复配杀生剂的研制及其在循环冷却水系统的应用研究

摘要

本文针对微生物滋生所主导的设备腐蚀、浓缩倍数低、冷却效果差等一系列循环冷却水系统亟待解决的重要问题，从季鳞盐、二硫氰基甲烷、硫酸铜杀生单剂以及渗透剂二甲基甲酰胺出发，通过正交及单因素试验，确定抑制循环冷却水系统微生物生长的最佳复配杀生剂药剂配比，并对其广谱性、杀生性能、与阻垢、缓蚀剂的配伍性等方面进行了评价；探讨了pH值、温度、硬度、浓缩倍数等因素对复配杀生剂性能的影响；且针对现有季鳞盐测定方法不能满足水中微量的季鳞盐测定要求，考察了以间硝基酚作为显色剂的分光光度法测定水中微量季鳞盐的可行性，并结合复配杀生剂的杀生效果、各单剂在水中的降解规律，多角度地进行加药周期的确定；在此基础上，通过动态模拟装置的循环冷却水水质理化指标、浮游菌和固着菌的数量变化等指标进一步全面、准确地评价复配杀生剂在循环冷却水系统的实际应用效果。主要结论如下：
　　 (1)四种单剂正交试验L16(44)结果的极差、方差分析表明，复配药剂中各单剂的浓度变化对异养菌杀生效果的作用大小依次为：季鳞盐>硫酸铜>二硫氰基甲烷>二甲基甲酰胺；初步选择复配药剂中各单剂的配比浓度为A3B3C3D4，进一步根据单因子试验确定了季鳞盐、二硫氰基甲烷、硫酸铜、二甲基甲酰胺以重量比为14：23：1.4：7.5配制成复合杀生剂的效果最优。
　　 (2)复配杀生剂对循环冷却水中常见的异养菌、真菌、铁细菌、硫酸盐还原菌、藻类等危害菌均具有良好的杀生性能，杀生率随药剂浓度、作用时间的增加而提高；不但具有与常用高效杀生剂相媲美、甚至效果更优的杀生性能，而且复合配方克服了单一组分投加量大，易产生抗药性的缺点，降低了药剂成本，增加了市场竞争力，有进一步推广应用的前景；与各种常用阻垢缓蚀剂互溶性好，阻垢缓蚀剂对复配杀生剂的杀生性能影响不大；同样，复配杀生剂也不会干扰阻垢缓蚀剂的性能，它们之间具有良好的配伍性能。
　　 (3)复配杀生剂在温度30-50℃、pH值在5-10的范围内，均具有良好的杀生性能，适用于循环冷却水系统，且不受系统中硬度、浓缩倍数等因素的影响，具有使用条件宽泛的优点。
　　 (4)提出了采用间硝基酚作为显色剂，通过三氯甲烷萃取的方法测定水样中季鳞盐的新方法。其最适分析条件是氢氧化钠用量2.00 mL、间硝基酚1.50 mL、反应时间10.00 min、萃取时间10.00min和测定波长432nm。其最低检出限是0.57mg/L，加标回收率为97.50％-103.30％，具有较高灵敏度和精密度，是一种简便、稳定、准确可靠的方法，可广泛地用于水中微量季鳞盐的测定。
　　 (5)采用冲击性间歇加药方式，从复配杀生剂的杀生效果、水中各单剂浓度变化情况，多角度地考察其在循环冷却水动态模拟装置中的加药周期，发现当复配杀生剂的浓度为40mg/L时，加药周期应为9天。并对季鳞盐及二硫氰基甲烷浓度变化情况分别进行曲线拟合，得到了两种单剂在循环冷却水系统中的降解动力学模型，其相关性较好，各模型均达到显著水平。
　　 (6)中试研究表明，复配杀生剂对系统中的浮游菌、固着菌具有较好的杀生效果，在高浓缩倍数时仍能抑制微生物的大量生长繁殖， CODMn、浊度、总氮及总磷等循环冷却水的水质指标在可控制范围内，可有效地防止微生物大量繁殖并引发黏泥沉积、换热设备效率降低、垢下腐蚀等危害。
　　 (7)循环冷却水系统中固着菌的数量大于浮游菌的数量，挂片上异养菌的数量大于铁细菌的数量。在所考察的四种不同材质的挂片中，铜是循环冷却水系统比较理想的构成材料。
　　 (8)复配杀生剂能够有效地杀灭循环冷却水中的肠杆菌科、葡萄球菌属、不动杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、气单胞菌属等常见危害异养菌类微生物，具有宽泛的杀生性能；虽不能彻底地杀灭铜绿假单胞菌，但是能够有效地抑制其生长，使循环冷却水系统中的异养菌数量远远小于控制标准。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1绪论

1.1循环冷却水系统的微生物问题

1.1.1微生物的来源

1.1.2微生物的种类及其危害

1.1.3冷却水系统中微生物的控制指标

1.2杀生剂研究进展

1.2.1杀生剂研究历史

1.2.2杀生剂分类

1.2.3杀生剂的作用机制

1.2.4季鏻盐类杀生剂

1.2.5二硫氰基甲烷杀生剂

1.2.6铜盐杀生剂

1.3本研究的目的、意义和内容

1.3.1研究的目的和意义

1.3.2研究内容

2杀生剂的复配及性能研究

2.1前言

2.2材料与方法

2.2.1复配杀生剂的最佳配比的确定

2.2.2复配药剂的杀生性能评价

2.2.3复配杀生剂与常用杀生剂比较

2.2.4复配杀生剂与常用缓蚀阻垢剂的配伍性能

2.2.5数据统计分析

2.3结果与讨论

2.3.1复配杀生剂的最佳配比的确定

2.3.2复配杀生剂杀生性能评价

2.3.3复配杀生剂与常用杀生剂比较

2.3.4复配杀生剂与常用缓蚀阻垢剂的配伍性能

2.4小结

3复配杀生剂使用条件的研究

3.1前言

3.2材料与方法

3.2.1复配杀生剂影响因素评价

3.2.2分光光度法测定水中微量季鏻盐的研究

3.2.3复配杀生剂加药周期的研究

3.2.4数据统计分析

3.3结果与讨论

3.3.1复配杀生剂影响因素评价

3.3.2分光光度法测定水中微量季鏻盐的方法研究

3.3.3复配杀生剂加药周期的研究

3.4小结

4复配杀生剂在循环冷却水系统的应用与微生物学机理研究

4.1前言

4.2材料与方法

4.2.1复配杀生剂在循环冷却水系统的应用

4.2.2复配杀生剂在循环冷却水系统中的微生物学机理研究

4.2.3数据统计分析

4.3结果与讨论

4.3.1复配杀生剂在循环冷却水系统的应用

4.3.2循环冷却水系统的微生物学研究

4.4小结

5结论与展望

5.1研究结论

5.2创新点

5.3展望

参考文献

攻读硕士学位期间研究成果