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Jun 27, 2023

Conceitos avançados de tratamento de água de resfriamento (Parte 5)

Nota do editor: Esta é a quinta parte de uma série de várias partes de Brad Buecker, presidente da Buecker & Associates, LLC. Leia a Parte 1 aqui. Leia a Parte 2 aqui. Leia a Parte 3 aqui. Leia a Parte 4 aqui. O

Nota do editor: Esta é a quinta parte de uma série de várias partes de Brad Buecker, presidente da Buecker & Associates, LLC.

Leia a Parte 1 aqui.

Leia a Parte 2 aqui.

Leia a Parte 3 aqui.

Leia a Parte 4 aqui.

A parte anterior desta série forneceu uma visão geral dos biocidas oxidantes, que têm sido utilizados há muitos anos para o controle microbiológico da água de resfriamento. No entanto, podem existir condições em que seja necessário tratamento químico suplementar para controlar o crescimento microbiano ou para atacar colónias sésseis que resistem aos oxidantes. Nestas situações, os biocidas não oxidantes podem ser bastante valiosos. Os não oxidantes também podem ser necessários para atacar organismos macroincrustantes, como o mexilhão zebra. Esta edição fornece detalhes fundamentais dessa química.

Como foi observado na Parte 3, se as bactérias formarem colônias sésseis, os microrganismos poderão desenvolver imunidade substancial aos oxidantes, produzindo biofilmes protetores que consomem o(s) produto(s) químico(s). A utilização periódica de um biocida não oxidante, por exemplo, uma ou duas vezes por semana durante um período relativamente curto, pode ajudar a controlar o crescimento microbiano. Enquanto os biocidas oxidantes normalmente danificam as paredes celulares e causam a morte por vazamento das partes internas do organismo (lise), muitos dos não oxidantes penetram no lodo e depois nas paredes celulares para reagir com compostos celulares necessários à vida. (1)

Os compostos têm vários graus de eficácia e podem atingir alguns organismos em detrimento de outros. Tanto a eficácia quanto a decomposição química residual são normalmente influenciadas pelas condições da água, incluindo pH e temperatura. Vamos examinar vários dos não oxidantes mais comuns.

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

DBNPA é uma amida halogenada amplamente utilizada no tratamento de água e em aplicações de celulose e papel, e no campo petrolífero serve para tratar água de reposição para fluidos de fraturamento. O composto reage irreversivelmente com aminoácidos contendo enxofre no interior das células e causa a morte.

O DBNPA atua muito rapidamente. Além disso, as concentrações residuais hidrolisam rapidamente em subprodutos menos tóxicos. A rápida decomposição é ambientalmente vantajosa, pois se a descarga passar por uma lagoa de retenção, a química de desativação pode não ser necessária. A faixa ideal de pH para máxima eficácia do DBNPA é 4-8. A taxa de hidrólise aumenta com o aumento do pH e o composto perde rapidamente potência acima do pH 8. A hidrólise também aumenta com o aumento da temperatura. O DBNPA é desativado por sulfetos e agentes redutores de bissulfito ou sulfito. O DBNPA também reage com amônia e não é estável à luz UV.

DBNPA é eficaz para outras aplicações. Por exemplo, há alguns anos, o autor, em consulta com um fornecedor químico experiente, selecionou o DBNPA para aliviar a incrustação microbiológica em unidades de osmose reversa (OR) para tratamento de água de reposição de alta pureza em uma usina de energia. A maioria das membranas RO possui um material à base de poliamida que contém nitrogênio, que reage irreversivelmente com o cloro. Este sistema de reposição tinha filtros de carvão ativado para remover o cloro antes da unidade RO.

Normalmente, porém, alguns organismos sobrevivem à cloração e florescem assim que o produto químico é removido. (Além disso, um leito de carvão ativado remove oxidantes nos primeiros centímetros, deixando o restante do leito como um ótimo local para incubação de micróbios sobreviventes.) Podem ocorrer graves incrustações na membrana, o que ocorreu neste sistema. A alimentação de DBNPA durante uma hora, duas vezes por semana, resolveu o problema.

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

O Bronopol é amplamente utilizado em aplicações de tratamento de água e, como o DBNPA, tem visto algumas aplicações no campo petrolífero. Bronopol é particularmente eficaz contra a bactéria Pseudomonas. O composto parece funcionar por mecanismos diferentes, dependendo se as condições são aeróbicas ou anaeróbicas. Bronopol não é um biocida de ação rápida. O composto pode liberar formaldeído após decomposição, mas o formaldeído não é responsável pelas propriedades biocidas.