水处理剂中的杀菌灭藻剂通过不同作用机制保障水质,防止微生物过度繁殖带来的管道堵塞、水质恶化等问题。
作用原理
氧化作用:氧化性杀菌灭藻剂能释放具有强氧化性的物质,如次氯酸、二氧化氯自由基等,破坏微生物细胞内的蛋白质、核酸等生物大分子,使其结构和功能受损,导致微生物死亡。例如,氯气溶于水生成次氯酸,可穿透细菌细胞膜,氧化细胞内酶系统,使细菌无法正常代谢。
损伤细胞膜:部分杀菌灭藻剂可吸附在微生物细胞膜表面,改变细胞膜的通透性,使细胞内的物质外泄,破坏细胞的渗透压平衡,进而导致微生物死亡。像季铵盐类化合物,其阳离子部分能与细胞膜上带负电荷的基团结合,使细胞膜的完整性遭到破坏。
干扰细胞代谢:非氧化性杀菌灭藻剂通过与微生物细胞内的特定酶或代谢途径发生作用,干扰细胞的正常代谢过程。例如,异噻唑啉酮类物质能与细胞内的巯基反应,抑制细胞内酶的活性,阻碍细胞的呼吸作用和物质合成,使微生物因代谢紊乱而死亡。
常见类型及特点
氧化性杀菌灭藻剂
氯气及含氯化合物:包括液氯、漂白粉、次氯酸钠等。这类药剂成本较低,杀菌能力强,应用广泛。但受 pH 值、水中有机物含量影响较大,且产生三卤甲烷等有害副产物 。例如,在自来水厂消毒中,液氯使用普遍,但需严格控制投加量,避免副产物超标。
二氧化氯:具有高效、广谱的杀菌特性,几乎对所有微生物都有杀灭作用,且不与水中的氨氮反应,在 pH 6 - 10 范围内杀菌效果稳定,不产生三卤甲烷等致癌物。不过,二氧化氯性质活泼,需现场制备,设备成本较高。
臭氧:强氧化性使它能快速杀灭细菌、病毒和藻类,反应后分解为氧气,无残留污染。但臭氧不稳定,制备成本高,且在水中溶解度低,维持时间短,需与其他药剂配合使用。
非氧化性杀菌灭藻剂
季铵盐类:常见的有苯扎氯铵、苯扎溴铵等,具有良好的水溶性,毒性低,对环境友好,能在设备表面形成保护膜,有一定缓蚀作用。长期使用易使微生物产生抗药性,且杀菌效果受水中有机物和阴离子表面活性剂影响大。
异噻唑啉酮类:杀菌谱广,对细菌、真菌和藻类均有较强抑制作用,用量少、药效持久,生物降解性好。不过,对皮肤和眼睛有刺激性,在碱性条件下稳定性稍差。
戊二醛:对多种微生物杀灭效果显著,杀菌作用不受 pH 值和有机物影响,对金属腐蚀性小。但它具有刺激性气味,对人体有一定毒性,使用时需注意防护,且价格相对较高。
不同杀菌灭藻剂各有优劣,实际应用中,常根据水质特点、处理工艺和成本要求等,选择单一药剂或多种药剂复配使用。