Een biocide is een chemische stof of micro-organisme dat specifiek wordt gebruikt om de groei van schadelijke organismen zoals bacteriën, schimmels, algen of virussen te bestrijden of af te remmen. Biociden spelen een centrale rol in industriële waterbehandeling en afvalwaterbehandeling, vooral in koelwatersystemen, membraansystemen (bijv. omgekeerde osmose), warmtewisselaars en andere watercircuits waarin microbiële groei ongewenst is. Biociden worden gebruikt om de vorming van biofilms, corrosie en afzettingen, die de efficiëntie van de systemen kunnen aantasten, te voorkomen.
Foto: Biofilm op een warmteoverdrachtsoppervlak van een koelwatercircuit
Inhoudsopgave
Soorten biociden
Biociden kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën:
- Oxiderende biociden: Deze stoffen werken door celbestanddelen van micro-organismen te vernietigen door oxidatie, waardoor de cellen afsterven. Ze zijn bijzonder effectief tegen een breed spectrum van micro-organismen. Veel gebruikte oxiderende biociden zijn
- Chloor (bijv. in de vorm van natriumhypochloriet, NaClO): Chloor is een van de oudste en meest gebruikte biociden. Het wordt vaak gebruikt in koelcircuits en drinkwatersystemen. Chloor oxideert celmembranen en vernietigt de celstructuur.
- Chloordioxide (ClO₂): Chloordioxide is een krachtig oxidatiemiddel dat efficiënt is in het desinfecteren van water en het bestrijden van biofilms. Het is ook in staat om bacteriesporen en resistente organismen zoals legionella te elimineren.
- Ozon (O₃): Ozon is een ander krachtig oxidatiemiddel dat micro-organismen effectief doodt. Het heeft het voordeel dat het na gebruik uiteenvalt in zuurstof en geen residu achterlaat, waardoor het een milieuvriendelijkere optie is.
2. niet-oxiderende biociden: deze biociden werken via andere mechanismen, bijvoorbeeld door de celdeling te remmen, de celwanden van micro-organismen te beschadigen of enzymsystemen te blokkeren. Niet-oxiderende biociden worden vaak gebruikt in systemen waar oxiderende biociden ongewenst of ineffectief zijn, zoals in systemen met gevoelige membranen (bijv. omgekeerde osmosesystemen). Voorbeelden van niet-oxiderende biociden zijn
- Isothiazolinonen: Deze verbindingen remmen het enzymsysteem van micro-organismen, wat leidt tot hun dood. Ze zijn effectief tegen een groot aantal bacteriën en algen.
- Glutaaraldehyde: Glutaaraldehyde is een krachtig desinfectiemiddel dat eiwitten in de cellen van micro-organismen denatureert, waardoor ze niet meer kunnen groeien en zich niet meer kunnen vermenigvuldigen. Het is vooral effectief in de olie- en gasindustrie en in koelwatersystemen.
- Quaternaire ammoniumverbindingen (QAV's): Deze verbindingen werken door de celmembranen van bacteriën en schimmels te verstoren. Ze zijn over het algemeen actief als breedspectrum biociden tegen bacteriën en algen.
Toepassingsgebieden voor biociden
In de industriële praktijk worden biociden op veel gebieden van water- en afvalwaterbehandeling gebruikt:
Koelwatersystemen: In open en gesloten koelcircuits vormen zich vaak biofilms die de warmteoverdracht belemmeren en de corrosiesnelheid verhogen. Biociden worden hier gebruikt om microbiologische groei onder controle te houden en zo de efficiëntie van warmtewisselaars en koeltorens te garanderen.
MembraansystemenIn omgekeerde osmosesystemen en andere membraansystemen kan biofouling (de microbiologische groei op membraanoppervlakken) de prestaties van de membranen drastisch verminderen. Biociden zijn essentieel om de groei van micro-organismen te remmen en zo de levensduur van de membranen te verlengen. Het gebruik van niet-oxiderende biociden verdient de voorkeur, omdat oxiderende biociden zoals chloor de gevoelige membraanstructuren kunnen beschadigen.
Ketelwatersystemen: Biociden worden gebruikt in boilers en stoomopwekkingssystemen om de groei van bacteriën en algen in het voedingswater te voorkomen. Dit beschermt tegen microbieel geïnduceerde corrosie (MIC) en vermindert het risico op afzettingen die de warmte-uitwisseling belemmeren.
Watercircuits in de voedingsmiddelenindustrie: In de voedingsmiddelen- en drankenindustrie is microbiologische controle van groot belang om te voldoen aan hygiëne- en kwaliteitsnormen. Biociden worden gebruikt in reinigingssystemen, proceswater en koelcircuits om microbiologische besmetting tot een minimum te beperken.
Technische achtergrond en werkwijze
Het effect van biociden is sterk afhankelijk van de eigenschappen van het water en het type systeem waarin ze worden gebruikt. De belangrijkste factoren zijn
Concentratie: De effectiviteit van een biocide hangt af van de concentratie. In de regel wordt de dosering van de biocide zo gekozen dat deze gedurende een bepaalde periode een concentratie handhaaft die voldoende is om de micro-organismen te bestrijden zonder het systeem te beschadigen.
Contacttijd: Biociden hebben voldoende contacttijd met de micro-organismen nodig om hun werking te ontwikkelen. Oxiderende biociden werken over het algemeen sneller, terwijl niet-oxiderende biociden een langere contacttijd nodig hebben.
pH-waarde: De pH-waarde van het water beïnvloedt de effectiviteit van veel biociden. De desinfecterende werking van chloor is bijvoorbeeld sterk beperkt in alkalische omstandigheden, terwijl het zeer effectief is in neutrale tot licht zure omstandigheden.
Temperatuur: Hogere temperaturen kunnen de reactiviteit van biociden verhogen, maar kunnen ook leiden tot snellere afbraak van de stof. Daarom moet bij de keuze van de biocide rekening worden gehouden met de bedrijfsomstandigheden van het systeem.
Biofilms: Biofilms zijn bijzonder resistent tegen biociden omdat de microbiële gemeenschappen ingebed zijn in een beschermende extracellulaire polymere substantie (EPS), die het effect van de biociden verzwakt. In dergelijke gevallen zijn hogere biocideconcentraties of het gebruik van dispergeermiddelen nodig om de biofilms op te lossen en de micro-organismen effectief te doden.
ALMAWATECH biociden en bio-inhibitoren voor koelwatercircuits: ALMA AQUA koelwater
ALMAWATECH biedt met de ALMA AQUA koelwater-productgamma gespecialiseerde biociden en bio-inhibitoren aan die specifiek ontwikkeld zijn voor gebruik in industriële koelwatercircuits. Deze producten zijn ontworpen om de groei van micro-organismen zoals bacteriën, algen en schimmels onder controle te houden en tegelijkertijd de vorming van biofilms en microbieel geïnduceerde corrosie (MIC) te voorkomen. Het ALMA AQUA koelwaterassortiment bevat zowel oxiderende als niet-oxiderende biociden om een uitgebreide microbiologische controle te garanderen, afhankelijk van de specifieke vereisten van het systeem.
Onze bio-inhibitoren voorkomen ook de groei van micro-organismen en behouden zo de efficiëntie van de warmteoverdracht in het koelcircuit. Regelmatig gebruik van ALMA AQUA producten minimaliseert afzettingen en vervuiling, waardoor de levensduur van het systeem wordt verlengd en het onderhoud wordt verminderd. Deze producten zijn milieuvriendelijk geformuleerd en voldoen aan strenge wettelijke eisen om ervoor te zorgen dat de werking niet alleen efficiënt maar ook duurzaam is.
Afbeelding: Overzicht van onze biociden en bio-inhibitoren voor koelwatertoepassingen (meer informatie over onze producten: ALMA AQUA Cooling Water)
Milieuaspecten en veiligheid
Het gebruik van biociden is onderworpen aan strenge regels, omdat veel van deze stoffen mogelijk schadelijk zijn voor het milieu. Biociden moeten zodanig worden geselecteerd en gedoseerd dat ze microbiële verontreiniging onder controle houden maar geen risico vormen voor het milieu. Sommige biociden, vooral chloorverbindingen, kunnen bijproducten vormen die giftig of mutageen zijn, zoals trihalomethanen (THM). Veel fabrieken schakelen daarom over op milieuvriendelijkere biociden, die sneller worden afgebroken en minder schadelijke residuen achterlaten.
Conclusie
Biociden spelen een centrale rol in industriële waterbehandeling om microbiële groei en de vorming van biofilms in watersystemen onder controle te houden. De juiste selectie en dosering van biociden, gebaseerd op de specifieke vereisten van het watersysteem, zijn cruciaal om de apparatuur efficiënt te laten werken en tegelijkertijd te voldoen aan de milieuregelgeving. Innovatieve biocidestrategieën, zoals de combinatie van oxiderende en niet-oxiderende biociden en het gebruik van dispergeermiddelen, helpen de werking van waterzuiveringsinstallaties op lange termijn te garanderen.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
