新型杀菌剂在循环水中的筛选及杀菌性能的评价

摘要：复配了五种类型的复合型杀菌剂，同时根据国家标准和行业标准，以杀菌率作为判断标准，对某火力发电厂中的冷却循环水中的细菌进行了实验室内杀菌试验，筛选出了两种杀菌效果好、持续时间长的杀菌剂。结果表明：将氧化型和非氧化型进行复配的杀菌剂，杀菌率高，杀灭效果持续时间长，比单一的杀菌效果有明显的提升。

关键词：循环冷却水；杀菌剂；杀菌率；性能评价

中图分类号：S482.2 文献标识码：A文章编号：

中图分类号：TM621.8 文献标识码：A

由于循环冷却水系统给各种微生物生长繁殖提供了优越的环境，这些细菌、真菌和藻类的大量繁殖给冷却水系统带来许多危害，诱导金属腐蚀，结垢。使系统传热效率降低，对机组的安全运行构成了威胁[1-2]。随着循环水浓缩倍率的进一步提高，循环水系统因细菌问题导致的腐蚀结垢事故加剧，因此，研究确定合理的杀菌灭藻工艺成为火电厂迫切需要解决的问题[3-4]。

1.实验部分

试验确定将复配的五种杀菌灭藻剂和循环水系统中常见的异养菌、铁细菌和硫酸盐还原菌作为研究对象；选择典型循环水水质进行研究。分别进行了药剂实验室的静态杀菌灭藻效果试验，最终确定适合循环水系统使用的杀菌灭藻处理工艺。

1.1 实验原料和仪器

实验原料：十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、异噻唑啉酮、二氧化氯、次氯酸钠、THPS（四羟烷基硫酸磷）、THPC（四羟烷基氯化磷）、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、磷酸二氢钠、磷酸氢二钾。

试验仪器：SPX-150型生化培养箱（江苏省金坛市医疗仪器厂）、YT-CJ-N型超净工作台（北京亚泰科隆实验科技开发中心）、YXQ-LS-100SII型蒸汽压力灭菌锅（北京成萌伟业科技有限公司）、SHKA4450-1CE型恒温摇床（上海泰恒科学仪器有限公司）。

1.2 杀茵效果评价研究方法及原理

杀菌剂性能是一项综合指标，主要包括杀菌性能、物理性能、化学性能、复配性能及其它方面的综合性能。试验围绕杀菌剂杀菌性能展开研究，以GB50050—1995《工业循环冷却水处理设计规范》以水中异养菌数小于5×105个/mL为评价基准和DL/T1116-2009,《循环冷却水用杀菌剂性能评价》中的平皿计数法来测定细菌数量，进而计算杀菌率[5-6]。计算公式为：

由于加药后细菌数量的变化直接反映杀菌的效果，通常以杀菌率作为其杀菌性能的评价指标。本试验研究主要以此项杀菌率的大小来判断杀菌剂的劣和杀菌工艺的合理性。将杀菌率在90％以上和杀菌时间在240h作为一个衡量标准。

水质指标

循环水水质与细菌滋生繁殖密切相关，因此杀菌试验必须选择具有代表性的水质进行，该研究的试验用水采用某电厂运行机组循环冷却水。循环水水质全分析结果和相关参数见表1。

表1电厂冷却循环水水质情况

杀菌剂的复配

在杀菌剂的配方中，通过选择不同的杀菌原料，配制了五种含量为40%的YFC型、F型、H型、Y型五种不同类型的杀菌剂。其中YFC型为含有卤素的氧化型杀菌剂配方；F型为烷基磷酸盐和烷基卤代磷和氧化型杀菌剂复配的杀菌剂配方；Y型为有机季铵盐和氧化型杀菌剂复配的杀菌剂配方，H型为有机季铵盐复配的杀菌剂配方；D型为异噻唑啉酮和有机季铵盐复配的杀菌剂配方。

杀菌效果的检测方法

向试验水样中添加不同种类的杀菌剂，将加药后的水样和空白样同时放入生化摇床中，模拟循环冷却水系统运行条件，控制摇床温度为40℃，转速为100r/min～120 r/min.。在加药后不同时段，按照GB/T 14643.1《工业循环冷却水中菌藻的测定方法》分别测定水样中异样菌总数，计算不同药剂在不同时间内对异养菌的杀灭率。每次取1.0ml试验水样测定异养菌总数。取样后向试验水样中补加1ml稀释水，使其体积始终保持在100ml[7]。

2.试验结果

根据国标和行业标准的检测方法，先将水样在37℃培养到细菌总数在l07个/ml以上，进行异养菌数量的检测，再取样分别加入五种不同的复合型杀菌剂，加量为50PPM,再在培养箱中进行培养，连续监测细菌数量的变化和繁殖情况，计算杀菌率。具有代表性的不同类型杀菌剂的杀菌效果随时间变化情况见表2。

表2 杀菌率随时间变化的关系

根据上表杀菌效果随着时间变化的趋势可以看出，复配的杀菌剂从时间和杀菌率上都高于单一杀菌剂的效果，360h内的杀菌率基本都在90%以上。其中对菌类抑制持续时间最长的为Y-03和D-05，属于复配的氧化型的和非氧化型杀菌剂，两者的效果无显著差异，持续时间都在360h以上，其次是H-01和Y-01，持续时间为240h，抑菌效果最差的为F型号和YFC型号的杀菌剂，属于单一复配类型的杀菌剂，氧化型的杀菌剂的初始时的杀菌效果好，但是对细菌的生长抑制作用明显差于非氧化型的杀菌剂，同时非氧化型的杀菌剂只有在一定浓度下才能维持其杀菌效果。因此，为了达到最佳的杀菌效果，发挥不同的药剂的优势。采用复配类型的杀菌剂能够降低杀菌剂的加药量，同时维持持续的杀菌效果。

3讨论与建议

⑴建议该火电厂循环水系统采用复合处理的杀菌处理方式，推荐使用复合杀菌剂，将两种杀菌剂间隔使用，以防止水体细菌产生抗药性。

⑵对具体的循环水系统进行杀菌实验中可以得到，在初始阶段，氧化性的杀菌剂如次氯酸钠、二氧化氯的杀菌率高，达到99%以上，单剂的异噻唑啉酮和季铵盐类的杀菌剂的初始杀菌效果没有氧化型杀菌剂高，但是能维持较长时间的杀菌效果，复配的杀菌剂具有较好的杀菌的协同效应。

⑶针对不同的水质情况，可通过在室内的杀菌剂的评价手段，可制定有效的措施和方案选择适合的杀菌剂，预防在杀菌剂选择上的盲目性，从而提高杀菌效果，保证机组的安全稳定和经济运行。

4 结论

⑴从总体来看，单一杀菌方式只有当杀菌剂的剂量较高时方有良好的杀菌效果，复合杀菌效果比单一杀菌剂的杀菌效果要好。

⑵在某电厂的循环水条件下，进行了杀菌效果的实验，菌类抑制持续时间最长的为，Y-03和D-05，属于复配的氧化型的和非氧化型杀菌剂，两者的杀菌的持续时间都在360h以上，建议使用。

⑶对于不同的水质情况，复配杀菌剂的杀菌效果会有较大大差异，在现场加药前，需要对杀菌剂的效果进行室内评价，得出最佳的杀菌剂配方和加药量和加药间隔时间，从而提高杀菌效果，节约成本。

参考文献

[1] 王平，孙心利.火电厂循环水杀菌处理研究[J].水科学与工程技术2008,1:78-80

[2] 钟云泰.珠海发电厂循环冷却水系统海生物污染研究[C].广州.广东省电机工程学会2003-2004年度优秀论文集.2005.128-134

[3] 张越华，李景宁．循环冷却水处理中几种杀菌剂杀菌能力试验[J].化工时刊，2004，18(4):44-46．

[4] 何永江.几种杀菌剂在微生物控制方面的应用[J].工业水处理，2004,2:61-63．

[5] GB50050-1995工业循环冷却水处理设计规范[S].北京:中国计划出版社，2008.

[6] DL/T1116-2009循环冷却水用杀菌剂性能评价[S].北京:中国电力出版社，2009.

[7] GB/T 14643.1-2009工业循环冷却水中菌藻的测定方法[S].北京:中国标准出版社，2009.