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1、循环冷却水系统中的生物分散剂周伟生 (天津化工研究设计院，天津300131)生物粘泥的控制多年来，水处理工作者发明了许多化学处理工艺来控制生物粘泥，例如已经使用 氧化型和非氧化型杀菌剂，如氯气、次氯酸钠、二氧化氯、季胺盐化合物、甲醛等来 控制生物粘泥。水处理工作者所面临的问题之一是优化杀菌剂的品种和使用浓度。在冷却水中，即使投加杀菌剂的浓度适当，仍存在许多因素使它们不能发挥作 用。 一些杀菌剂由于与水体中的还原物质作用(如卤素)而失去药效。季胺盐杀菌剂对 水 体中的钙和硫酸盐离子非常灵敏，重金属物质遇蛋白酶后会失效等。许多种类的杀 菌 剂能够被水体中的悬浮物所吸附，它们不能对生物粘泥保持长时间
2、的抑制。此外， 高浓 度的杀菌剂增加水体中的毒性导致排放问题。生物粘泥沉积的厚度也是生物粘泥控制中的一个重要因素。已生长的生物粘泥阻 止杀菌剂穿透生物膜，仅仅杀灭生物粘泥表面的微生物会造成生物粘泥的快速恢复和 生长。粘泥底部的硫酸盐还原菌会继续腐蚀设备。对于有一定厚度的生物粘泥，杀菌 剂可通过沉积粘泥的外层渗透至内层。扩散公式如下：Cs=CtAe6 C。：溶液中杀菌剂的浓度； C。：在厚 度为t处的杀菌剂浓度；A，b：系统常数。从上式可以看出，如果溶液中杀菌剂的浓度C。是其通过扩散到达沉积厚度为t处的 浓度C。的10倍，那么如果要在沉积厚度为2t处达到相同的扩散浓度C。，则需要使溶液 中的杀菌
3、剂浓度增加到100C。这足以说明有机物对杀菌剂向生物粘泥(胞外多糖)的 渗透起着阻碍作用。能够有效突破胞外聚合物层的处理工艺将有效地减少杀菌剂的用 量，并大大提高系统的杀菌灭藻效果。许多杀菌剂在控制悬浮液中的细菌时有效，但对生物粘泥中的细菌无效，这是由 于许多杀菌剂难以穿透生物粘泥。基于以上考虑，许多水处理工作者通过添加生物分 散剂来改善杀菌剂的使用效果。生物分散剂具有分散、渗透和抑制腐蚀等多重功能。 它们可以提高杀菌剂渗入沉积物的扩散速率并疏松和分散沉积的生物粘泥。生物分散剂为了有效的控制生物膜中的细菌，杀菌剂通常与生物分散剂一起使用。生物分散 剂通过增加杀菌剂向生物膜的渗透性提高杀菌效果。
4、生物分散剂可通过对系统表面的 渗透和取代导致生物粘泥的脱落。微生物被剥离后，使杀菌剂更有效地接触表面残余 的有机物和释放到水体中的浮游生物。它们在水体中具有较长的残留时间并对细胞和 生物粘泥的生长起到长期的抑制作用。生物分散剂可以防止细菌向固体表面的吸附，防止生物粘泥和微生物造成的腐 蚀，特别是由于硫酸盐还原菌造成的腐蚀。生物分散剂可以和金属表面作用防止细菌 吸附，增加杀菌剂对悬浮液细菌的杀灭效果，降低水中的细菌总数。生物分散剂降低 冷却水系统的毒性及系统的排污量。这是由于许多生物分散剂是无毒的，它们能增加 杀菌剂的杀灭效果，降低杀菌剂的用量。生物分散剂由于成本低于杀菌剂且使用浓度 低，使用生
5、物分散剂可降低水处理费用。生物分散剂也可用来维持溶液中杀菌剂的活 性组分，例如它可使水溶性差的杀菌剂易于与水混溶。许多物质呵用作生物分散剂， 但它们的功能差异很大。因此，人们在不断地寻找更好的可用作生物分散剂的原料。现已汪明生物分散剂在与氧化型和非氧化型杀菌剂一起使用时，在防止浮游生物 和粘泥生成方面具有极佳的效果。Buckman实验室已通过添加杀菌剂和生物分散剂来 对循环水中的微生物进行化学控制。该公司使用的生物分散剂是DMAD和SADA。我 们的实验室已开发出生物分散剂TS一830，它对生物粘泥具有极佳地剥离、杀灭、清洗和 抑制腐蚀的效果，并已成功的应用于冷却水中。有一些生物散剂为杀菌剂、
6、助剂和载体的混合物。杀菌剂和助剂的复合可提供快 速的杀灭率并且在水中具有较长的停留时间，因而可以起到长期防止菌藻的目的，而 且两者具有协同效果。当然，这些微生物分散剂最好含有表面活性剂以产生一个稳定 的分散或使非连续相均匀地分布到连续相中。向表面活性剂中添加螯合剂可进一步提 高生物分散剂的活性。金属离子，特别是钙离子可键合生物膜中的聚合物分子稳定生 物膜。螯合剂可络合对生物粘泥有稳定作用的钙离子使生物分散剂更有利于对生物膜 作用。结论总之，未来的水处理技术不仅注重化学处理过程，而且应越来越重视消除生物粘 泥的危害。人们会更加关注杀菌剂，生物分散剂对生物粘泥的去除效果。最终的结果 是使系统比以往更清洁更有效的运转。
