞开式循环冷却水系统运行时,阻垢缓蚀剂的加药量可按下式计算:

②中央空调密闭式循环冷却水运行时.阻垢缓蚀剂的加药量

4.3杀生剂

为了清洗剥离中央空调水系统中由微生物引起的黏泥、结垢. 就需要添加适当的杀菌灭藻剂和污泥剥离剂,投放到水中以杀死微生物或抑制微生物生长或繁殖的化学药剂一般称为杀生剂,又称为杀菌灭藻剂、杀菌藻剂、杀菌刹等。

4.3.1杀生剂的选择及影响杀生效率的因素

选用杀生剂时.除了一般要考虑的高效、广谱、易溶、杀生速度快、余毒持续时间长、操作简便、价廉易得、使用费用低等问题以外,还要考虑水的pH值适应范围、系统的排污量、药剂在水中的停留时间、与其他化学药剂的相容性、自身的稳定性以及对环境污染的影响等问题。

(l)冷却水的pH值。微生物的繁殖都有适宜的pH值范围.

一般藻类在5.5~8.5范围内,而细菌则多数在5一8范围内,但总的看来绝大多数微生物一般都能在pH值为6.5~8.5的环境下繁殖。因此.选用杀生剂时其适用范围尽量宽一些。

(2)药剂的停留时间。药剂在循环冷却水系统中的停留时间与排污率和系统的水容积有关,排污率大,而系统水容积小时,停留时间就短,反之则停留时间就长。如果停留时间短,就要考虑选用低剂量、杀生速度快的药剂;如果停留时间长.则可选用杀生作用慢或稳定性好的杀生剂。

(3)与其他化学药剂的相容性。杀生剂与其他加人冷却水的化学药剂(如阻垢剂和缓蚀剂)不互相干扰、杀生效率不变或提高. 则表明有较好的相容性;如果效力降低则表明它们之间不相容。

(4)与有机物的吸附作用。某些有机杀生剂具有表面活性,易被水中的有机物质、细菌黏泥和悬浮的有机物所吸附,从而降低其杀生活性,只有这种吸附作用的杀生剂主要是季铵盐类化合物。在排污率比较小的系统中.即杀生剂停留时间长的情况下应慎乖考虑这个问题。

(5)稳定性。无论是有机还是无机杀生剂,在水中常受到pH值和温度的影响.pH值过高或过低都会使其杀生性能降低或产生水解的可能性。不受这些影响或影响较小的杀生剂即认为其稳定性较好。

(6)起泡。具有表面活性的季铵盐类有机物在水中易产生泡沫,泡沫多会降低杀生剂的作用,尤其是在高浓缩倍数的冷却水系统中应考虑这一影响因素,它不仅降低杀生剂的杀生效力。而且还导致系统中的水污染。

(7)水中污染物质。水中悬浮物和污泥较多的系统,采用任何杀生利都会降低其杀生效力,如果采用产生泡沫少的表面活性剂或分散剂则可弥补此影响。

(8)环保要求。有此杀生剂的杀生力较强,如氯酚类和一些重金属盐的杀生刘,但由于其本身的毒性太大,在排污时不可避免地要带出一些残余量.会对环境甚至人身安全造成危害。因此要格外慎重地对待。杀生后杀生剂容易生物降解,不会产生毒性累积的好。此外,各种杀生剂不可能对所有的微生物都有满意的杀生效果.因此应多选择几种药剂配合使用。为了防止微生物的抗药性,还应选择几种药剂轮换使用。

4.3。2投放药量和投药方式

投放杀生剂要保持足够的剂量,剂量低了反而会刺激微生物的新陈代谢.促进其生长,因此,要保证药剂投入水中一定时间后还有一定的剩余浓度。

投药方式一般有三种:连续投加、间歇投加和瞬时投加.其中采用多的是定期间歇投药方式。在投药相同的情况下.采用顺势投加可以造成某一段时间内的高浓度.往往可以得到良好的杀生效果。连续投药消耗量大.只有在瞬时投加与间歇投加都不起作用时才采用。

非氧化性杀生剂每月宜投加一至两次,每次加药量可按下式计算

非氧化性杀生剂宜投加在冷却塔集水盘的出水口处。

4.3.3常用杀生剂

常用的杀生剂按其作用机理可分为两大类:氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂。

4.3.3.1氧化性杀生剂

常用的氧化性杀生剂有氯、次氯酸盐、氧化异氰尿酸、二氧化氯、臭氧、溴及溴化物以及一些过氧化物等。它们具有较强的杀生性能和较广泛的杀生作用.所以又称为广谱性杀生剂。但是如果长期使用.则会产生抗氯性的微生物。使得微生物的繁殖难以控制。

(1)氯。氯用于水处理中杀菌消毒的历史为悠久。它具有杀菌力强、价格低廉、来源方便等特点。

氯进人水中.就会与水发生水解反应,生成盐酸和次氯酸:

CL十H0—HCL+HCLO

次氯酸还可以在水中发生电离,产生H和Cl0

HCLO一H++CIO

作为微生物杀生剂,次氯酸的杀生效率比次氯酸根离子要高20倍。一般以氯为主的微生物控制方案的溶液pH值范围以6.5~ 7.5为佳。另外,氯能程度不同地氧化(破坏)水中的某些有机阻垢剂或缓蚀剂,例如氨基三甲叉麟酸(ATMP)和疏基苯唑(MBT)。

在循环水系统进行微生物的生长控制时,水中游离活性熟的浓度一般控制在0.5~1.omg/L范围内,这时水中绝大多数微生物的生长将得到抑制。当与非氯化性杀生剂联合使用时.水中游离活性氯的浓度可控制在0.2一0.5mg/L范围内。

为使氯作为杀菌剂达到大的杀生效果。应注意以下几个方面的问题。

①通氯时,水的pH值不能太高.在水中应保持一定的余氯量,一般在一段时间内须保持余氯在0.5一1xl0。

②要防止碱性物质如氨等进人循环系统。

③当有大量污泥和污垢积聚时,会消耗大量的氯气,使余氯量很难保持在要求的范围内.因此应适当多添加一些氯。

(2)次氯酸盐。常用的次氯酸盐有次纵酸钠,次氯酸钙和漂白粉。

次氯酸盐在水中能生成次氯酸.所以.它们的杀生效果与氯极相似。目前在中央空调水处理药剂中.次氯酸盐主要用于处理和剥离设备或管道内的黏泥。因此。次氯酸也是一种黏泥剥离药剂。

(3)氧化异氰尿酸。氧化异氰尿酸又称氯化二聚异械酸。它能在水中水解.生成次氯酸和异氰尿酸.所以.它的杀生作用与次抓氯酸盐和氯相似。

(4)二氧化氯。二氧化氯是一种杀生能力比氯强、杀生作用比氯快、剩余剂量和杀菌性能持续时间长的氯化性杀生剂。它不仅具有和氯气相似的杀生性能.而且能控制黏泥生长。

二氧化氯的用量少,用2.omg/L的二氧化氯作用30min能杀灭100%的微生物,而且剩余的二氧化氯尚有0.gmg/L。二氧化氯适用的pH值范围广,它在PH值6~10的范围内能有效地杀灭绝大多数微生物。它不与水中大多数有机胺类水处理药剂发生化学反应。

(5)臭氧。臭氧是一种氧化性很强但又不稳定的气体。在水溶液中。臭氧保持着很强的氧化性。

臭氧作为杀生剂不会增加水中的氯离子浓度,排放时不会污染环境或伤害水生物.因为臭氧在光合作用下会分解生成氧。在一般情况下.水中残余臭氧的浓度应保持在0.5mg/L左右。

(6)溴及溴化物。在酸性或低PH值的水中,人们常用氯作为杀生剂。但是在碱性或pH值偏高的水中,由于氯和水反应生成的次氯酸会水解生成杀生能力很差的ClO,从而使其杀生作用大为减弱。因此.在碱性或pH值偏高的水中.以溴及小溴化物作为氯的替代品.溴的杀生能力非常快。在相同的条件下,溴可以在4mim内使细菌的存活率降低到0.000l%.而氯则不能。

目前可供选择的溴化物杀生剂有卤化海因(溴氯甲基海因、二溴二甲基海因、溴氯甲乙基海因等)、活性溴化物和氯化溴(BrCl)三大类。

4.3.3.2非氧化性杀生剂

在某些方面,非氧化性杀生剂比氧化性杀生剂更有效或更方便。因此,在许多中央空调循环水系统中,常常是非氧化性杀生剂与氧化性杀生剂两者联合使用。

常用的非氧化性杀生剂有以下几种。

(l)季铵盐。季胺盐类杀生剂是一类有机铵盐,它具有离子型化合物的性质。极易溶于水而不溶于非极性溶剂,纯品一般为白色结晶,化学性质稳定,属非氧化型杀生剂。

作为杀生剂使用的季铵盐。其中一个烃基往往具有的长碳链结构。具有长碳链的季铵盐分子中,既有憎水的烷基.又有亲水的季铵离子.因此.它又是一类能降低溶剂表面张力的阳离子表面活性剂。由于它具有杀菌性能和表面全开性作用。 因此,季铵盐既是很好的杀菌剂。又是很好的污泥剥离剂。剥离作用和杀菌作用是密切相关的.菌藻被杀死后,它对黏泥的附着力降低或消失,加上表面活性剂特有的去污性能,就可以使其容易从黏泥剥离而悬浮在水中。污泥的外层生物被剥离后.杀生剂又可渗透接触新裸露的生物层再发挥它的杀灭作用和剥离作用。例如:十二烷基二甲从基溴化胺.其分子式:CZBrN.它的分子量为384.42。它的物理性质是:无色或淡黄色固体或胶体:有芳香气味,味极苦:溶于水.微溶于乙醇.强力振摇时,能产生大量泡沫。它的主要用途是:属于非氧化性杀菌剂.广谱杀菌剂.对异养菌、铁细菌、硫酸盐还原菌的杀菌率达99%。是一种阳离子表面活性剂,有良好的分散和剥离黏泥的功效。作为中央空调循环冷却水系统的杀菌灭藻和去黏泥剂。使用量为50~1oomg/L.采用冲击式投药方法。使用时避免与阴离子表面活性剂混用使用时泡沫多,可用消泡剂进行消除。

使用季铵盐作为杀生剥离刹时需要注意以下几点。

①避免与阴离子表面活性剂共同使用,因为往往易产生沉淀而失效.但与非离子型表面活性剂共存时则无不良影响。

②在一定范围内温度高时杀菌能力增强。50℃时的杀菌力约为常温时的十几倍。

③在弱碱性的水质(pH=7~9)中效果较好。

④投药方式。一般采用每天少量投药的方法.这样有利于抑菌;排隔数日后再进行一次冲击式大剂量投药.这有利于杀菌。为了杀灭已有一定耐药性的微生物.采用与其他杀菌剂交替使用的方式.可获得较好的结果。

⑤不能与氯酚类杀生剂共用。

⑥大量金属离子Al、Fe的存在会降低药效。

⑦水中有机物较多时会吸附消耗一些季铵盐药剂。

⑧起泡较多。常须使用消泡剂。

(2)氯酚类。氯酚类杀生剂主要有双氯酚、三氯酚、五氯酚的化合物。双氯酚制成的水溶液是一种高效广谱的杀生剂;对铁细菌、硫酸盐还原菌等都有较好的杀生作用;氛酚类杀生剂由于其毒性大、易污染环境,故近年来应用已经很少。

(3)有机锡化合物。常用的有机锡化合物有氯化三丁基锡 、氢氧化三丁基锡和氧化双三丁基锡。

有机锡化合物在碱性pH值范围内的使用效果好。它们常与季铵盐或有机胺类配合或复配成复合杀生剂。

(4)有机胺类。某些有机胺类化合物是效率很高的生物杀生剂。常用的有机胺类杀生剂有松香胺盐、p胺和二胺等。

(5)有机硫化合物、常用的有机硫化合物杀生剂有二硫氰基甲烷、二甲基二硫代氨基甲酸钠和乙撑双一二硫氨基甲酸二钠等。它们都具有低毒、水溶和易于使用等特点。

二硫氰基甲烷又称二硫从酸甲酯,是一种使用广泛的有机硫杀生剂。它对抑制藻类、真菌和细菌有效,并且价格低廉,杀生效果好。经过水解后的化合物毒性低.没有污染的麻烦,常被推荐使用于排放限制严格的主要需要控制黏泥细菌的冷却水系统,用量为10~25mg/L。

(6)异唑啉酮。异唑啉酮是一种较新的杀生剂。作为杀生剂使用时常使用它的衍生物.如2甲基一4一异唑啉酮一3一酮和5一氯- 2一甲基一4异唑啉酮一3一酮。

异唑啉酮的使用浓度相对比较低,即使浓度在0.5 xl0,它仍然能有效抑制水中细菌、典菌和藻类的生长.故使用它作为杀生剂时.可以有效降低水处理药剂的成本,

异唑啉酮是一种广普杀生剂。它能迅速穿透黏附在设备表面的生物膜。对生物膜下面的微生物进行有效的控制。异唑啉酮在较宽的pH值范围内具有良好的杀生性能。它们是水溶性的.可以和有些药剂复配使用。在通常的使用浓度下.异唑啉酮与氯、缓蚀剂和阻垢剂在水中是彼此相容的。

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