含膦酸盐循环冷却水系统中辅助杀生剂的筛选试验

Posted 2023-01-13 真菌

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工业循环水系统中通常采用液氯作为广谱杀生剂，但氯是一种强氧化性杀生剂，会加速某些水质稳定剂的分解，过量的氯离子本身也是加剧循环水系统腐蚀的因素之一〔1〕。另外，由于氯气对循环水系统真菌的抑制作用欠佳，真菌超标现象时有发生，在每年的梅雨季节尤其严重，危及凉水塔内的木质结构，常常需要不定期地投加杀菌灭藻效率高、能与水稳剂协同作用的非氧化性辅助杀生剂。
通常，对辅助杀生剂性能的要求包括：与所采用的水稳剂互溶并且不会严重起泡，对异养菌、真菌、铁细菌和氨化菌等具有良好的杀生效果，对水稳剂的缓蚀阻垢性能无严重影响等几个方面。
1 试验
试验所用的Z851水质稳定剂原液和含Z851的循环水样，由镇海炼化公司化肥厂提供。Z851以膦酸盐和钼酸盐为主要成分，具有良好的缓蚀阻垢性能。现场循环水中Z851浓度为100～150mg/L，其中总磷10～15mg/L，浓缩倍数为3左右。
1.1 互溶试验
通常循环水系统对水质的浊度控制有严格的要求，水稳剂与杀生剂的相互影响首先表现在互溶性，所以，先根据现有的杀生剂样品在不同浓度下与含Z851的现场循环水及Z851原液的互溶情况和起泡严重程度，进行初步筛选。在淘汰了混合时发生絮状物沉淀、溶液混浊和起泡严重等现象的十几种杀生剂后，剩下SM—103、QS—2A、D—921和TM等四种样品，以下分别简称1、2、3和4号杀生剂。从厂家提供的资料看，1、2和4号杀生剂以异噻唑啉酮类物质为主要活性成分。
200mLZ851原液与5mL杀生剂原液的混合试验结果表明，上述四种杀生剂在浓度高达2 5%时，均能与未稀释的Z851原液较好地互溶。混合时无絮状物沉淀生成，溶液清澈、无混浊现象；但混合时有少量泡沫产生。
1.2 杀生试验
杀菌性能的测试按中石化总公司生产部编《循环冷却水分析和试验方法》(修订版)进行〔2〕，包括对异养菌、真菌、铁细菌和氨化菌的杀灭和抑制试验。
以真菌为例，试验方法如下：从循环水现场取上午8点以前未加氯气的水样，加真菌培养汤进行富集；用现场水样，将富集后的带菌水样稀释10～105倍，各取200mL，分别加入50mg/L和100mg/L杀生剂，在30℃和50℃的试验温度下，振荡杀生。在加入杀生剂1h、8h和24h后分别取样，加入培养基，在35℃的恒温培养箱内培养7d，采用平皿计数法计数，与空白对照计算杀生率。
试验结果列于表1。从表1可以看出，四种杀生剂对异养菌都有较好的杀生效果。对于真菌，3号杀生剂的杀伤效果稍差，其他三种杀生剂在50℃条件下的杀生效果极佳，但在30℃下效率都略低，说明温度稍高有利于对真菌的控制。在淘汰了3号杀生剂后，进行了对铁细菌和氨化菌的杀生试验。
结果表明，在加入杀生剂1h后杀生效果欠佳，8h后效果达最佳值，24h后杀生效果又稍有降低，这是四种药剂的共同之处，也是异噻唑啉酮类杀生剂的特征之一〔3〕。
1.3 杀生剂对Z851的影响试验
1.3.1 缓蚀试验
在取自现场的含Z851水稳剂的循环水样中，分别投加50mg/L和100mg/L杀生剂，配成试验用水，采用A3钢Ⅱ型标准试片，在转速73r/min、30℃和50℃的条件下，连续进行72h的旋转挂片试验，结果见表2。表2中的腐蚀率数据说明四种杀生剂对Z851的缓蚀性能无显著影响。
1.3.2 阻垢试验
用现场循环水配成含钙离子约250mg/L的试验用水，以100mg/L的浓度分别加入1、2和4号杀生剂，在阻垢性能快速测定仪上，恒温80℃、曝气10h，静置16h后，测定溶液上清液中钙离子浓度，与原配制水样的钙离子浓度对照，计算不同杀生剂存在时，Z851对碳酸钙垢的阻垢率，试验结果表明，杀生剂的投加对Z851的阻垢性能无明显影响(见表3)。
2 结论
通过混合互溶、杀生和缓蚀阻垢三方面的试验，筛选出的1、2和4号三种杀生剂对异养菌、真菌、铁细菌和氨化菌具有较高和持久的杀生效率，与Z851水稳剂互溶性能良好、起泡量少，并对Z851的缓蚀阻垢性能无不良影响。
这三种以异噻唑啉酮为主要活性成分的非氧化性杀生剂，可作为含膦酸盐循环冷却水系统的辅助杀生剂使用，也可与膦酸盐水稳剂原液互溶、复配，成为集缓蚀、阻垢和杀菌于一体的多功能水稳剂。