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.

A parte anterior desta série forneceu uma visão geral dos biocidas oxidantes, que por muitos anos foram utilizados para o controle microbiológico da água de resfriamento. No entanto, podem existir condições nas quais o tratamento químico suplementar é necessário para controlar o crescimento microbiano ou para atacar colônias sésseis que resistem aos oxidantes. Nessas situações, os biocidas não oxidantes podem ser bastante valiosos. Não-oxidantes também podem ser necessários para atacar organismos macroincrustantes, como mexilhões-zebra. Esta parcela fornece detalhes fundamentais desta química.

Conforme observado na Parte 3, se as bactérias formarem colônias sésseis, os microrganismos podem desenvolver imunidade substancial a oxidantes, produzindo biofilmes protetores que consomem o(s) produto(s) químico(s). O uso periódico de um biocida não oxidante, por exemplo, uma ou duas vezes por semana por um período relativamente curto, pode ajudar a controlar o crescimento microbiano. Considerando que os biocidas oxidantes normalmente danificam as paredes celulares e causam a morte por vazamento de componentes internos do organismo (lise), muitos dos não oxidantes penetram no lodo e depois nas paredes celulares para reagir com compostos celulares que são necessários para a vida. (1)

Os compostos têm vários graus de eficácia e podem ter como alvo 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 que é amplamente utilizada no tratamento de água e aplicações de celulose e papel, e no campo petrolífero serve para tratar a água de reposição para fluidos de fraturamento. O composto reage irreversivelmente com aminoácidos contendo enxofre nas células internas e causa a morte.

DBNPA age 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 de pH ideal para máxima eficácia do DBNPA é 4-8. A taxa de hidrólise aumenta com o aumento do pH e o composto perde rapidamente a potência acima de pH de 8. A hidrólise também aumenta com o aumento da temperatura. O DBNPA é desativado por sulfetos e agentes redutores de bissulfito ou sulfito. 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 (RO) para tratamento de água de reposição de alta pureza em uma usina de energia. A maioria das membranas RO tem um material à base de poliamida que contém nitrogênio, que reage irreversivelmente com o cloro. Este sistema de composição tinha filtros de carvão ativado para remover o cloro à frente da unidade RO.

Normalmente, no entanto, alguns organismos sobrevivem à cloração e depois florescem quando o produto químico é removido. (Além disso, um leito de carvão ativado remove os oxidantes nas primeiras polegadas, deixando o restante do leito como um ótimo local para incubação de micróbios sobreviventes.) Pode ocorrer séria incrustação da membrana, o que ocorreu neste sistema. A alimentação de DBNPA por uma hora duas vezes por semana resolveu o problema.

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

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