中浩远达|工业循环水非氧化性杀菌剂
结合当今工业循环水处理运行现状，对各种非氧化性杀菌剂在工业循环水处理上的应用做了介绍和评述。
微生物如果在循环水系统中大量繁殖，对热力设备的安全经济运行产生严重的影响，主要危害有一下三方面：
1、产生生物黏泥，从而造成管线、设备及冷却塔的堵塞和结垢，降低换热器的传热效率和冷却塔的冷却效率；
2、生物黏泥粘在金属表面上，成膜缓蚀剂难以成膜。同时菌藻的新陈代谢会造成磷系缓蚀阻垢剂的分解，造成药剂失效；
3、微生物自身生长繁殖会产生各种类型的酸，如硫细菌产生硫酸、硝化细菌产生亚硝酸和硝酸等。上述酸都会造成腐蚀，形成垢下腐蚀。
在循环水系统中必须控制微生物的生长繁殖，行之有效的方法就是投加杀菌剂。
1非氧化性杀菌剂的分类及特点
根据各种非氧化性杀菌剂的自身结构，大致可以分为两大类：聚合物类与非聚合物类。
聚合物类包括聚季铵盐、聚六亚甲基胍等；非聚合物类包括异噻唑啉酮、戊二醛、季铵盐、
季鏻盐、有机硫等。
1.1聚合物类非氧化性杀菌剂
1.1.1聚季铵盐
应用在工业循环水处理的聚季铵盐通常是环氧氯丙烷-二甲胺共聚物或聚二甲基二烯丙基氯化铵，均为较强的阳离子高分子聚合物，水溶性好，能与水任意比例混溶，对pH值不敏感，具有抗氯降解作用。此杀菌剂可以杀死或控制各种藻类的滋生，是有效的黏泥控制剂，用作杀菌剂时投加量一般为20～50mg/L，用作黏泥剥离剂时投加量一般为50～200mg/L。
在循环水系统中无毒、无味、无泡沫，并且还有降低浊度的作用，决解了使用季铵盐作为黏
泥剥离剂时起泡的问题，是一种多功能的非氧化性杀菌剂。由于其阳离子度较高，在使用时
不可与阴离子的表面活性剂混用。
1.1.2聚六亚甲基胍(PHMG)
PHMG是一种环境友好型高分子聚合物杀菌剂，溶于水之后带有正电荷，能够很好的吸附在带有负电荷的细菌、病毒的表面，从而抑制微生物的分裂功能，使细菌病毒丧失生殖能力，同时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，从而使微生物迅速窒息而死。PHMG无毒、无臭、不燃、不爆、无腐蚀性、无副作用、使用安全、性价比高等优点。
1.2非聚合物类非氧化性杀菌剂
1.2.1异噻唑啉酮
异噻唑啉酮是一类衍生物的通称，它的常用组分为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，商品异噻唑啉酮是两者1:3的混合物。其抑菌能力较强，pH范围广并且不起泡沫，在较低的浓度下就能很好的控制细菌的生长。混溶性好，能与氯、缓蚀阻垢剂、大多数阴、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂相容。对环境无害，在水中降解速率快。
但是异噻唑啉酮对微生物黏泥剥离效果差，当有硫化物存在时其杀菌活性将会被破坏，所以
在使用异噻唑啉酮时只能当作一种辅助抑菌的手段来使用。
1.2.2戊二醛
戊二醛作为杀菌剂的特点是几乎无毒，使用pH范围广，耐高温，是杀灭硫酸盐还原菌的特效药。在对冷却水的推荐使用浓度下，戊二醛几乎没有毒性，它本身会发生生物降解。随着社会环保意识的加强，戊二醛杀菌剂将有很大的发展前途。
有研究表明，戊二醛特别适合碱性循环水，杀菌能力随着pH的提高而增强。pH值对戊二醛杀菌剂杀菌效果的影响见表1。这加宽了在高浓缩倍数运行下杀菌剂的选择。戊二醛在与氨、胺类化合物发生反生而失去活性，另外其价格昂贵，性价比低。但有关研究发现，戊二醛与季铵盐复配后会大幅度降低戊二醛的使用量，当戊二醛与季铵盐的复配比例在1:1或2:1时，比单独使用两种产品的杀菌剥离效果更好。
1.2.3鏻季盐
季鏻盐是国外1990年推出的一种的新型的高效广谱的水处理杀菌剂，其分子结构与季铵盐相似，有一个长碳链烷基，有一个带正电荷的中心原子和相应的负离子，只是鏻阳离子代替了氮阳离子。工业循环水比较常用的产品有四甲基氯化鏻(TMPC)、四羟烷基硫酸鏻(THPS)、四羟烷基氯化鏻(THPC)等。
季鏻盐作为杀菌剂时，可以和各种带负电荷的缓蚀阻垢剂同时使用，不易产生沉淀，基本上不影响缓蚀阻垢剂的使用效果。还能与其他阴离子缓蚀剂发生协同效应，是一种具有缓蚀、阻垢和杀菌的多功能药剂。
1.2.4季铵盐
季铵盐是一类阳离子表面活性剂，广泛的用在控制循环冷却水的微生物上，除了有较强的杀菌作用还具有很好的渗透和分散能力，与大多数水质处理剂相容，能在较宽的pH范围内起到效果。
有研究发现，季铵盐中碳链的长短对杀菌能力影响较大，当碳原子少于10或大于16时，杀菌能力不大，其中C14杀菌能力最强。长期使用季铵盐微生物容易产生抗药性，药效下降，且使用时泡沫多，不易清除。克服这些不足，国内外先后有开发了季铵盐新品种，比如双烷基碳链长为C5-C8的产品，具有投药浓度低，药效持续时间长，灭菌效果好，泡沫少等优点。
1.2.5有机硫杀菌剂
有机硫杀菌剂使用最广泛的是二硫氰基甲烷。它是一种广谱性杀菌剂，对细菌、真菌、藻类及原生动物都有较好的杀菌效果，特别是对硫酸盐还原菌效果最佳。
二硫氰基甲烷不适合应用在高碱度循环系统，对水的pH非常敏感，在水中的半衰期与pH的关系表2所示，适宜的pH值范围为6.0～7.0。另外二硫氰基甲烷不溶于水，所以通常与一些特殊的分散剂和渗透剂共同使用，使药剂能有效的分散，并增加药剂对于藻类和细菌黏液层的穿透性，从而提高药剂的使用效果。
对非氧化性杀菌剂今后发展的几点建议
在当今工业循环水的发展中，由于氧化性杀菌剂的功能局限性及环保的限制，开发新型、环保、多功能的非氧化性杀菌剂的工作逐渐提上日程。
建议从以下几个方面来展开研究工作：
（1）根据绿色化学理念，开发高效、低毒、环境友好型的杀菌剂。常规的杀菌剂对人类和
水生物都有不同程度的毒性，在环境中易积累，对环境造成长期的破坏，因此环境友好型非
氧化性杀菌剂是今后研发的重点。
(2)开发复配式非氧化性杀菌剂。在现有单体杀菌剂的基础上，重点对药剂的作用机理和协同功能进行研究，弥补单一药剂在使用过程中的缺陷和不足。
(3)开发新型高效的非氧化性杀菌剂。在其分子结构中包含杀菌、缓蚀和阻垢的官能团，产品本身具有较高的渗透、剥离等杀菌效果外，还具有缓蚀阻垢的功能。
(4)加强生物杀菌剂的研究。生物杀菌剂具有成本低、杀菌效果好、无腐蚀、无毒无害等特点，具有良好的发展前景，无疑是未来非氧化性杀菌剂发展的道路之一。
