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Jun 27, 2023

Concepts avancés de traitement de l'eau de refroidissement (Partie 5)

Note de l'éditeur : il s'agit du cinquième volet d'une série en plusieurs parties rédigée par Brad Buecker, président de Buecker & Associates, LLC. Lisez la première partie ici. Lisez la partie 2 ici. Lisez la partie 3 ici. Lisez la partie 4 ici. Le

Note de l'éditeur : il s'agit du cinquième volet d'une série en plusieurs parties rédigée par Brad Buecker, président de Buecker & Associates, LLC.

Lisez la première partie ici.

Lisez la partie 2 ici.

Lisez la partie 3 ici.

Lisez la partie 4 ici.

La partie précédente de cette série donnait un aperçu des biocides oxydants, utilisés depuis de nombreuses années pour le contrôle microbiologique de l'eau de refroidissement. Cependant, il peut exister des conditions dans lesquelles un traitement chimique supplémentaire est nécessaire pour contrôler la croissance microbienne ou pour attaquer les colonies sessiles qui résistent aux oxydants. Dans ces situations, les biocides non oxydants peuvent s’avérer très utiles. Des non-oxydants peuvent également être nécessaires pour attaquer les organismes macro-salissures tels que les moules zébrées. Cet article fournit des détails fondamentaux sur cette chimie.

Comme indiqué dans la partie 3, si les bactéries forment des colonies sessiles, les micro-organismes peuvent développer une immunité substantielle contre les oxydants en produisant des biofilms protecteurs qui consomment le ou les produits chimiques. L’utilisation périodique d’un biocide non oxydant, par exemple une à deux fois par semaine pendant une durée relativement courte, peut contribuer à contrôler la croissance microbienne. Alors que les biocides oxydants endommagent généralement les parois cellulaires et provoquent la mort par fuite des composants internes de l'organisme (lyse), de nombreux non-oxydants pénètrent dans la vase puis dans les parois cellulaires pour réagir avec les composés cellulaires nécessaires à la vie. (1)

Les composés ont différents degrés d’efficacité et peuvent cibler certains organismes plutôt que d’autres. L'efficacité et la décomposition chimique résiduelle sont généralement influencées par les conditions de l'eau, notamment le pH et la température. Examinons plusieurs des non-oxydants les plus courants.

2,2-dibromo-3-nitrilopropionamide (DBNPA)

Le DBNPA est un amide halogéné largement utilisé dans le traitement de l’eau et dans les applications de pâtes et papiers, et dans les champs pétrolifères, il sert à traiter l’eau d’appoint des fluides de fracturation. Le composé réagit de manière irréversible avec les acides aminés soufrés présents dans les cellules internes et provoque la mort.

DBNPA agit très rapidement. De plus, les concentrations résiduelles s'hydrolysent rapidement en sous-produits moins toxiques. La décomposition rapide est avantageuse pour l'environnement, car si le rejet passe par un bassin de rétention, une chimie de désactivation peut ne pas être nécessaire. La plage de pH optimale pour une efficacité maximale du DBNPA est de 4 à 8. Le taux d'hydrolyse augmente avec l'augmentation du pH et le composé perd rapidement de son efficacité au-dessus d'un pH de 8. L'hydrolyse augmente également avec l'augmentation de la température. Le DBNPA est désactivé par les sulfures et les agents réducteurs de bisulfite ou de sulfite. Le DBNPA réagit également avec l’ammoniac et n’est pas stable aux rayons UV.

Le DBNPA est efficace pour d’autres applications. Par exemple, il y a quelques années, l'auteur, en consultation avec un fournisseur de produits chimiques expérimenté, a choisi le DBNPA pour éliminer l'encrassement microbiologique dans les unités d'osmose inverse (OI) destinées au traitement de l'eau d'appoint de haute pureté dans une centrale électrique. La plupart des membranes RO ont un matériau de base en polyamide qui contient de l'azote, qui réagit de manière irréversible avec le chlore. Ce système d'appoint était doté de filtres à charbon actif pour éliminer le chlore avant l'unité RO.

Cependant, en règle générale, certains organismes survivent à la chloration et s'épanouissent une fois le produit chimique éliminé. (En outre, un lit de charbon actif élimine les oxydants dans les quelques centimètres supérieurs, laissant le reste du lit comme un endroit idéal pour l'incubation des microbes survivants.) Un encrassement grave de la membrane peut en résulter, ce qui s'est produit dans ce système. L'administration de DBNPA pendant une heure deux fois par semaine a résolu le problème.

2-Bromo-2-Nitropropane-1,3-diol (Bronopol)

Bronopol est largement utilisé dans les applications de traitement de l’eau et, comme le DBNPA, a connu certaines applications dans les champs pétrolifères. Bronopol est particulièrement efficace contre la bactérie Pseudomonas. Le composé semble fonctionner selon des mécanismes différents selon que les conditions sont aérobies ou anaérobies. Bronopol n'est pas un biocide à action rapide. Le composé peut libérer du formaldéhyde lors de sa décomposition, mais le formaldéhyde n'est pas responsable des propriétés biocides.