انتخاب و کاربرد بایوسایدهای غیر اکسنده برای سیستم های خنک کننده آبی

در سال های اخیر، در استفاده از بایوسایدهای اکسید کننده برای کاربرد آب خنک کننده در فرآیندهای عمومی صنعتی، تجدید نظر قابل توجهی انجام گرفته است. با این حال، به نظر می رسد بایوسایدهای اکسیدکننده به ندرت می توانند پاسخ کاملی برای حل مسئله کلی مشترک بین دو مورد زیر ارائه دهند:
۱٫ جمعیت میکروبی به درستی کنترل و از نظر کمی در کمترین حد ممکن نگه داشته می شوند.
۲٫ سیستم های خنک کننده میزبان به شیوه ای تمیز و ایمن به کار خود ادامه می دهند.
در نتیجه، بسیاری از سیستم های آبی، برنامه های کنترل میکروبیولوژیکی را طراحی می کنند که بایو سایدهای اکسید کننده و غیر اکسیده کننده را با هم ترکیب شده تا بتوانند به طور مؤثرتر از ویژگی های هر نوع ماده شیمیایی استفاده کنند. و در بسیاری از سیستم های خنک کننده صنعتی، اکسید کننده، در واقع، نقش دوگانه در از بین بردن آلاینده های فرآیند نفوذ دارد و متعاقباً به عنوان یک بیوستات سطح پایین، عمل می کند در حالی که غیر اکسید کننده، به عنوان یک عامل از بین برنده میکروبیولوژیکی مرتباً با شوک عمل می کند.
متأسفانه ، هیچ راهنمایی برای انتخاب و استفاده از میکرو بایوسایدها موجود نیست که بتواند کنترل میکروبیولوژیکی مداوم و مؤثر را در انواع مختلف سیستم های خنک کننده موجود (و تحت بسیاری از شرایط عملیاتی ممکن) تضمین کند. برنامه های استفاده از بایوساید مؤثر اغلب مبتنی بر درجاتی از آزمایش و خطا توسط مهندسین میدانی، همراه با تجربه قبلی و توسط بخش فنی آنها پشتیبانی می شوند. بخشی از دلیل غنای محصولات این است که حل و کنترل موفقیت آمیز و مداوم مشکلات مربوط به رسوب، آلودگی، زیستی و خوردگی ناشی از رشدمیکروبیولوژیکی در سیستم های خنک کننده، دشوار است. به عنوان یک نتیجه، همیشه بازاری برای شیمی جدید و مؤثرتر بایوسایدها، روش های بهتر استفاده، و اختراعات جدید در این زمینه وجود دارد.
برخی از عواملی که مهندس خدمات هنگام بررسی بایوسایدها باید مورد توجه قرار دهند عبارتند از:
• میزان کاربرد و تعداد دفعات استفاده از بایوسایدها.
• استفاده از بایوسایدها یا سایر پاک کننده ها.
• زمان بازداری و سرعت آب عبوری از سیستم.
• pH سیستم خنک کننده، کلریدها، TDS یا سایر پارامترهای تحلیلی مرتبط، از جمله بارگذاری آلاینده فرآیند یا مواد مغذی سیستم خنک کننده.
• بارگذاری میکروبیولوژیکی فلور ، شامل لجن ، SRB ، بیوفیلم و غیره.
• سازگاری و تأثیرات احتمالی بر سایر بازدارنده های شیمیایی.
• مقایسه هزینه های بایوساید پیشنهادی با سایر بایوسایدهای اولیه ممکن.
• وجود خوردگی، رسوبات و سایر مشکلات گزارش شده.
به طور کلی، تمیز کردن یک سیستم خنک کننده میکروبیولوژیکی با استفاده از یک بایوساید امکان پذیر نیست، زیرا بایوسایدها به تنهایی هرگز در از بین بردن یا پراکندگی لجن ها صددرصد مؤثر نیستند. همچنین امکان کنترل رشد بیولوژیکی ناگهانی، با بکارگیری برنامه های کاربردی بایوسایدها ، یا با داده های ناکافی در بارگیری، یا نتایج بسیار محدود از اثر استفاده قبلی امکان پذیر نیست.
یک اقدام کنترل میکروبیولوژیکی برنامه ریزی شده، جامع، اما قابل انعطاف، که شامل یک میزان مناسب از نظارت است، همیشه مورد نیاز است. انعطاف پذیری به دلیل ماهیت پویای سیستم های خنک کننده، بسیار مهم است.
کنترل میکروارگانیسم ها و رسوبات زیستی موجود در سیستم های خنک کننده کاملاً ضروری است. کنترل با روش های مناسب نگهداری و با نظارت، کشتار و حذف ارگانیسم ها و مواد معدنی کشف شده حاصل می شود. تمیز کردن سیستم تمیز ، آسان تر و به طور قابل توجهی ارزان تر از متوقف شدن سیستم، بواسطه کثیفی است.
محدودیت بایوسایدهای اکسید کننده این است که آنها بر خلاف برخی بایوسایدهای غیر اکسید کننده در نفوذ و پراکندگی آلودگی های بی هوازی سنگین، ضعیف هستند. آنها همچنین کاملاً نسبت به آنچه اکسیده ، حمله یا خورده می شوند کاملاً بی اثر هستند. بنابراین، یک نیاز اساسی برای سموم دفع آفات غیر سمی به عنوان مکمل بایوسایدهای اکسید کننده وجود دارد.

سؤالات اساسی قبل از انتخاب بایوساید غیر اکسید کننده

برخی از سؤالات کلیدی که فروشندگان تصفیه آب برای تهیه یک برنامه بایوسایدی مناسب به آن احتیاج دارند:
• چه مشکلی گزارش شده یا مشاهده شده است، و کدام یک از این مشکلات قابل حل است؟
• اهداف واقع بینانه برای اقدام یک برنامه جدید یا اصلاح شده بایوسایدی چیست؟
• آیا برنامه جدید هزینه بیشتری را نسبت به هزینه فعلی دارد؟
• چه نوع بایوساید (های) غیر اکسید کننده باید استفاده شود؟
• آیا باید بایوسایدهای غیر اکسید کننده یک ماده شیمیایی اکسید کننده موجود را که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرد، پشتیبانی کند؟
• چگونه باید برنامه جدید اعمال و پایش شود؟
• چه تغییراتی در برنامه عملیاتی فعلی مورد نیاز خواهد بود؟
• آیا اپراتورهای سایت و یا شرکت خدمات، درگیر کار بیشتری خواهند شد؟ اگر چنین است، تا چه حدی و جنبه های منفی برنامه بایوساید چیست؟
• مزایای ملموس چنین برنامه ای چیست و چه زمانی این مزایا چه برای اپراتورها و چه برای مدیریت قابل مشاهده خواهد بود؟
• آیا برنامه در نهایت مقرون به صرفه خواهد بود؟

مساله میکروبیولوژیکی اولیه

تعداد زیادی از میکروارگانیسم ها در سیستم های خنک کننده آب وجود دارند. اساسی ترین مشکلات میکروارگانیسم هادر درجه اول مربوط به سه حوزه می شود که شامل موارد زیر هستند:
• ارگانیسم های گرم منفی، مانند Pseudomonas sp ، به ویژه میکروب ها و لجن های بیوفیلمی که تولید می کنند.
• SRB ها، و لجن های خورنده و بی هوازی.
• جلبک زیست توده و لجن بدست آمده ناشی از آن.

نقطه شروع انتخاب بایوساید : بررسی بایوسایدهای موجود

موارد زیر یک لیست جامع نیست. همچنین، برخی از محصولات ممکن است قابل دسترس نباشند، یا اکنون از نظر زیست محیطی غیرقابل قبول تلقی شوند.

BHAP

۲-برومو -۴-هیدروکسی استتوفنون. گروه ارگانو برم. بایوسایدی مناسب برای لجن های باکتریایی است. برای شرایطی که نیاز به دوز مداوم یا نیمه مداوم در سطح پائین دارند مانند سیستم های خنک کننده، یک بار که در آن میزان دوز فقط ۱ تا ۳ میلی گرم در لیتر است، مفید است. به طور معمول به عنوان بایوساید فعال ۳۰ % عرضه می شود. میزان دوز برای سیستم های خنک کننده چرخشی معمولاً ۱۰ تا ۲۰ میلی گرم در لیتر است، اما احتمالاً در سیستم های دارای رسوب نیاز به ۸۰ میلی گرم در لیتر دارد. میزان دوز قابل توجهی بیشتر برای رسوبات قارچی مورد نیاز است. BHAP وابسته به pH نیست، بنابراین در مقادیر بالای pH مؤثر است. با این حال، BHAP دارای نیمه عمر نسبتاً طولانی است، به طور معمول ۱۷۵ تا ۲۵۰ ساعت، که ممکن است پتانسیل تخلیه سیستم خنک کننده را تحت تأثیر قرار دهد. سایر محصولات گروه ارگانو برم با مکانیسم های بیوشیمیایی مشابه عبارتند از: بیس برمو استیل بوتن (BBAB) و β- برومو-β- نیترو استایرن (BNS).

MBT

متیلن بیس (تیوسیانات). گروه ارگانو گوگرد. بایوسایدی نسبتاً سریع که عملکرد آن ۲ تا ۴ ساعت است. بایوسایدی عالی برای SRB ها است. مکانیسم عملکرد این بایوساید جلوگیری از انتقال الکترون ها در میکروارگانیسم ها و جلوگیری از مکانیسم های اکسیداسیون / کاهش است. MBT یک “سم آنزیم” است. این بایوساید غیر یونی است. این بایوساید به pH حساس است و به سرعت در pH بالاتر از ۷٫۵ هیدرولیز می شود. مقادیر بالای آهن حل شده، MBT را غیرفعال می کند. غلظت محصول معمولی به عنوان یک مایع کرمی ۱۰٪ فعال است. مقدار مصرف لازم جهت پاکسازی یک سیستم ۲۰ تا ۴۰ میلی گرم در لیتر است و غلظت نگهداری آن ۵ تا ۱۰ میلی گرم در لیتر است. MBT در آب خیلی محلول نیست و نفوذپذیری کمی دارد.

Polyquat

بسیاری از مواد پلی کوات وجود دارد و نمونه آن پلی [اکسی اتیلن (دی متیل ایمینو) اتیلن، دی کلرید] است. پلی کوات ها پلیمرهای کاتیونی با طیف گسترده و با وزن مولکولی کم برای سیستم های خنک کننده و هواسازها هستند. پلی کوات ها نقش بسیار کمی در بایو تصفیه آب های آلوده با مواد جامد معلق زیاد دارند، اما برای سیستم های خنک کننده مفید هستند. پلی کوات ها نسبتاً بی خطر هستند و می توانند در استخرهای با میزان دوز کمتر (برای کنترل جلبک ها) استفاده شوند. در استفاده از این ترکیبات احتمال تحریک شدید پوست، مانند ایزوتیازولولین ها وجود دارد. به طور معمول، پلی کوات ها به عنوان ۱۵ یا ۳۰٪ فعال در تصفیه آب استفاده می شوند. برای محصول ۳۰٪ ، دوز نگهداری سیستم خنک کننده معمولی ۱۰ تا ۲۰ میلی گرم در لیتر است. قبل از استفاده سیستم باید تمیز باشد. زمان مورد نیاز ۶ تا ۸ ساعت است. بهترین دامنه pH بین ۷٫۵ تا ۹٫۰ است.

Isothiazolines

آلکیل ایزوتیازولین، گروه ارگانو گوگرد. ایزوتیازولین ها باکتری کش و جلبک کش هایی هستند که بر طیف گسترده ای از میکروارگانسیم ها موثر بوده و محدوده pH بالایی برای عملکرد دارند. ایزوتیازولین ها با مهار تنفس میکروبی و انتقال مواد غذایی از طریق دیواره سلولی از بین می روند. این سیستم به عنوان یک محصول استاندارد در صنعت برای سیستم های خنک کننده شناخته می شود اما می تواند گران باشد. ایزوتیازولین ها به عنوان مخلوط غلیظ فعال ۱۳٫۹٪ در برخی بازارها عرضه می شوند. همیشه به عنوان ترکیبی از مصرف ۱٫۵٪ فعال به کاربر نهایی عرضه می شود. ایزوتیازولین ها مایع سبز مایل به زرد هستند که به دلیل داشتن خاصیت تحریک کننده پوستی و چشم، نیاز به ایمنی بسیار دقیق دارند. آنها در برابر هر دو باکتری هوازی عمومی و اسپور سازنده، در محدوده pH از ۶٫۵ تا ۹٫۰ مؤثر هستند. ایزوتیازولین ها جلبک ها و قارچ کش های بسیار مؤثر هستند اما فقط در pH اسید تا کمی قلیایی وجود دارند. زمان مورد نیاز معمولاً ۵ تا ۶ ساعت است. ، برای ۱٫۵ درصد ایزوتیازولین فعال، میزان دوز به طور معمول ۵۰ تا ۱۲۰ میلی گرم در لیتر است.

(TBZ (Tertbuthylazine

۲- (ترشری بوتیل آمینو) ۴- کلرو-۶- (اتیل آمینو)-اس- تری آزین،یک جلبک کش عالی است که در ۱٫۰ تا ۱٫۵ میلی گرم در لیتر تریازین فعال بسیار مؤثر است. تری آزین واکنش فتوسنتزی جلبک را مهار می کند و بنابراین یک مهارکننده جلبک است. به عنوان یک قارچ کش یا باکتری کش موثر نیست. محصولات به طور معمول به صورت دیسپرس کننده فعال ۴٪ در دسترس هستند. شوک به میزان ۵۰ تا ۷۵ میلی گرم بر لیتر در برنامه های تمیز کردن یا ۲۵ تا ۳۰ میلی گرم در لیتر برای دوزهای نگهداری متناوب (۴٪ فعال) مورد نیاز است. TBZدر طیف گستردهای از pH سیستم خنک کننده آب عمل می کند و تحت تأثیر سختی آب، مواد ارگانیک یا یون های فلزی قرار نمی گیرد.TBZ با کلر سازگار است و اغلب در برنامه های بزرگ سیستم خنک کننده صنعتی از اکسید کننده ها استفاده می شود.