我国是水资源严重短缺的国家之一，利用海水替代淡水作为工业冷却水，可大幅节约淡水资源，提高水的利用效率，具有显著的社会效益。但将其直流排海会造成环境水域富营养化，破坏生态环境，因此，采用海水循环冷却技术是沿海火电厂的重要环保措施之一^〔1〕。贝类生物污染是海水循环冷却面临的一项难题。贝类生物新陈代谢旺盛，繁殖速度快，其卵、幼虫会穿透格栅，在繁殖季节随海水大量涌入循环冷却系统，导致系统设备腐蚀，传热效率降低^〔2〕，严重影响供水和冷却效果，甚至可能产生管壁穿孔等安全隐患^〔3〕。对于贝类污染的控制方法主要有物理清除和化学清除，其中，使用化学药剂直接杀灭或溶解足丝使其脱落是电厂采用的主要方法。目前，国内外电厂采用的化学药剂主要有氧化型的二氧化氯、次氯酸钠^〔4〕等，非氧化型的Spectrus CT1300^〔5-6〕，BULAB 6002^〔7〕和有机胍^〔8〕等。氯系氧化型药剂由于具有较大的刺激性，对贝类等可关闭壳体实现自我保护的海生物需要更多的用量和作用时间，且药剂稳定性差，分解速度快，难以控制系统用药浓度，因此单独使用仍存在一些问题。而以非氧化性的Spectrus CT1300为代表的国外药剂技术成熟，但国内在这方面的研究相对欠缺，大多停留在研发阶段。笔者研发了复配型杀贝剂SW401，并对该药剂的性能进行了研究，对其工业应用效果进行了考察。

试验用SW401杀贝剂是一种复合型非氧化性杀生剂，其主要成分为由碳链长度在C12~C16的脂肪族季铵盐混合而成，有效质量分数大于40%。该药剂在水中与生物接触时，其携带的亲水基团会紧密结合水生物，将疏水基团朝外，形成憎水的表面，阻止水中氧的传递。同时，较高的阳离子浓度能够帮助药剂更好的与生物膜相结合，破坏细胞膜蛋白活性，切断细胞内营养物质的传送，达到杀贝的作用。配方中含有一定量的渗透剂，能够促进药剂有效作用于生物组织；含有的少量表面活性助剂能够起到溶解足丝的作用。这种多组分混合的配方有利于药剂的增效协同作用，可以避免系统中海生物对单一组分药剂产生抗药性。

以青口和蛤仔为试验对象，试验用水取自渤海海域某滨海电厂循环冷却系统。依据《海洋监测规范第7部分：近海污染生态调查和生物监测》（GB 17378.7—2007），将贝类在每格含有8 L海水的水箱中进行驯养，每格水箱中放置单种受试生物60个，保持一定的温度，并向其中鼓气。将杀贝剂SW401以水做溶剂配成一定浓度的水溶液，用移液器向水箱中移取一定量的药剂溶液，使其质量浓度分别为4、8、10 mg/L。每隔24 h更换1次试液，检测该杀贝剂杀生效果。自试验起始时间，每隔一段固定时间记录水箱中活体个数，以壳体打开后触碰不能闭合作为贝类死亡的判定依据。发现死亡个体及时拣出。

依据《海水冷却水处理药剂性能评价方法第2部分：阻垢性能的测定》（GB/T 34550.2—2017），采用海水作为试验用水，进行杀贝剂与阻垢剂的匹配性试验。试验条件：温度70 ℃，海水浓缩倍数为2倍。阻垢剂为天津市中海水处理科技有限公司提供的SW203聚羧酸类海水循环冷却阻垢剂，阻垢剂和杀贝剂投加量分别为4 mg/L。

依据《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》（GB/T 18175—2014），采用海水作为试验用水，进行杀贝剂对海水循环冷却系统材质的腐蚀性试验。试验条件：温度50 ℃，转速80 r/min，时间72 h。试验所用杀贝剂为本研究杀贝剂SW401，及市面上常用杀生剂异噻唑类非氧化杀生剂（异噻唑啉酮，西安恒盛诺德化工有限公司）及氧化性杀生剂（10%次氯酸钠，天津市祥瑞鑫化工科技有限公司）。试验所用试片材质为海水循环冷却系统采用的钛材、铜合金和不锈钢。

依据《表面活性剂生物降解度试验方法》（GB/T 15818—2006），进行药剂降解性试验。以表面活性剂试样经培养驯化的活性污泥做降解生物源，加入试验份中进行振荡培养，培养条件为（25±3）℃，在规定时间内取样。将阳离子表面活性剂与金橙-2在缓冲条件下形成的络合物用三氯甲烷萃取，然后用分光光度法测定阳离子表面活性剂含量，从而得到规定时间的生物降解度。

杀贝剂SW401对青口和蛤仔的杀灭效果如图1所示。

由图1可知，杀贝剂SW401在24 h内就可以引起青口显著死亡，72 h的青口杀灭率就可以达到87%以上。对于蛤仔，初加入药剂的24 h内杀灭效果并不明显，但48 h后就可以引起显著的贝壳死亡，72 h的蛤仔杀灭率达到95%以上。

该杀贝剂对于足丝也具有良好的溶解剥离效果。在未加药剂条件下，96 h后，可以看到贝类分泌的足丝牢牢黏附在培养水箱底部。加入10 mg/L的杀贝剂，96 h后，可以看到培养水箱底部光洁如新，无足丝附着。

有无杀贝剂存在下SW203海水循环冷却阻垢剂阻碳酸钙垢的效果如图2所示。

由图2可以看出，在4 mg/L杀贝剂SW401存在下，阻垢剂的阻垢率为97.54%，稍大于该阻垢剂单独使用时的阻垢率96.83%，说明该杀贝剂作用于海水循环冷却系统，对于系统中的阻垢剂性能并没有影响。

药剂对海水循环冷却系统材质的腐蚀性试验结果如表1所示。

由表1可知，相比空白试验，非氧化性杀贝剂SW401的加入，并不会加重试片腐蚀，相反均有一定的缓蚀效果，且优于其他2种对比杀生剂。其原因是加入该药剂后，其会在设备材质表面形成一层具有表面活性的保护膜，起到一定缓蚀作用。在实际使用过程中，也可能会因为贝类剥离，使缓蚀剂更好地作用于金属表面，而减缓金属腐蚀。

绿色环保已成为水处理药剂发展的核心动力之一。杀贝剂SW401不含磷，在海水体系中不会引起水体的富营养化。药剂降解性试验结果如图3所示。

试验结果表明，该杀贝剂降解率达到90%的时间仅为48 h，在使用环境中具有较好的生物相容性。

滨海某电厂一期为2×350 MW热电联产机组，采用以海水为水源的敞开式循环冷却水系统，单机容量20 000 m³，循环量38 100 m³/h。取水采用32 km长距离取水管道，为贝类提供了良好的生长环境。连续的水流带来了食物并保护他们不被攻击，因此生长迅速，给系统安全运行带来威胁。尤其每年的4、5、6月份及9、10、11月份，通常会出现生长高峰期。针对该电厂实际工况条件及海生物污染的种类、特点，结合方案的经济性，研究人员制定如下控制性处理方案，见表2。

杀贝剂SW401现场应用效果见图4。

在使用新的杀贝剂控制方案前，电厂进行了常规停机检修。由图4（a）可以看出，凝汽器管壁内滋生有部分活体贝壳类生物，使用机械方法清理出管道及系统内大量的贝壳〔见图4（b）〕。应用表2所提供的杀贝剂控制投加方案1 a后，可以观察到凝汽器管道光洁如新〔见图4（c）〕，且海水进泵格栅也无任何贝类滋生〔见图4（d）〕。至目前系统稳定运行3 a，未出现因贝类污染而造成的大型检修、清理活动，说明采用杀贝剂SW401及相应的投加方案对于此工况条件的杀贝效果良好。

面对沿海火电厂海水循环冷却系统贝类生物污染的严重问题，开发适合相应工况条件的高效环保杀贝剂十分重要。SW401杀贝剂是一类低毒、可降解的专用杀生剂，其在较低浓度下对于贝壳类污损生物具有较好的杀灭效果，与海水循环阻垢剂具有较好的协同配伍性，对循环水系统管材不会造成腐蚀，与氧化性次氯酸钠配合使用可以经济有效地控制系统内贝类生长，具有较好的应用前景。