آلگسایدها و کنترل رشد جلبک در سیستم‌های صنعتی آب

جلبک‌ها علاوه بر کاهش راندمان تبادل حرارت، می‌توانند مسیرهای آب را مسدود کنند. آلگاسایدها با تخریب کلروفیل و فرآیند فتوسنتز، چرخه رشد جلبک را متوقف می‌کنند. در مقاله، به شیوه‌های استفاده، دوز مصرف و نکات ایمنی پرداخته می‌شود. این محصول به طور ویژه برای نیروگاه‌ها، کارخانجات پتروشیمی و تأسیسات آب و فاضلاب کاربرد دارد.

رشد جلبک‌ها در سامانه‌های آب صنعتی مانند برج‌های خنک‌کننده، مبدل‌های حرارتی و خطوط لوله یکی از چالش‌های مهم در نگهداری و بهره‌برداری محسوب می‌شود. جلبک‌ها از طریق فتوسنتز و تکثیر سریع در محیط‌های مرطوب و پرنور، لایه‌ای لزج موسوم به «بیوفیلم جلبکی» تشکیل می‌دهند. این لایه مانع انتقال مؤثر حرارت بین آب و سطوح فلزی می‌شود و در نتیجه راندمان سیستم را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، تجمع جلبک‌ها مسیر عبور آب را تنگ کرده و موجب افزایش فشار پمپ، مصرف انرژی و در موارد شدید، انسداد کامل مسیرهای خنک‌کننده می‌گردد.

برای مقابله با این مشکل، از مواد شیمیایی اختصاصی به نام آلگاساید استفاده می‌شود. آلگاسایدها ترکیباتی هستند که با هدف مهار یا نابودی جلبک‌ها طراحی شده‌اند. مکانیسم اثر آن‌ها معمولاً شامل تخریب کلروفیل، اختلال در سنتز ATP و توقف واکنش‌های نوری فتوسنتز است. این فرآیندها در نهایت باعث از بین رفتن توان تولید انرژی در سلول جلبک و مرگ تدریجی آن می‌شوند.

آلگاسایدها از نظر ماهیت شیمیایی به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند: اکسیدکننده‌ها و غیراکسیدکننده‌ها. آلگاسایدهای اکسیدکننده مانند هیپوکلریت سدیم، پراکسید هیدروژن یا دی‌برمو‌نیتریل‌پروپیون‌آمید (DBNPA) با آزادسازی اکسیژن فعال یا برم فعال، ساختارهای سلولی جلبک را مستقیماً اکسید و تخریب می‌کنند. در مقابل، آلگاسایدهای غیراکسیدکننده نظیر ایزوتیازولین، کواتر‌نر آمونیوم و ترکیبات مسی (مانند سولفات مس) با ایجاد اختلال در غشای سلولی و مهار آنزیم‌های کلیدی، رشد جلبک را مهار می‌نمایند.

در صنایع بزرگ مانند نیروگاه‌ها و مجتمع‌های پتروشیمی، انتخاب نوع آلگاساید به عوامل متعددی بستگی دارد؛ از جمله نوع جلبک غالب (سبز، آبی–سبز یا دیاتومه)، ترکیب شیمیایی آب، دمای سیستم و جنس سطوح تماس. معمولاً برای کنترل پایدار، ترکیب دو نوع آلگاساید اکسیدکننده و غیراکسیدکننده به‌صورت تناوبی یا هم‌زمان استفاده می‌شود تا هم اثر سریع داشته باشد و هم از بازگشت رشد جلبک جلوگیری شود.

دوز مصرف آلگاساید معمولاً با توجه به غلظت آلودگی تعیین می‌شود. در سیستم‌های با آلودگی کم، مقدار ۱۰ تا ۳۰ میلی‌گرم بر لیتر کافی است، در حالی که در موارد رشد گسترده، ممکن است تا ۵۰ میلی‌گرم بر لیتر مورد نیاز باشد. تزریق باید در نقاطی انجام گیرد که بیشترین گردش و تماس آب با سطوح اتفاق می‌افتد تا آلگاساید به صورت یکنواخت در کل مدار پخش شود. در سیستم‌های در حال کار، تزریق ضربه‌ای (shock dosing) در فواصل منظم از روش‌های رایج است؛ به این صورت که دوز بالاتری برای مدت کوتاه وارد سیستم می‌شود تا رشد جلبک به طور ناگهانی مهار شود.

یکی از نکات مهم در استفاده از آلگاساید، پایش منظم سیستم است. در صورتی که جلبک‌ها به مرحله تشکیل لایه‌های ضخیم برسند، اثربخشی مواد شیمیایی کاهش می‌یابد، زیرا لایه‌ی بیولوژیکی مانع نفوذ ماده فعال به سلول‌های زنده در لایه‌های زیرین می‌شود. در این شرایط، شست‌وشوی فیزیکی و مکانیکی پیش از تزریق آلگاساید توصیه می‌شود.

از دیدگاه زیست‌محیطی، تخلیه‌ی پساب حاوی آلگاساید باید با دقت کنترل شود. برخی ترکیبات مانند کواتر‌نرهای آمونیوم و ترکیبات مسی در محیط آبی پایداری بالایی دارند و می‌توانند برای موجودات آبزی سمی باشند. در مقابل، آلگاسایدهای جدیدتر مانند پراستیک اسید یا ایزوتیازولین‌ها به دلیل تجزیه‌ی سریع‌تر و تبدیل به ترکیبات کم‌خطرتر، گزینه‌های سازگارتر با محیط زیست محسوب می‌شوند.

در نیروگاه‌ها و پتروشیمی‌ها که سامانه‌های خنک‌کننده پیوسته در حال کار هستند، مصرف آلگاساید به عنوان بخشی از برنامه جامع کنترل زیستی (Biological Control Program) تعریف می‌شود. این برنامه شامل استفاده ترکیبی از بیوسایدها، بازدارنده‌های رسوب و کنترل pH است تا شرایط رشد میکروارگانیسم‌ها به حداقل برسد. در تأسیسات آب و فاضلاب نیز، آلگاسایدها در واحدهای پیش‌تصفیه برای جلوگیری از رشد جلبک در حوضچه‌های ته‌نشینی و فیلترهای شنی به کار می‌روند.

در نهایت، کارایی آلگاساید تنها به قدرت شیمیایی آن وابسته نیست، بلکه به طراحی مناسب سیستم تزریق، پایش منظم کیفیت آب و رعایت دستورالعمل‌های ایمنی بستگی دارد. ترکیب دانش فنی با استفاده‌ی اصولی از این مواد می‌تواند از تشکیل جلبک‌ها پیشگیری کرده و عمر مفید تجهیزات را به طور قابل توجهی افزایش دهد.