یکی از مشکلات عمده در تصفیه آب، گرفتگی (فولینگ) میکروبی است. بایوفولینگ یکی از پرهزینه ترین بخشهای صنعت تصفیه آب است. آلودگی کنترل نشده ممکن است منجر به مشکلات عملیاتی، از جمله خوردگی میکروبی، کاهش بازدهی فرآیند (کاهش انتقال حرارت)، آلودگی سیستم و نگرانیهای احتمالی مربوط به سلامتی شود. تمام آبهای خام حاوی میکروارگانیسمهایی مانند باکتریها، جلبکها، قارچها، ویروسها هستند. عوامل مهم اثرگذاری بایوسایدها بر میکروارگانیسمها و سایر گونههای آبزی عبارتند از: خصوصیات شیمیایی بایوساید، اندازه و مشخصات ارگانیسم، غلظت بایوساید، فرآیند تصفیه، زمان تماس و کیفیت آب (به عنوان مثال شوری، pH، دما، میزان اکسیژن). انتخاب یک بایوساید مناسب به عوامل زیادی از جمله pH آب، زمان ماند، تاثیر روی باکتریهای مختلف، قارچها و جلبکها، تجزیه بیولوژیکی، سمیت و سازگاری با سایر مواد شیمیایی بستگی دارد. غلظت باکتریها در آب ارتباط مستقیمی با پتانسیل فولینگ بیولوژیکی دارد.
بایوفیلمها از مخلوط پیچیدهای از میکروارگانیسمها، محصولات جانبی متابولیسم میکروبی و نمکهای غیرآلی تشکیل شدهاند. انتخاب اینکه از کدام بایوساید استفاده شود به نیاز پروژه و نوع و تعداد باکتری در آب خام ورودی بستگی دارد.
بایوسایدها به دو دسته کلی اکسیداتیو (به مانند هیپوکلریت سدیم، آب اکسیژنه و …) و غیراکسیداتیو (به مانند ایزوتیازولین، آمینهای چهارگانه و …) تقسیم میشوند.
بایوسایدهای تولیدی شرکت توچال شیمی در چند دسته به شرح زیر طبقهبندی میشوند:
بایوسایدهای بر پایه آمونیوم چهارگانه:
محصولات این دسته عبارتند از:
TOCHAL A10: دامنه تزریق 30 – 100ppm
TOCHAL A12: دامنه تزریق 70 – 160ppm
TOCHAL A14: دامنه تزریق 20 – 50ppm
این دسته از بایوسایدها غشا سلولی را ناپایدار میکنند، که منجر به تخریب سریع سلول میشود. آنها دارای بار مثبت هستند و به مکانهای دارای بار منفی در دیواره سلول باکتری میپیوندند و در نتیجه باعث از بین رفتن باکتریها در اثر فشار در دیواره سلول میشوند. برخی از ویژگیهای آنها عبارتند از:
غیراکسیداتیو
جلوگیری از تشکیل بایوفیلم
سمیت کم و قدرت گندزدایی و میکروبکشی بسیار بالا
از بین بردن لجن و جلبک
بیشترین فعالیت ضد قارچی
موثر در برابر جلبکها و باکتریها
قدرت پخشکنندگی بسیار بالا
حاوی نگهدارنده جهت ماندگاری بیشتر و افزایش تاریخ انقضا
همچنین از محدودیتهای آنها میتوان به ایجاد کف در آب و نیز عدم اثرگذاری در کدورت بالا اشاره نمود.
بایوسایدهای بر پایه ایزوتیازولینها:
محصولات این دسته عبارتند از:
TOCHAL A20: دامنه تزریق 40 – 100ppm
TOCHAL A22: دامنه تزریق 80 – 200ppm
TOCHAL A24: دامنه تزریق 20 – 50ppm
ایزوتیازولینها از طریق مهار تنفس باکتریایی و انتقال غذایی از دیواره سلولی، آنها را میکشند. با مختل کردن انتقال مواد غذایی از طریق دیواره سلولی و تنفس میکروبی باعث از بین رفتن میکروارگانیسمها میشود. چند نمونه از ویژگیهای آنها به شرح زیر است:
غیراکسیداتیو
جلوگیری از رشد باکتری، قارچ، مخمر
موثر در برابر باکتریهای هوازی و باکتریهای اسپوردار
قابل استفاده در طیف گسترده pH
قابل تجزیه در محیط زیست
حاوی نگهدارنده جهت ماندگاری بیشتر و افزایش تاریخ انقضا
از محدودیتهای آنها میتوان به اثر ضعیفشان در برابر جلبک و نیز عملکرد نسبتا آهسته اشاره نمود.
بایوسایدهای بر پایه گلوتارالدهید:
محصولات این دسته عبارتند از:
TOCHAL A45
TOCHAL A46
گلوتارالدهید با اتصال عرضی لایههای پروتئینی خارجی سلول به گونهای که نفوذپذیری سلولی تغییر کند، فعالیت بایوسایدی خود را انجام میدهد. دیوارههای سلولی همه موجودات زنده شامل گروههای آمین آزاد است که به عنوان محل واکنش مورد حمله گلوتارآلدهید قرار میگیرد. مختصری از ویژگیهای آنها به شرح زیر است:
غیراکسیداتیو
اثربخشی گسترده
کشتن سریع در شرایط قلیایی
بسیار موثر در برابر بایوفیلم و باکتریهای کاهش دهنده سولفات
سازگار با دیسپرسنتها و سورفاکتانتها
نیمه عمر کوتاه آنها را میتوان از نقاط ضعفشان برشمرد.
حاوی نگهدارنده جهت ماندگاری بیشتر و افزایش تاریخ انقضا
بایوسایدهای بر پایه DBNPA:
بایوساید DBNPA هم در تمامی سیستمهای آب گردشی و هم به طور عمده در دستگاههای اسمزمعکوس به منظور گندزدایی و ضدعفونی کردن ممبرانها مورد استفاده قرار میگیرد. محصولات این گروه TOCHAL A50 (با 20 درصد ماده موثر) و TOCHAL A51 (با 5 درصد ماده موثر) هستند. بایوسایدهای این گروه بهترین گزینه و انتخاب در پاکسازی ممبرانهای اسمزمعکوس هستند که میتوانند هم به صورت تزریق (در دستگاههای در حال کار به صورت آنلاین) در بازههای زمانی 5 تا 14 روزه (شوک) و هم به صورت CIP (شستشوی دورهای) مورد استفاده قرار گیرند. گرچه تزریق DBNPA به سیستمهای آب گردشی به مانند آب خنک کن متداول نیست (به علت هزینه بالا) اما در برخی شرایط خاص استفاده از آنها در این تجهیزات ضروری است.
اصلیترین روش عملکرد DBNPA، واکنش آن با نوکلئوفیلهای گوگرددار میکروارگانیسمها به مانند گلوتاتیون یا سیستئینهاست.
ویژگیهای بایوسایدهای بر پایه DBNPA عبارتند از:
غیراکسیداتیو
اثر بخشی گسترده
سمیت بسیار پایین
عملکرد بسیار سریع
بسیار موثر در برابر بایوفیلم
اثرات زیست محیطی بسیار کم
کنترل رشد جلبک، باکتری و قارچ
کارایی بالا
پیشنهاد شده توسط سازندگان ممبران اسمزمعکوس
از محدودیتهای آنها میتوان نیمه عمر کوتاه، عدم کارایی در شرایط قلیایی و عدم اثرگذاری بر جلبکها را نام برد.
بدون دیدگاه