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水处理杀菌剂的分类与种类

作者:admin   时间:2018-05-11 16:41   



一、污水处理系统中常见的细菌及其危害
在适宜的条件下,大多数细菌在污水系统中都可生长繁殖,其中危害最大的为硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB)(也称粘泥形成菌 )和铁细菌(FB)。
1、硫酸盐还原菌(SRB):厌氧条件下将硫酸盐还原成硫化物的细菌。
①生长繁殖环境:
A、pH值范围:5.5~9.0,最适宜pH值为6.5~7.5。
B、温度:该细菌的生长温度随品种而异,分中温及高温两种。中温型的为20~40℃,最适宜的温度为25~35℃,高于45℃停止生长。高温型的最适宜温度为55~60℃。
②、生存部位:
     A、水管线的滞流点如弯头、闸门、水表等处,也存在于垢下或管底沉积物中能够局部形成厌氧的环境中;
     B、各种水罐罐壁垢下及罐底淤泥中;
     C、滤罐滤料及垫层中;
     D、回注污水的注水井油管与套管环形空间中。
③、SRB的危害 :
硫酸盐还原菌对钢铁腐蚀的原理:在厌气环境中有硫酸盐还原菌存在时,与污水接触的钢铁表面也可形成若干对腐蚀电池。其反应如下:
    在阳极部位铁被溶解:
                    4Fe→Fe2++3Fe2++8e
    阴极部位反应比较复杂,在无氧又无硫酸盐还原菌时,仅发生放氢反应而停止腐蚀。当水中有SO42-及SRB时,SRB靠它的氢化酶及SO42-进行如下反应:
          4Fe+SO42-+4H2O→FeS+3Fe(OH)2+OH-
在反应中六价硫还原成二价硫,SRB获得了能量,生成了腐蚀产物FeS及Fe(OH)2
    当水中含有较多CO2时,S2-和Fe2+反应如下:
S2-+ 2H2CO3→H2S+2HCO3-
Fe2++ H2S→FeS+2H+
在厌气环境下将水中无机硫酸盐还原成硫化氢,从而对钢罐及管线形成腐蚀;产生的腐蚀产物FeS使水质变差,随水注入地层引起堵塞,该菌菌体也可堵塞地层。因此,有效地控制硫酸盐还原菌是十分必要的。一般有三种方法可以解决:一是已构成堵塞时用机械或水力清洗管线或设备;二是采用合理的污水处理工艺,尽量减少曝空气量;三是处理工艺及注水工艺全部密闭再进行杀菌处理。第二种办法虽不能彻底清除细菌危害,但在未采取杀菌措施的情况下也可减轻腐生菌的危害。第三措施是彻底解决细菌问题的办法,应尽量采纳。
2、粘泥生成菌(腐生菌TGB)
①、粘泥生成菌:在有氧条件下,能形成粘膜的细菌,习惯称为腐生菌。
②、生存环境 :主要存在于低矿化度(不大于5000mg/L)的污水处理系统,但在高矿化度或闭式污水及注水系统中,也有此类细菌存在;在含油污水与清水混注系统(清水含溶解氧,含油污水含有机化合物,混合后矿化度降低,温度25~35℃,具有粘泥生成菌生长繁殖的适宜环境条件)。
③、危害:形成肉眼可见的菌膜和悬浮物,堵塞污水管线、水处理设备和地层。
3、铁细菌(FB)
     铁细菌是自然界分布很广的一种微生物,其典型的生理特征是:能在氧化亚铁生成高价铁化合物起催化作用,可以利用铁氧化中释放的能量来满足其生命需要,能大量分泌氢氧化铁成沉淀型结构。铁细菌的习性、作用和危害:是好氧菌,但在0.1mg/L的少量氧的条件下也能生长,数量增到一定程度时,可造成危害。其作用是:Fe2+→Fe3+ 把可溶的二价铁盐转变成蜂窝团胶状的氢氧化铁沉淀。
     危害:造成堵塞;形成浓差电池而引起腐蚀;为硫酸盐还原菌的生长繁殖提供条件。
二、杀菌机理
1、氧化性杀菌剂:氯、臭氧等均为强氧化剂,通过强氧化作用破坏细菌细胞结构,或氧化细胞结构中的一些活性基团杀菌。
2、非氧化性杀菌剂(如季铵盐):降低表面张力,选择性地吸附在菌体上,在细胞表面形成一层高浓度的离子团,直接影响细胞膜的正常功能。
三、常用水处理杀菌剂
杀菌剂一般从使用功能和其组成上分为氧化型和非氧化型两大类。常规氧化型杀菌荆维持药效时间短,在碱性条件下使用量大,而且容易造成环境污染。
目前市场上表面活性剂类杀菌剂占31 %,含硫化合物占23 %,含氯化合物占17.5 %,海因类占9 %,戊二醛占8.5 %,其他约占10 %。
1、季铵盐类
季铵盐类杀菌剂是一类抗菌性的表面活性剂,应用最广。其中阳离子表面活性剂使用最早也最多,具代表性的杀菌效果最好的是脂肪铵的季铵盐。常见的有十二烷基二甲基苄基氯化铵 (代码 1227)、十二烷基三甲基氯化铵(代码 1231)、聚季铵盐(代码 SH800)、十二烷基二甲基苄基溴化铵(商品名称新洁尔灭)、双C5烷基季铵溴盐、氰基季铵盐、双季铵盐等.其中以复配型高效广谱杀菌剂SH801最具有代表性,该类杀菌剂毒性小,杀菌效率高,受 pH值变化的影响小,使用方便,化学性能稳定,分散作用及缓蚀作用好。
2、季磷盐类
我国 90年代初引进使用季磷盐杀菌荆,它是一种新型、广谱、高效的杀菌剂,具有优良的杀菌性能和优良的粘泥剥离作用,但进口产品价格昂贵。目前,江门市桑海杀菌防腐技术研究所已经研制开发同类SH870系列杀菌剂。
3、有机醛类
醛类杀菌剂较常用,杀菌效果较好,其杀菌效果与化合物结构相关,主要有甲醛、异丁醛、肉桂醛、丙烯醛、乙二醛、苯甲醛、戊二醛等。其中戊二醛、甲醛和丙烯醛等较多使用。丙烯醛因有较大的毒性和刺激性,甲醛的使用浓度高,并且刺激性大,现场使用很少。戊二醛虽然价格昂贵,目前也有与其它药剂复配使用。
4、含氰化合物类
含氰类杀菌剂杀菌效率高,价格低廉。最常见最常用的为二硫氰基甲烷,它一般与其它助剂复配使用,如SH850二硫氰基甲烷、十二烷基二甲基苄基氯化铵、表面活性荆加溶剂复配而成,SH851是二硫氰基甲烷、表面活性剂加溶剂复配而成,SH858是二硫氰基甲烷、双砜加溶剂复配而成的等。该类杀菌剂毒性较大,在碱性条件下容易分解且自身溶解性较差,所以常常填加一些表面活性剂助溶,从而提高杀菌效率 。
5、杂环化合物类
杂环类杀菌剂杀菌效率高、掺量较低、与其他水处理剂有很好的配伍性能等优点。其主要有咪唑类衍生物(如甲硝唑)、吡啶类衍生物(如十六烷基溴化吡啶)、噻唑、咪唑啉、三嗪的衍生物、异噻唑啉酮、聚季噻嗪、聚吡啶、聚喹啉等类型。但该类杀菌剂存在水溶性较差、易吸附损失、成本较高、部分化合物对好氧菌无杀菌效果等缺点。
6、复合型杀菌剂
复合型杀菌剂提高了杀菌剂的广谱性,也不同程度的提高了杀菌剂的杀菌效率。比如 SH800由十二烷基二甲基苄基氯化铵 1227与双氧化物加其它助剂复合而成,SH840由有机胍与季铵盐加表面活性剂加溶剂复合而成,SH810由季铵盐与戊二醛复合而成,SH820由苯酚与有机胺加甲醛复合而成的。这些复合杀菌剂不同程度地解决了现场的一些实际问题,取得了较好的应用效果。
7、多功能型杀菌剂
由广东省江门市桑海水处理杀菌技术研究所自主研发的杀菌阻垢消泡一体剂,具有使用效率高,用量少,不易产生耐药性,综合处理效果受环境影响小,并能简化水处理施工步骤等特点,是一类新型的杀菌剂。
四、水处理杀菌剂的发展趋势
1、高效、低毒 、速效、广谱、稳定性强、配伍性好、无副作用、不产生抗药性、一剂多用、经济实用将是水处理杀菌剂的发展趋势。
2、致力于多功能杀菌剂的研究。
五、水处理杀菌剂的选择
1、根据不同的水质、细菌的种类,特别是pH值。 当pH值较高时,不宜用氯气等氧化性杀菌剂,而季铵 盐类杀菌剂pH值越高越好。 当水中含有Fe2+和H2S时,不宜使用氧化性杀菌剂,否则不仅会增加氧化性杀菌剂用量,而且会影响处理后的水质,形成二次污染。
2、所选择的杀菌剂要与阻垢剂、缓蚀剂等其他助剂有好的配伍性,即不互相降低各自的效果,水质要稳定。加入后,不能增加水中的胶体颗粒数,能均匀溶解水中,且清澈透明。
3、杀菌剂使用一定时间后,往往有抗药性,杀菌效果降低,这时应改为另一种杀菌剂,因此每种水应筛选两种杀菌剂。
4、应注意选择性价比高、运输方便、使用方便的杀菌剂。
5、选择低毒无二次污染的杀菌剂。
6、无论使用什么杀菌剂都要进行杀菌试验及配伍性试验。所取水样应有代表性,当水中含菌量不高时,可取回水样在一定有利于细菌繁殖的条件下进行培养,使菌量高时再作筛选试验用。
六、水处理杀菌剂的投加
1、连续投加:控制细菌数量的增加。
2、间歇冲击投加:大剂量投加杀灭大量细菌。
3、连续投加与间歇冲击投加两种方式相结合。
4、加药点 :一般设在污水处理系统的远端,如进站来水处(除油罐前)。为确保注水水质,一般在污水处理的滤后或注水泵进口设加药点。
5、加药量:
A、连续式投加:开始浓度较高 ,细菌数量控制下来后,采用相对较低的加药浓度。有效浓度由室内评价和现场细菌分析确定。
B、间歇冲击投加:定期使用较高浓度的杀菌剂通过污水处理系统灭菌。加药周期、加药量、加药时间,根据室内评价和现场细菌分析而定,通过现场实践进行调整。
6、细菌数量监控:
污水处理系统加入杀菌剂后,要定期取样,按常规方法进行细菌计数,随时调整加药方式和加药浓度,确保杀菌剂杀菌效果。