Biocides oxydants et non oxydants dans l'eau de refroidissement industrielle

Les biocides oxydants et non oxydants contrôlent les micro-organismes par différents mécanismes. Les biocides oxydants agissent principalement par oxydation, tandis que les biocides non oxydants ciblent des structures cellulaires ou des processus biochimiques spécifiques, en fonction de l'ingrédient actif. Aucune des deux catégories n’est automatiquement le meilleur choix pour chaque système d’eau de refroidissement industriel.

La sélection d'un biocide approprié nécessite plus que la simple comparaison des noms de produits ou des pourcentages de contenu actif. La chimie de l’eau, les conditions microbiennes, le temps de contact, la compatibilité du traitement, les pertes d’eau et les méthodes de surveillance affectent tous le résultat. L'objectif pratique est d'identifier un traitement qui répond au problème observé et dont la délivrance et les performances peuvent être vérifiées dans des conditions de fonctionnement réelles.

1. Quelle est la différence entre les biocides oxydants et non oxydants ?

Comment fonctionnent les biocides oxydants

Les biocides oxydants contrôlent les micro-organismes grâce à des réactions d'oxydation qui endommagent les structures cellulaires et interfèrent avec les fonctions biologiques. Les traitements représentatifs de l'eau de refroidissement comprennent les produits chimiques à base de chlore, les traitements à base de brome et le dioxyde de chlore.

Bien que ces produits appartiennent à la même grande catégorie, leur comportement chimique n’est pas identique. Par exemple, le pH affecte l'équilibre entre l'acide hypochloreux (HOCl) et l'ion hypochlorite (OCl⁻) dans le traitement à base de chlore. Le dioxyde de chlore suit une chimie différente et ne doit pas être évalué en utilisant la même relation HOCl/OCl⁻.

Par conséquent, la quantité d’oxydant introduite dans un système de refroidissement ne détermine pas, à elle seule, la quantité restante disponible pour contrôler les micro-organismes. La chimie de l’eau et les substances qui consomment l’oxydant doivent également être prises en compte.

Comment fonctionnent les biocides non oxydants

Les biocides non oxydants agissent selon des mécanismes qui varient selon l'ingrédient actif. Certains interfèrent avec les membranes cellulaires, tandis que d’autres affectent les processus biochimiques nécessaires à la croissance et à la survie microbiennes.

Les composés d'ammonium quaternaire, communément appelés quats, sont un exemple de classe de biocides non oxydants. Les isothiazolinones constituent une autre classe utilisée dans le traitement des eaux industrielles.

Le terme non oxydant décrit le principal mode d’action. Cela ne signifie pas qu'un produit est inoffensif, non corrosif, universellement compatible ou adapté à chaque application d'eau de refroidissement. L'identité du produit, sa concentration, les exigences de manipulation et l'utilisation prévue doivent être évaluées séparément.

Une comparaison pratique

Facteur d'évaluation	Biocides oxydants	Biocides non oxydants
Mécanisme principal	Dommages oxydatifs aux structures et fonctions microbiennes	Interférence avec des structures cellulaires spécifiques ou des processus biochimiques
Exemples représentatifs	Traitements à base de chlore, traitements à base de brome, dioxyde de chlore	Composés d'ammonium quaternaire, isothiazolinones
Question clé de chimie	Comment la chimie de l’eau affecte-t-elle l’oxydant actif disponible dans le système ?	L’ingrédient actif sélectionné est-il adapté à la chimie de l’eau et au problème cible ?
Considérations sur l'exposition	Comportement résiduel, demande chimique et conditions de contact	Exigences d'exposition, consommation, dégradation et pertes d'eau spécifiques au produit
Évaluation de la compatibilité	Évaluer les matériaux mouillés et le programme de traitement complet	Évaluer les matériaux mouillés et le programme de traitement complet
Vérification des performances	Surveillance chimique appropriée et preuve de contrôle microbien ou de surface	Surveillance adaptée au produit et preuve de contrôle microbien ou de surface

Cette comparaison identifie les questions à étudier ; il ne classe pas les deux catégories selon l'efficacité, le coût ou la sécurité.

2. Comment la chimie et la compatibilité de l'eau affectent-elles la sélection des biocides ?

Évaluer le pH et la demande chimique

La chimie de l’eau peut modifier le comportement d’un biocide après son entrée dans le système de refroidissement.

Pour le traitement à base de chlore, le pH affecte les proportions relatives de HOCl et OCl⁻. À mesure que le pH augmente, la proportion d’ions hypochlorite augmente. Ces deux formes n'ont pas une activité biocide identique.

La demande de produits chimiques est un autre facteur important. Les substances présentes dans l'eau en circulation peuvent réagir avec un oxydant et consommer une partie de la quantité introduite. Un débit de dosage ne peut donc pas être interprété comme la concentration résiduelle disponible pour le contrôle microbien.

Si un traitement existant semble moins efficace, examinez les enregistrements pertinents de pH, de résidus et de fonctionnement avant de supposer que le produit lui-même doit être remplacé. Un changement dans la chimie de l’eau ou dans la demande chimique peut aider à expliquer le résultat observé.

Les biocides non oxydants nécessitent leur propre évaluation spécifique au produit. Les considérations pertinentes peuvent inclure le pH, la température, les contaminants, les conditions d'exposition et les propriétés de l'ingrédient actif sélectionné. Une valeur de pH rapportée pour un produit concentré ou une dilution en laboratoire n'établit pas, en elle-même, une plage de fonctionnement acceptable pour l'eau en circulation.

Vérifiez le matériel et le programme de traitement complet

Un biocide pour eau de refroidissement ne doit pas être évalué indépendamment du reste du programme de traitement.

Les matériaux mouillés, les inhibiteurs de corrosion, les dispersants et autres produits chimiques de traitement peuvent affecter la sélection et la compatibilité des produits. Les modalités d'injection sont également importantes : l'introduction simultanée de produits chimiques incompatibles ou la possibilité d'un contact localement concentré peuvent créer des problèmes qui ne ressortent pas d'une description générale du produit.

Pour une comparaison pratique, documentez :

• La chimie de l’eau en circulation et les conditions de fonctionnement pertinentes

• Les matériaux exposés au traitement

• Inhibiteurs de corrosion, dispersants et autres produits chimiques existants

• Le dispositif d'injection proposé

• Toute restriction applicable en matière de sortie ou de traitement

Évaluez la compatibilité à l’aide d’informations pertinentes sur les produits et les conditions réels. L'étiquette non oxydant ne prouve pas qu’un biocide est compatible avec tout inhibiteur ou matériau de construction.

3. Pourquoi le temps de contact, la perte d’eau et le biofilm sont-ils importants ?

Tenir compte de l'exposition dans tout le système de refroidissement

La quantité initiale de biocide ajoutée ne constitue qu’une partie de l’évaluation du traitement. La concentration et l'exposition des micro-organismes peuvent changer à mesure que l'eau circule, que des réactions chimiques se produisent et que l'eau traitée quitte le système.

Blowdown en est un exemple. Elle élimine l'eau en circulation et s'accompagne généralement d'un remplacement par de l'eau d'appoint. Si l'eau d'appoint ne contient aucun produit chimique de traitement correspondant, la perte d'eau peut réduire la concentration d'un biocide restant dans le système.

Considérons deux circuits de refroidissement hypothétiques avec le même volume d'eau initial et le même ajout initial d'un biocide particulier. Si un circuit a un taux de purge plus élevé, il peut perdre de l'eau traitée plus rapidement que l'autre, en supposant des pertes comparables en matière de mélange et de traitement. Leurs profils de concentration ultérieurs peuvent donc différer.

Cet exemple n’établit pas d’intervalle de dosage universel. Il illustre pourquoi un programme de traitement ne doit pas être copié à partir d'un autre système en se basant uniquement sur le volume d'eau nominal. Les pertes en eau, le comportement du produit et les conditions d'exposition requises par la formulation spécifique doivent être pris en compte.

Les approches de traitement continu, intermittent ou combiné doivent être évaluées par rapport aux exigences d'application et aux instructions pertinentes du produit. L'introduction d'un deuxième ingrédient actif doit avoir un objectif défini et doit être appuyée par des informations sur la compatibilité et un plan d'évaluation.

Évaluer le biofilm et les conditions de surface

Les micro-organismes attachés aux surfaces des équipements peuvent former des biofilms. La matrice environnante peut affecter la rapidité avec laquelle un traitement atteint les organismes, tandis que les dépôts et les matériaux associés peuvent également influencer la demande en produits chimiques.

Les résultats microbiens de l'eau en vrac ne décrivent pas nécessairement à eux seuls l'état des surfaces dans tout le système de refroidissement. Un système peut montrer un changement dans les résultats des échantillons d'eau alors que des dépôts restent dans un échangeur de chaleur particulier ou dans une autre zone problématique.

Lors de l’évaluation d’un changement de traitement, définissez l’emplacement et l’état qui doivent être améliorés. Le cas échéant, comparez les résultats de la surveillance de l’eau avec des observations de surface cohérentes ou d’autres évaluations pertinentes pour l’application.

Si l'état cible persiste malgré une délivrance chimique vérifiée, enquêter sur la nature du dépôt, la répartition du traitement et l'adéquation du produit sélectionné. Une exigence de nettoyage peut également nécessiter une évaluation distincte. Ni les biocides oxydants ni les biocides non oxydants ne peuvent résoudre à eux seuls tous les problèmes liés aux dépôts.

4. Que vous dit le contenu actif sur un biocide ?

Le contenu actif décrit la quantité d'un constituant actif identifié dans un produit sur une base analytique indiquée. Il est utile pour comprendre la composition du produit et effectuer un calcul lorsque la base de concentration est confirmée. Il n’établit pas de manière indépendante la performance du traitement.

Offres QINGQUAN 1227 Biocide non oxydant pour le contrôle microbien et le traitement des boues dans les applications d'eau de refroidissement en circulation. Ses informations produit publiées répertorient les spécifications de contenu actif de au moins 44% et au moins 80% pour différents grades.

Il s’agit de limites minimales indiquées et non de résultats analytiques exacts pour chaque lot. Lorsqu'un calcul nécessite le contenu actif réel d'un lot fourni, utilisez la documentation applicable et confirmez la base de mesure.

QINGQUAN répertorie également Biocide isothiazolinone pour les applications d'eau de refroidissement et d'eau de traitement dans différents niveaux de concentration. La version spécifique fournie doit être identifiée avant que sa concentration ou toute autre spécification ne soit utilisée dans un calcul.

Trois comparaisons doivent rester distinctes :

• Différentes concentrations d'un même produit : Confirmez la qualité fournie, la base de concentration réelle et les instructions d'application pertinentes avant de comparer les quantités.

• Différents principes actifs : Une masse active égale n’établit pas une efficacité égale contre un problème microbien particulier.

• Différentes conditions de fonctionnement : Le même produit et la même dose peuvent ne pas produire le même résultat lorsque la chimie de l'eau, l'exposition ou les conditions du système diffèrent.

Pour l’approvisionnement, une comparaison basée uniquement sur le prix par fût peut être trompeuse si les quantités par colis ou les concentrations de produits diffèrent. La comparaison du coût par masse active déclarée peut fournir une base de coût des matériaux plus claire lorsque les produits et les définitions analytiques sont comparables. Cependant, il n’établit toujours pas le coût de réalisation du contrôle requis.

Une décision d'achat significative doit prendre en compte les spécifications réelles du produit, la quantité de traitement requise, les preuves d'application pertinentes et le résultat opérationnel évalué.

5. Comment pouvez-vous vérifier l’administration de biocides et les performances du traitement ?

Séparer la distribution de produits chimiques des résultats du traitement

Une pompe doseuse en marche ne prouve pas à elle seule que la quantité prévue de biocide a pénétré dans le système. De même, une mesure chimique ne prouve pas automatiquement que l’état microbien ou de surface préoccupant a été contrôlé.

Une évaluation pratique doit répondre à trois questions distinctes.

1. La quantité prévue a-t-elle été livrée ?

Comparez l'alimentation prévue avec les mesures de livraison appropriées et les enregistrements de consommation de produits chimiques. Tenir compte des changements dans les conditions de fonctionnement et utiliser des méthodes de mesure adaptées à l'équipement et au produit installés.

2. L’exposition chimique pertinente a-t-elle été atteinte ?

Utiliser une méthode de surveillance adaptée à la matière active sélectionnée et à la matrice aqueuse. Les traitements oxydants peuvent être évalués à l'aide de mesures résiduelles appropriées, tandis que les produits non oxydants peuvent nécessiter des méthodes analytiques spécifiques au produit ou d'autres contrôles documentés.

Une lecture du potentiel d'oxydo-réduction (ORP) ne doit pas être considérée comme une mesure de concentration universelle pour tous les biocides. Son interprétation dépend de la chimie et du contexte de mesure.

3. L’état traité s’est-il amélioré ?

Comparez les tendances microbiennes pertinentes, les observations de surface ou d'autres indicateurs de performance prédéfinis avec la référence d'origine. Utilisez des lieux d'échantillonnage et des méthodes d'évaluation cohérents lorsque cela est possible, et interprétez les résultats en fonction des conditions de fonctionnement enregistrées lors de l'évaluation.

Ces questions permettent également d’identifier la prochaine étape lorsqu’un essai ne donne pas le résultat attendu :

• Si la livraison diffère de l'aliment prévu, étudiez l'écart de livraison avant de juger les performances du produit.

• Si la livraison est vérifiée mais que l'exposition attendue n'est pas atteinte, examinez les pertes d'eau, la demande en produits chimiques et le comportement spécifique du produit.

• Si l'exposition pertinente est établie mais que la condition cible persiste, réévaluez l'adéquation du produit, sa distribution et la nature du problème.

Changer le produit chimique sans identifier quelle partie de l’évaluation a échoué peut laisser le problème d’origine non résolu.

Confirmer la documentation du produit avant l'achat

Avant d'acheter un biocide, vérifiez que la documentation correspond à la qualité réelle du produit et à l'application prévue.

En fonction du marché de destination et de l'utilisation, la documentation pertinente peut inclure la fiche technique, la fiche de données de sécurité, l'étiquette du produit, les enregistrements d'analyse ou de lot applicables et les informations réglementaires requises.

Pour les applications aux États-Unis, vérifiez les exigences applicables en matière d’enregistrement et d’étiquetage auprès de l’EPA. Pour les demandes dans l'UE, faites la distinction entre l'approbation de la substance active, l'autorisation du produit et la couverture de l'utilisation prévue requise par le règlement sur les produits biocides.

Une fiche technique ou un résultat de contenu actif ne démontre pas, en soi, que toutes les exigences applicables en matière d’autorisation de mise sur le marché ont été respectées.

Pour les produits 1227 ou isothiazolinone de QINGQUAN, contacter QINGQUAN avec l'application d'eau de refroidissement prévue, la qualité de produit sélectionnée et les informations de fonctionnement pertinentes pour discuter de la documentation produit applicable.

Le choix final doit être basé sur les conditions réelles du système, les exigences spécifiques au produit et la preuve que le traitement résout le problème à gérer.

Références

1. Véolia. Manuel sur l'eau, chapitre 26 : Contrôle microbiologique – Système de refroidissement. Édition en ligne ; date de révision non indiquée.

2. Véolia. Manuel de l'eau, chapitre 27 : Chlore et alternatives au chlore. Édition en ligne ; date de révision non indiquée.

3. Responsable de la santé et de la sécurité. HSG274 Partie 1 : Le contrôle des bactéries Legionella dans les systèmes de refroidissement par évaporation. Deuxième édition, 2024.

4. QINGQUAN. 1227 Biocide non oxydant. Informations sur le produit consultées le 20 octobre 2026.

5. QINGQUAN. Biocide isothiazolinone. Informations sur le produit consultées le 20 octobre 2026.

6. Agence de protection de l'environnement des États-Unis. Homologation des pesticides antimicrobiens. Conseils en ligne.

7. Agence européenne des produits chimiques. Comprendre le Règlement sur les Produits Biocides (RPB). Conseils en ligne.