W tym artykule
Biocyd to preparat chemiczny z co najmniej jedną substancją czynną, który niszczy bakterie, glony i grzyby w wodzie albo hamuje ich wzrost; w uzdatnianiu wody stosuje się go tam, gdzie mikroorganizmy tworzą biofilm i osady, przede wszystkim w obiegach chłodniczych, wieżach chłodniczych, układach wody lodowej, płuczkach powietrza i instalacjach technologicznych. Dzieli się je na utleniające (chlor i jego związki, dwutlenek chloru, brom, nadtlenek wodoru, ozon) i nieutleniające (izotiazolinony, glutaraldehyd, czwartorzędowe związki amoniowe, DBNPA, THPS). Biocyd dobiera się do rodzaju układu, materiałów, temperatury, pH i wyniku badań mikrobiologicznych, dozuje w sposób ciągły lub uderzeniowy, a skuteczność sprawdza pomiarami, bo źle dobrany lub niedodozowany preparat tylko selekcjonuje odporne szczepy.
W skrócie
- Biofilm to śluzowata warstwa bakterii, grzybów i glonów na ściankach instalacji; obniża wymianę ciepła w chłodnicach, powoduje korozję mikrobiologiczną pod osadem i chroni bakterie przed dezynfekcją, dlatego trudniej go usunąć niż wolno pływające mikroorganizmy
- Legionella rozwija się w wodzie o temperaturze 20-50 °C, najszybciej w biofilmie i zastoju, a rozprzestrzenia się z aerozolem z wież chłodniczych, pryszniców i myjek; przypadki legionellozy z wież chłodniczych są udokumentowane, dlatego obiegi otwarte wymagają programu biocydowego
- Biocydy utleniające działają szybko i szeroko, ale zużywają się w reakcji z zanieczyszczeniami i korodują metale; nieutleniające działają dłużej i wybiórczo, dlatego w programach kondycjonowania stosuje się je przemiennie
- Wprowadzanie biocydów do obrotu reguluje rozporządzenie (UE) nr 528/2012: preparat musi mieć pozwolenie dla danej grupy produktowej, a do wody pitnej wolno stosować wyłącznie środki dopuszczone do tego celu
- Dezynfekcja ciągła małymi dawkami przez pompę dozującą chroni instalację, dezynfekcja uderzeniowa dużą dawką usuwa istniejący biofilm; obie wymagają kontroli stężenia i badań mikrobiologicznych
Czym jest biofilm i dlaczego zwykła dezynfekcja go nie usuwa
Biofilm, czyli błona biologiczna, powstaje, gdy bakterie osiadają na ściankach rur, wymienników, zbiorników i wypełnienia wież chłodniczych, a potem otaczają się śluzem z polisacharydów. W tej warstwie żyją razem bakterie, grzyby, glony i pierwotniaki, wymieniają składniki pokarmowe i chronią się nawzajem: środek dezynfekcyjny reaguje z zewnętrzną warstwą śluzu i nie dociera do komórek w głębi. Dlatego woda w obiegu może mieć dobre wyniki badań, a instalacja nadal zarasta. Skutki biofilmu są wymierne: warstwa o grubości ułamka milimetra obniża wymianę ciepła w chłodnicy bardziej niż kamień o tej samej grubości, pod biofilmem rozwijają się bakterie redukujące siarczany, które wywołują korozję wżerową, a oderwane płaty zatykają dysze i filtry. W obiegach wody chłodniczej biofilm jest też środowiskiem, w którym namnaża się Legionella.
Czym są biocydy i jak działają
Biocyd to produkt biobójczy: preparat zawierający substancję czynną, która niszczy organizmy szkodliwe lub hamuje ich rozwój. W uzdatnianiu wody biocydy stosuje się do wody chłodniczej, technologicznej, basenowej i pitnej, przy czym każda grupa produktowa ma osobne pozwolenie. Mechanizm zależy od substancji: związki utleniające niszczą ściany komórkowe i enzymy przez utlenienie, aldehydy sieciują białka, czwartorzędowe związki amoniowe rozbijają błony komórkowe, izotiazolinony blokują enzymy oddechowe. Biocyd zaczyna działać, gdy jego stężenie w wodzie przekroczy próg skuteczności i utrzyma się przez określony czas kontaktu; za niska dawka nie zabija mikroorganizmów, tylko selekcjonuje szczepy odporne, dlatego producent podaje dawkę i czas kontaktu, a użytkownik kontroluje stężenie w obiegu.
Rodzaje biocydów do wody
Biocydy utleniające
Podchloryn sodu, dwutlenek chloru, związki bromu, nadtlenek wodoru i ozon działają szybko i na szerokie spektrum mikroorganizmów, a ich stężenie łatwo zmierzyć. Wadą jest zużywanie się w reakcji z zanieczyszczeniami organicznymi, amoniakiem i osadami oraz korozyjność wobec stali i miedzi, przez co w obiegach otwartych dawkuje się je razem z inhibitorami korozji. Dwutlenek chloru ma przewagę nad chlorem: działa w szerokim zakresie pH (6,5-9,5), przenika biofilm, nie tworzy chloramin i jest skuteczny wobec Legionelli, dlatego stosuje się go w instalacjach ciepłej wody i systemach wody pitnej z dopuszczonych generatorów. Ozon i UV nie zostawiają w wodzie pozostałości, więc nie chronią dalszych odcinków instalacji i pracują jako bariera w jednym punkcie.
Biocydy nieutleniające
Izotiazolinony, glutaraldehyd, DBNPA, THPS i czwartorzędowe związki amoniowe działają wolniej, ale dłużej utrzymują się w obiegu, nie zużywają się w reakcjach z zanieczyszczeniami i nie korodują metali. Są podstawą programów dla obiegów zamkniętych i półotwartych oraz uzupełnieniem biocydów utleniających w wieżach chłodniczych, gdzie stosuje się je przemiennie, żeby mikroorganizmy nie uodporniły się na jeden mechanizm działania. Część z nich ma ograniczenia: glutaraldehyd nie działa przy wysokim pH, czwartorzędowe związki amoniowe pienią się i wiążą z anionowymi antyskalantami, DBNPA rozkłada się szybko i nadaje się do dawek uderzeniowych.
Preparaty do wody pitnej
Do wody przeznaczonej do spożycia wolno stosować wyłącznie produkty dopuszczone do tej grupy: podchloryn sodu, dwutlenek chloru z generatorów lub preparatów dwuskładnikowych mieszanych na miejscu, ozon oraz, jako metodę fizyczną, promieniowanie UV. Biocydy przemysłowe do obiegów chłodniczych nie mają dopuszczenia do wody pitnej i nie mogą trafić do instalacji, z której ktoś pije lub się kąpie.
Biocydy w walce z Legionellą
Legionella namnaża się w wodzie o temperaturze 20-50 °C, w biofilmie i osadach, a zakażenie następuje przez wdychanie aerozolu: z wież chłodniczych, skruberów, pryszniców, fontann i myjek. Wieże chłodnicze odpowiadają za największe ogniska legionellozy, dlatego ich obiegi wymagają stałego programu biocydowego, czyszczenia wypełnienia i badań wody. W instalacjach ciepłej wody obiektów (szpitale, hotele, domy opieki) obowiązują badania na Legionellę z rozporządzenia Ministra Zdrowia w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia, a po dodatnim wyniku stosuje się dezynfekcję termiczną, dwutlenek chloru lub monochloraminę. Sam biocyd nie rozwiązuje problemu, jeśli w instalacji zostają martwe odcinki, zastoje i osady; program obejmuje więc także płukanie, usunięcie kamienia i korektę temperatur. Szczegóły opisujemy w artykule o usuwaniu Legionelli.
Dezynfekcja ciągła czy uderzeniowa
Dezynfekcja uderzeniowa polega na jednorazowym podaniu dużej dawki skoncentrowanego biocydu, który rozpuszcza istniejący biofilm i glony; stosuje się ją przy uruchamianiu obiegu, po przestoju i po stwierdzeniu skażenia, a wykonuje ekipa serwisowa z zabezpieczeniem odpływu, bo popłuczyny zawierają biocyd i oderwane osady. Dezynfekcja ciągła to małe dawki dozowane pompą do wody obiegowej lub uzupełniającej, proporcjonalnie do przepływu, które zapobiegają odbudowie biofilmu i nie obciążają materiałów instalacji. W praktyce łączy się obie: uderzenie na start i po każdym sezonie, potem dozowanie ciągłe z okresową zmianą biocydu nieutleniającego. W realizacji z 2021 r. w zakładzie produkcyjnym w Bilczy KLARSAN przygotował wodę wodociągową do półotwartego układu wody lodowej: filtracja mechaniczna, zmiękczanie w układzie dwukolumnowym, dozowanie inhibitora korozji i biocydu dla przepływów 2 i 3 m³/h. W innym zakładzie dwa przemysłowe zmiękczacze pracujące całą dobę i układ dozowania inhibitorów oraz biocydów chronią obieg chłodniczy o wydajności 2 m³/h; tam, gdzie chodzi o barierę fizyczną, uzupełnieniem jest przemysłowa lampa UV, jak w realizacji dla dużego odbiorcy, w której dezynfekcja UV dopełnia chlorowanie.
Jak dobrać biocyd i program dozowania
- rodzaj obiegu: otwarty (wieża chłodnicza), półotwarty, zamknięty, płuczka powietrza, woda technologiczna, basen, woda pitna; każdy ma inną grupę dopuszczonych produktów
- badania mikrobiologiczne wody obiegowej: ogólna liczba bakterii, obecność Legionelli w obiegach z aerozolem, glony w układach oświetlonych; stan biofilmu oceniany na wypełnieniu, w zbiornikach i na kuponach testowych
- parametry wody: pH, temperatura, twardość, zawartość amoniaku i związków organicznych, które zużywają biocydy utleniające
- materiały instalacji i zgodność z pozostałą chemią: inhibitory korozji, antyskalanty, dyspergatory; część biocydów reaguje z anionowymi preparatami
- sposób dozowania: pompa dozująca sterowana wodomierzem lub przepływomierzem, zbiornik preparatu z tacą, zabezpieczenie przed cofnięciem, alarm poziomu
- kontrola: pomiar stężenia biocydu utleniającego (chlor wolny, ClO2) codziennie lub online, dawki nieutleniającego według harmonogramu, badania mikrobiologiczne co miesiąc, dokumentacja dawek i wyników dla nadzoru sanitarnego
Program biocydowy jest częścią kondycjonowania obiegu razem z inhibitorem korozji i antyskalantem, bo osad kamienia i korozji daje biofilmowi schronienie. Bez odsalania, filtracji bocznikowej i czyszczenia wypełnienia sam biocyd działa krótko.
Najczęstsze pytania o biocydy
Czy biocydy są bezpieczne dla ludzi?
W obiegach chłodniczych i technologicznych stężenia robocze są niskie, a woda nie jest przeznaczona do spożycia; zagrożeniem jest kontakt ze skoncentrowanym preparatem podczas dozowania i aerozol z obiegu, dlatego obsługa pracuje w środkach ochrony, a wieże chłodnicze mają program przeciw Legionelli. Do wody pitnej wolno stosować tylko produkty dopuszczone do tej grupy.
Czy lampa UV zastępuje biocyd?
Nie w obiegu chłodniczym. UV dezynfekuje wodę przepływającą przez reaktor i nie zostawia pozostałości, więc nie chroni wypełnienia wieży, zbiorników ani rur przed biofilmem. Jest dobrą barierą na wodzie uzupełniającej i w instalacjach wody pitnej, gdzie nie wolno dozować chemii.
Jak często zmieniać biocyd?
W programach dla wież chłodniczych biocyd nieutleniający zmienia się na preparat o innym mechanizmie działania co kilka miesięcy albo dawkuje przemiennie dwa produkty, żeby zapobiec selekcji szczepów odpornych. O zmianie decydują wyniki badań mikrobiologicznych i stan wypełnienia, nie kalendarz.
Ile kosztuje program biocydowy dla obiegu chłodniczego?
Koszt zależy od objętości obiegu i uzupełniania wody, rodzaju biocydów, sposobu dozowania (ręczne czy pompy sterowane), zakresu kontroli laboratoryjnej i tego, czy program obejmuje też inhibitor i antyskalant. Wycenę przygotowujemy po analizie wody obiegowej, badaniu mikrobiologicznym i bilansie obiegu.
Dobór biocydów i kondycjonowania wody
Wykonujemy analizę wody obiegowej i badania mikrobiologiczne, oceniamy układ i materiały, dobieramy biocydy ze środków chemicznych do wody przemysłowej razem z zestawami dozującymi lub lampą UV jako barierą fizyczną, a następnie prowadzimy serwis z kontrolą stężeń i badaniami. Powiązane tematy: biofilm w obiegach chłodniczych i dozowanie środków chemicznych. Dane obiegu możesz przekazać przez stronę o przemysłowych stacjach uzdatniania wody, a przy dodatnim wyniku na Legionellę przez stronę o usuwaniu Legionelli z instalacji.
