Системы оборотного водоснабжения являются одним из основных элементов технологических комплексов предприятий во многих отраслях промышленности: химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей, металлургической, машиностроительной и др. От эффективности их работы в значительной мере зависит объем производимой продукции, ее качество, расходы сырья и энергии.

Между тем эта эффективность значительно снижается в процессе эксплуатации вследствие образования различного рода отложений и обрастании в теплообменных аппаратах, в трубопроводах и на градирнях.

К числу наиболее распространенных разновидностей из числа указанных относятся биологические обрастания. В них встречаются самые разнообразные образования, как правило, не состоящие из одного организма. Обычно они представляют собой некоторый комплекс – биоценоз, включающий самые разнообразные бактерии, принадлежащие к различным систематическим группам.

В качестве примера можно привести несколько наиболее распространенных:

• Зооглейные бактерии, образующие более или менее крупные студенистые скопления. Обильные обрастания из зооглейных бактерий появляются в основном в тех случаях, когда вода содержит много органических загрязнителей.

• В водной среде развиваются несколько видов нитчатых бактерий. В водопроводных трубах зачастую поселяются нитчатые железобактерии, которые значительно уменьшают пропускную способность труб вплоть до полного их закупоривания.

• Причиной зарастания трубок теплообменных аппаратов нередко бывают инфузории кархезиума.

• При достаточно сильном загрязнении воды органическими веществами возможно развитие обильных обрастании, состоящих из разного рода водных грибков.

• В трубопроводах часто обнаруживают также дрейссену.

Образование биообрастаний в системах оборотного водоснабжения приводит к следующим последствиям:

• В теплообменных аппаратах образование биообрастаний влечет за собой резкое снижение коэффициента теплопередачи и повышение гидравлического сопротивления этих аппаратов. Это характерно также и для трубопроводов оборотных систем. Нередко в теплообменных аппаратах наблюдается настолько интенсивное образование биологических обрастании, что их приходится выключать из работы через каждые несколько недель и подвергать механической чистке.

• Что касается охладителей воды (в основном это градирни), то здесь биологические обрастания образуются на поверхностях оросителей и водоуловителей и приводят к значительному ухудшению охлаждающей способности этих устройств.

• Продукты жизнедеятельности этих организмов часто обладают разрушающим воздействием на металлы и др. материалы – так называемая биокоррозия.

Все это особенно характерно для систем, в которых имеют место утечки в оборотную воду различного рода органических продуктов, соединений азота и фосфора, являющихся питательной средой для бактерий.

В совокупности процессы образования биообрастаний в указанных элементах оборотных систем приводят к значительному снижению эффективности их работы, что в свою очередь, имеет следствием снижение производительности основного технологического оборудования, а также качества продукции, потери сырья и перерасход энергии.

Из изложенного очевидна актуальность проблемы борьбы с биологическими обрастаниями в системах оборотного водоснабжения.

В настоящее время для этого применяются химические, механические, гидромеханические и другие способы.

Кратко расскажем о некоторых:

Наиболее распространенным методом является хлорирование оборотной воды.

При использовании в системах водоснабжения чистых природных вод и отсутствии утечек в воду технологических продуктов, стимулирующих развитие биообрастаний, хлорирование дает относительно неплохие результаты.

Проблемы возникают в тех случаях, когда в оборотную воду попадают различного рода органические продукты, резко повышающие ее хлоропоглощаемость. В этих случаях хлор расходуется на окисление органических соединений и даже при высоких, неприемлемых по технико-экономическим соображениям дозах не доходит до теплообменных аппаратов. Следовательно, не выполняет свою основную функцию.

Кроме того, хлор, как реагент водоподготовки, имеет ряд существенных недостатков:

• Хлор и продукты, содержащие активный хлор, обладают высокой токсичностью, что требует строгого соблюдения повышенных требований техники безопасности.

• Хлор воздействует, в основном, на вегетативные формы микроорганизмов, при этом грамм-положительные штаммы бактерий более устойчивы к действию хлора, чем грамм-отрицательные.

• Высокой устойчивостью к действию хлора обладают вирусы и цисты простейщих.

• Высокая экологическая опасность, обусловленная необходимостью транспортирования, хранения и применения значительных количеств жидкого хлора или продуктов, содержащие активный хлор.

• Высокая коррозионная активность хлора по отношению к оборудованию, стальным и железобетонным конструкциям, трубопроводам и т. д.

• Хлор взаимодействуя с органическими веществами природных вод, образует значительные количества высокотоксичных хлорорганических соединений с канцерогенной, мутагенной и тератогенной активностью.

Обработка воды ультрафиолетом, ультразвуком, методы кавитации позволяют получить стерильную воду, но малоэффективны для оборотных систем, поскольку сама вода не приобретает биоцидных свойств.

Более стабильными и безопасными являются дезинфицирующие средства на основе катионных поверхностно-активных соединений, таких как четвертичные аммониевые соединения (ЧАС), которые не являются окислителями и имеют иной механизм биоцидного действия.

Однако эти препараты также имеют серьезные недостатки, которые в данном случае касаются эффективности и избирательности антимикробного действия. Помимо природной устойчивости к ЧАС, у многих микроорганизмов наблюдается быстрое привыкание к действию этих препаратов. По этой причине приходится все время увеличивать дозировку препарата для достижения должного эффекта.

Для решения поставленной задачи, наиболее перспективным является создание композиций на основе полиалкиленгуанидинов (ПАГов), в частности полигексаметиленгуанидин гидрохлорида (ПГМГ). ООО «Фарма-Покров» разработало и выпускает биоцидную субстанцию ПГМГ под торговой маркой–«Полисепт».

Он относится к новому виду препаратов - полимерных биоцидов, которые являются более эффективными и менее опасными для человека по сравнению с низкомолекулярными веществами, традиционно используемыми для защиты различных объектов от биокоррозии и биообрастания.

Многолетнее применения Полисепта на Минской ТЭЦ-5 при дозировании в подпиточную воду в количестве 1 мг/л и менее позволило решить все проблемы с биообрастаниями и дрессеной даже в самые жаркие летние периоды.

Что обуславливает особую привлекательность использования Полисепта в качестве основы для создания биоцидных композиций:

• Более высокая эффективность действия в сравнении с ЧАСами в отношении широчайшего спектра микроорганизмов. В частности в отношении таких компонентов биоценоза, как хлорелла, сине-зеленые водоросли, грибки и спорообразующие плесени рода Аspergillus, Cladosporium, Mucor, образующих скопления в оборотных системах и охлаждающей аппаратуре.

• Пролонгированное действие - которое обусловлено полимерной природой препарата и его способностью сорбируясь на защищаемой поверхности, образовывать тончайшую биоцидную пленку, а также химическая стабильность. Находясь в системе, Полисепт сохраняет свое действиев течение несколько месяцев (до 2 лет).

• Отсутствие необходимости строительства специальных систем и устройств для дозирования препарата.

• Низкой токсичностью для макроорганизмов (человека и животных), и соответственно экологической безопасностью.

• Удобство перевозки, хранения и применения – препарат не горюч, не летуч, не имеет запаха, не обладает кородирующим воздействием.

Для успешного решения проблем, возникающих при эксплуатации водооборотных циклов, необходим комплексный подход. Он подразумевает подбор реагентов, дозировок и выработку методики их применения для различных предприятий, в зависимости от конкретных параметров оборотной системы, состава использующейся воды.

Правильное применение препарата позволяет достигнуть синергетического эффекта (взаимного усиления действия компонентов), что позволяет минимизировать затраты, при высокой эффективности применения.