殺菌劑的殺菌能力

循環(huán)冷卻水處理的生產(chǎn)實(shí)踐與監(jiān)測表明,循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的環(huán)境對微生物繁衍提供了優(yōu)越的條件。微生物給循環(huán)水帶來的危害較大,控制微生物是循環(huán)冷卻水處理的關(guān)鍵。據(jù)統(tǒng)計(jì),許多嚴(yán)重的腐蝕破壞,70%～80%直接由細(xì)菌引起或者與細(xì)菌有關(guān),其中特別重要的是 酸鹽還原菌(SRB)、鐵細(xì)菌、腐生菌和細(xì)菌等。科學(xué)工作者經(jīng)過研究和分析認(rèn)為,腐蝕破壞的很大一部分是由 酸鹽還原菌引起的。因此SRB引起的微生物腐蝕(MIC)受到了較大的重視。

SRB是一類化能異養(yǎng)的厭氧性細(xì)菌,能利用 酸鹽或其他氧化態(tài)化物作為電子受體來異化**物質(zhì),在這過程中能夠把SO42-還原成S2-較終形成H2S,而自身獲得能量。SRB廣泛存在于土壤、污水、海水、地下管道、油氣井及循環(huán)冷卻水系統(tǒng)等處,有不同的種,普遍描述的SRB有兩個(gè)屬,即脫弧菌屬(Desulfovibrio)和脫腸狀菌屬(Desulfotomaculum)。
微生物的控制需要綜合防治,其中殺菌劑的作用不容忽視。面對著名目繁多的殺菌劑,本文選用了電廠常規(guī)使用的殺菌劑:氧化性殺菌劑、非氧化性殺菌劑和新型殺菌劑異噻唑啉酮3種殺菌劑。研究這3種殺菌劑對發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)中的 酸鹽還原菌的殺菌能力。

1材料與方法
1.1殺菌劑
(Trichloroisocyanuricacid),英文縮寫TCCA,分子式C3Cl3N3O3,為氯代異氰脲酸類產(chǎn)品。此產(chǎn)品微溶于水,在水中的溶解度(25℃時(shí))為1.2%,易溶于丙 酮和堿溶液[1]。
(glutaraldehyde)[(CH2)3(CHO)2]為*廣譜殺生劑,水溶性良好,能與水以任何比例互溶,加入水中無色無味無臭,無腐蝕性,使用的pH值范圍較廣,堿性條件下效果較佳,可以有效地剝離生物黏泥和生物膜,不發(fā)泡,使用方便。在無機(jī)離子存在條件下,特別是二三價(jià)陽離子較多時(shí),能增強(qiáng)殺生效果。
異噻唑啉酮(isothiazolone)是一類較新的廣譜殺生劑,于20世紀(jì)90年代在我國推廣應(yīng)用。目前工業(yè)水處理中使用的異噻唑啉酮?dú)⑸鷦┦?--4-異噻唑啉-3-酮和5-氯-2--4-異噻唑啉-3-酮的混合物,通常兩者的量比為1∶3。
1.2菌種及培養(yǎng)條件
菌種取自發(fā)電廠循環(huán)水冷卻塔塔底黏泥,富集后分離純化用于試驗(yàn)。
培養(yǎng)介質(zhì)采用PostgateC培養(yǎng)基。其組成如表1所示。

用HCl和NaOH(0.05mol/L)調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH值至7.3,在0.14MPa滅菌鍋中消毒20min,冷卻后加入經(jīng)紫外消毒的維生素C。培養(yǎng)時(shí)在(37±1)℃下恒溫培養(yǎng)。
試驗(yàn)起始 酸鹽還原菌的菌量控制在1×105～1×107個(gè)/mL。
1.3試驗(yàn)方法
試驗(yàn)針對菌種為SRB,以不加殺菌劑的菌液為空白。首先通過采用四試管簡易絕跡稀釋法測定殺菌劑較低殺菌濃度(theminimuminhibitoryconcentration,MIC)。在此基礎(chǔ)上,殺菌劑分別以一定的濃度梯度加入到接種了定量SRB的培養(yǎng)基中,置于培養(yǎng)箱中37℃恒溫培養(yǎng)。經(jīng)6、12、24、48、72、96、120、144h培養(yǎng)后取出,用血球計(jì)數(shù)板進(jìn)行計(jì)數(shù),確定各種殺菌劑經(jīng)不同時(shí)間后的殘活菌數(shù)量[2]。
不同殺菌劑的殺菌能力用殺菌率的大小來衡量,殺菌率的計(jì)算公式為:殺菌率=[(起始菌數(shù)-存活菌數(shù))/起始菌數(shù)]×**。
2結(jié)果與分析
2.1較低殺菌濃度
選取、異噻唑啉酮、三氯異氰尿酸3種殺菌劑進(jìn)行四試管簡易絕跡稀釋法試驗(yàn),對懸浮SRB的殺菌效果見表2。

由表2數(shù)據(jù)可見,的較低殺菌的質(zhì)量濃度為20mg/L,異噻唑啉酮的較低殺菌的質(zhì)量濃度小于10mg/L,三氯異氰尿酸的較低殺菌質(zhì)量濃度為15mg/L。所以在下面的試驗(yàn)中分別選取20、5、15mg/L作為、異噻唑啉酮、三氯異氰尿酸3種殺菌劑投加量的較低濃度。
2.2不同殺菌劑較佳藥量
選取、異噻唑啉酮、三氯異氰尿酸3種殺菌劑做室內(nèi)靜態(tài)試驗(yàn),其殺菌效果見表3～表5。

從表3數(shù)據(jù)可知,在12h時(shí)殺菌效果較好,殺菌率均在80%以上,較佳投藥量為80mg/L,較長持續(xù)抑菌作用48h。目前對的殺菌機(jī)理并無統(tǒng)一認(rèn)識,有試驗(yàn)表明,與細(xì)胞壁上的肽聚糖反應(yīng)是殺菌的主要原因。當(dāng)溶液中存在陽離子時(shí)殺菌率顯著提高,這是因?yàn)楦锾m氏陽性菌細(xì)胞壁具有壁結(jié)構(gòu),革蘭氏陰性菌具有脂多糖結(jié)構(gòu),兩者都帶負(fù)電荷,在溶液中存在陽離子時(shí)可以中和細(xì)胞表面的電荷,從而有利于進(jìn)一步同細(xì)胞壁上的肽聚糖作用[3]。

從表4數(shù)據(jù)可知,異噻唑啉酮較佳投藥量為65mg/L,在48h的殺菌效果較好,較長藥效持續(xù)時(shí)間72h。異噻唑啉酮在試驗(yàn)中表現(xiàn)出較好的持續(xù)抑制作用,觀察到*120h仍有較好的抑制作用。異噻唑啉酮是通過斷開細(xì)菌和藻類蛋白質(zhì)的鍵而起殺生作用的,它與微生物接觸后,*抑制其生長,這種抑制過程是不可逆的,從而導(dǎo)致微生物細(xì)胞的死亡。嚴(yán)格來講,它是一種微生物生長抑制劑。異噻唑啉酮具有廣譜*、作用時(shí)間長、低毒、pH使用范圍廣、配伍性好、不起泡沫,并能阻止黏泥生成[4]。

從表5數(shù)據(jù)可知,三氯異氰尿酸的殺菌效果和持續(xù)時(shí)間都比較差,較高殺菌率也僅達(dá)到50%,藥效期也較短,24h之內(nèi)基本上全部失效。這主要是因?yàn)槿犬惽枘蛩嵩谒械娜芙庑员容^差,無法實(shí)現(xiàn)大濃度投加藥劑,其次是因?yàn)槿犬惽枘蛩釟⑸淖饔脵C(jī)理[5]。三氯異氰尿酸殺生作用主要是水解生成的次氯酸和活性氧引起的,與次氯酸鹽和氯相似,它可以代替液氯或次氯酸鹽用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的殺菌。次氯酸*擴(kuò)散通過微生物的細(xì)胞壁,與原生質(zhì)反應(yīng),而且因其分子小,不帶電荷,易于侵入細(xì)胞內(nèi),與細(xì)胞的蛋白質(zhì)生成化學(xué)穩(wěn)定的N—Cl鍵,將菌體蛋白酶氧化而將微生物殺死。產(chǎn)生的次氯酸越多,殺菌力就越強(qiáng),而次氯酸的多少還與溶液的pH值有關(guān),pH值低,次氯酸就多,殺菌能力就愈強(qiáng)。而此次試驗(yàn)中培養(yǎng)介質(zhì)的pH值對三氯異氰尿酸的殺菌不利,中性偏酸性的條件則較適合其殺菌。
3結(jié)論
、異噻唑啉酮、三氯異氰尿酸酸的較低殺菌質(zhì)量濃度分別為20、10、15mg/L。較佳投藥量為80mg/L,在12h時(shí)殺菌效果較好,較長持續(xù)抑菌作用48h;異噻唑啉酮較佳投藥量為65mg/L,在48h時(shí)的殺菌效果較好,較長藥效持續(xù)時(shí)間72h;三氯異氰尿酸的殺菌效果比較差,較高殺菌率也僅達(dá)到50%,而且藥效期也較短。
建議針對冷卻水中 酸還原菌進(jìn)行殺菌時(shí)可以用做**殺菌劑,用異噻唑啉酮做長期殺菌劑,使用異噻唑啉酮時(shí)每隔3～4d投加一次。
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