1　前言

近年来, 国内外都把微生物控制放在循环冷却 水水质处理中的重要位置。采用杀菌剂对微生物的 繁殖进行控制是一种普遍采用且行之有效的方法, 即向循环水中投加杀菌剂, 对微生物生命活动的某 方面进行干扰和破坏, 从而达到控制微生物繁殖的 作用。这对保护设备、延长设备使用寿命、提高生产 率、节水节能、提高经济效益具有重要意义。

2　循环冷却水用杀菌剂现状

目前国内使用最多, 技术较成熟的杀菌灭藻技 术为化学杀菌技术。这类技术是利用化学药剂对细 菌进行杀除, 即使用杀菌剂。对于这类药剂的一般要 求为: 高效、低(无)毒、无腐蚀, 同时具有缓蚀、阻垢 作用或能与缓蚀剂、阻垢剂配合使用, 成本低、生产 及运输安全, 投药方便。化学除藻剂一般分为氧化性 和非氧化性两大类。

2 . 1　氧化性杀菌剂

氧化性杀菌剂应用较早, 在冷却水中已用了半 个多世纪了, 人们对它的了解越来越深入了。这类杀 菌剂通常是一些强氧化剂, 如卤素中的氯、溴和碘, 还有氯的化合物、臭氧等。大体可分为五大类: 氯基 杀菌剂、溴基杀菌剂、二氧化氯、过氧化物和臭氧。

2. 1. 1　氯基杀菌剂

这类杀菌剂的主要品种有氯气、次氯酸钠、次氯 酸钙、氯胺丁、二氯及三氯异氰尿酸、二氯二甲基海 因(DCDMH)等。
氯气杀菌力强、效果好、来源广泛、使用方便, 可 与许多水质处理药剂一起使用而互不干扰或干扰很 少, 是应用最广泛的一种杀菌剂。但是, 因为其一系 列的副作用, 使其应用受到了限制。在杀菌剂市场对氯气的限制使溴、臭氧和二氧化氯等受到广泛关注。

2. 1. 2　溴基杀菌剂

这类杀菌剂的主要品种有溴化钠/氯气、次氯酸 钠、臭氧、溴/氯溴、稳定性溴溶液、卤化海因 (BCDMH—溴氯二甲基海因、 BCM EH—溴氯甲乙 基海因、 DBDMH—二溴二甲基海因) , 溴化钠/氯化 异氰尿酸。
有机溴杀菌剂是一种相对较新的杀菌剂, 它在 国外最初是作为一种粘泥抑制剂, 主要用于控制冷 却塔上的塔泥增长, 后来发现它具有优异的杀菌灭 藻性能, 又将它作为循环冷却水系统的杀菌剂。但有 机溴能降低循环水中的总磷值, 造成总磷异常, 在含 有有机磷盐的循环水中则不宜使用此类杀菌剂, 还 有溴化物较昂贵, 到目前为止, 这一致命的经济因素 使得用溴的系统还是少于用氯的系统。

2. 1. 3　二氧化氯

二氧化氯杀菌效果好、用量少且作用快持续时 间长, 并在大的PH 值范围内均有很强的杀生能力, 同时排放的污水中没有余氯, 不存在污染河流的问 题。二氧化氯还不与水中的酚类产生有怪味的氯酚, 不与水中的氨生成有害的氯胺, 与水中的腐殖质及 有机物反应也不会产生有毒的有机卤代烃, 这些特 点使它非常适合于合成氨厂和炼油厂的冷却水处 理。二氧化氯杀生范围广而且微生物对它的耐药性 亦较差, 但二氧化氯在水中易挥发, 要现场发生, 经 济上没有优势。

2. 1. 4　过氧化物

这类杀菌剂的主要品种有过氧化氢与过氧乙 酸。
过氧化氢的一个突出优点是它不会形成有害的 分解产物, 它的分解产物主要是氧和水, 但多年来在 冷却水系统中没能推广应用, 其原因是它在低温和低浓度下活性较低, 可被过氧化氢酶和过氧化物酶 分解, 并未被美国环保局(EPA )注册认可。过氧乙 酸是一种强有力的广谱杀菌剂对革兰氏阳性和阴性 菌、酵母菌、霉菌、厌氧菌和产孢子菌以及藻类均有 效, 且分解产物无毒对环境友好, 已通过了美国环保 局注册认可, 过氧乙酸还可与冷却水中的一些常用 的阻垢缓蚀剂有很好的相容性, 是一种很开发前景 的杀菌剂。

2. 1. 5　臭氧

臭氧是一种强氧化剂具有优异的杀菌效果, 可 降低细菌总数, 从而减少粘泥附着, 由于臭氧能氧化 水中的生物体等有机物, 因此, 可明显降低水的浊 度、悬浮物、 COD 等, 大大改善了循环水水质, 减少 了排污, 提高了浓缩倍数。但臭氧对藻类控制不好, 冷却塔暴露处有青苔, 另外向水中大量投加臭氧同 时也增加了水中的溶解氧, 溶解氧的腐蚀也是循环 水系统的一个重要问题, 还有臭氧的氧化性太强, 对 水中有机物有分解作用, 使得其它的缓蚀阻垢剂几 乎无法与之匹配, 臭氧在水中的溶解度小, 又必须现 场发生, 导致成本过高。目前冷却水处理中单独用臭 氧作杀菌剂并不普遍。

2 . 2　非氧化性杀菌剂

非氧化性杀菌剂是冷却水处理中另一大类杀菌 剂, 它的种类很多, 其杀菌效果有的比氧化性杀菌剂要好。
非氧化性制剂有取代氧化性制剂的趋势。目前, 国内外一般采用季铵盐为杀菌灭藻剂, 非氧化性制 剂用的较多的还有酚类, 因为酚能溶于苯酯类, 从而 渗透到细胞体内与细胞质作用形成胶体溶液, 并使 蛋白质变性, 而杀死微生物。另外酚全被氧化为醌,再与生物体蛋白质的羰基和氨基进行加成反应, 使 生物体组织变性。
除了这两类杀菌剂外, 还有一些发展起来的新 技术如酶处理技术及复配式杀菌等。

3　发展趋势及方向

随着水资源的日益紧张和排污标准的日益严格 以及人们对冷却水系统中微生物和生物粘泥、污垢 问题的日益重视, 另外由于冷却水系统中微生物种 类的多样性决定了杀菌剂种类的多样性, 近年来虽 然不断有各种类型的杀菌灭藻技术被开发, 但成本 低、高效、低(无)毒、对人畜生物无毒副作用、且对设 备无腐蚀作用的却不多见。因此, 开发杀菌剂及其复 合配方、研制杀生剂的应用技术已成为十分重要的 任务。为此, 应加强以下几个方面的工作:
(1) 应根据绿色化学和污染防止的原理和思路 而设计, 以环境、性能、经济为目标, 开发出低毒、易 生物降解、高效的药剂。
(2) 加强理论研究, 提高创新意识。加强对的药 剂作用机理和协同作用的研究, 从而最大限度地发 挥各种药剂的性能。
(3) 在现有杀菌剂的基础上开发复配式杀菌产 品, 以发挥现有杀菌剂品种的潜力, 减少开发新杀菌剂所带来的巨大耗费。
(4) 尽量开发有针对性的特效杀菌剂。
(5) 加强生物杀菌剂的研究, 生物技术成本低、 杀菌效果好、无毒副作用、无腐蚀, 极具有发展前途, 无疑将成为杀菌技术努力发展的方向。