KATHON® WT

WATER TREATMENT MICROBICIDE

Contents

2

Introduction

1 - Performance

2 - Chemical and physical properties

3 - Stability/compatibility

4 - Antimicrobial properties

5 - Comparative efficacy

6 - Application areas

7 - Toxicology and environmental fate

8 - Current regulatory status

9 - References

3

KATHON® WT*,WTE and WTA micro-bicides are high performance, broadspectrum, antimicrobial agents basedon the proven isothiazolone chemistryof Rohm and Haas Company.

They are effective at very low concen-trations in controlling both the plank-tonic and surface growth of bacteria,fungi and algae and have been produ-ced specifically for water treatmentand paper mill applications.

Rohm and Haas Company have develo-ped an unrivalled package of regula-tory approvals and environmental fate,

KATHON® WT :water treatmentmicrobicide

toxicology, and performance data tosupport the use of KATHON® WT inwater treatment applications.

For some years, Rohm and HaasCompany have manufacturedKATHON® WT at facilities approvedaccording to the internationally reco-gnised Quality Standard ISO 9002(equivalent to BS5750 Part 2). Thisreflects the commitment of Rohm andHaas to supply high quality productsfor its customers.

This technical bulletin provides effi-cacy, toxicology and environmentalfate data to allow the safe and effectiveuse of KATHON® WT.

* Unless otherwise specified "KATHON® WT" is used to denote the KATHON® WT group ofbiocides, which includes KATHON® WT, WTEand WTA.

● KATHON® WT microbicides offer numerous outstanding advantages :

Rapid inhibition of growth and macro-molecular synthesis :KATHON® WT causes immediate inhi-bition of growth on coming in contactwith a microorganism. The growthinhibition rapidly becomes irreversibleand results in cell death. Even beforedeath occurs, the KATHON®-treatedorganism is unable to synthesize degra-dative enzymes or the exopolymerswhich facilitate adhesion and biofilmformation.

Broad spectrum activity :KATHON® WT controls the widevariety of algae, bacteria and fungifound in industrial water systems. Sucha broad spectrum product reduces

inventory and handling costs, lowersoperator training expenses and lessensthe risk of dosing error.

Effective at low concentrations :Effective control of such a wide varietyof microorganisms at levels as low as 1 ppm active ingredient byKATHON® WT, provides an unrivalledand cost-effective treatment.

Effective against biofilm :KATHON® WT readily penetrates the surface of adhering biofilm to give effective control of sessile micro-organisms.

Biodegradable/non-persistent in theenvironment :When diluted below use concentra-tions, KATHON® WT, WTA and WTEare readily biodegradable. Theirdecomposition does not lead to thepresence of chlorinated organics in theenvironment.

Effective over a wide pH range :KATHON® WT microbicide exhibitsexcellent performance over a broadpH range, even in alkaline water systems.

1 - Performance Water soluble :KATHON® WT is easily incorporatedinto formulations.

Compatibility :KATHON® WT is compatible withchlorine, corrosion and scale inhibi-tors and most anionic, cationic andnon-ionic formulations at normal uselevels.

Non-surface active :KATHON® WT is non-foaming.

Infrequent dosing :KATHON® WT remains active for longperiods of time in the water system,resulting in low service costs.

Easily deactivated :Spills of the concentrated active com-ponents of KATHON® WT are readilydeactivated to non-toxic substances bythe addition of a slightly acidic solu-tion of sodium metabisulphite orsodium bisulphite.

Low toxicity :Extensive toxicological testing hasshown KATHON® microbicides to beof low toxicity at recommended uselevels. Continued testing ensures thatpotential risks are well defined.

4

The chemical composition, physical and chemical properties of KATHON® WT,KATHON® WTA and KATHON® WTE microbicides are shown in Table 1.

2 - Chemical and physical properties

5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one 2-methyl-4-isothiazolin-3-one

ClS

N-CH3

O

S

N-CH3

O

CAS Registry N° 26172-55-4 CAS Registry N° 2682-20-4

Table 1 - Composition and properties of KATHON® WT microbicides (these values do not constitute specifications)

KATHON® WT KATHON® WTA KATHON® WTE

■ 5-chloro-2 methyl-4-isothiazolin-3-one■ 2-methyl-4-isothiazolin-3-oneTypical value active ingredients 13.9% 1.5% 1.5%

Inert Ingredients 28.0% 3.0% 3.0%

Water to 100% to 100% to 100%

Typical properties

Appearance Clear to slightly hazy liquid

Colour Amber-gold Pale yellow Pale yellow green

Odour Mild Mild Mild

Specific gravity (20°C) 1.32 1.02 1.02

pH (as supplied) 2-4 3-5 3-5

Viscosity (cps) 15°C25°C35°C

19.016.014.5

19.016.014.5

19.019.019.0

● The active ingredient of KATHON® WT biocides is a mixture of two isothiazolones identified by the IUPAC system of nomenclature as :

5

● KATHON® is stable overthe wide range of conditionsfound in cooling water andpaper mill applications.

Product as supplied :KATHON® WT and WTE microbicidesare stable as supplied for at least a yearat ambient temperatures and for 6 months at 50°C. We recommend,however, that KATHON® WTA is stored at 25°C or below for a maxi-mum period of 6 months. Generally,storage conditions appropriate forindustrial chemicals should beemployed, avoiding exposure toextremes of temperature.

3 - Stability/compatibility

At use levels :The performance of biocides in indus-trial water systems is dependent ontheir stability. Several factors caninfluence the rate of degradationincluding water hardness, pH and temperature. The stability ofKATHON® WT is actually enhanced inhard water conditions. At normal uselevels in water treatment systems,KATHON® WT biocides are biologi-cally and physically compatible with :• anionic, cationic and non-ionic sur-

factants• corrosion and scale inhibitors• chlorine (Table 2)• majority of standard paper mill addi-

tives.

Figure 1 shows the excellent stability of KATHON® WT compared with competitive biocides at different levelsof pH, temperature and total waterhardness. This is dealt with in greaterdetail in the section on stability/compatibility.

In addition to its excellent stability atuse levels, KATHON® WT has theadvantage that, when diluted wellbelow its use level, it is readily biode-gradable.

Table 2 - Stability of 10 ppm active ingredient KATHON® WT in the presence of 1.0 ppm freeresidual chlorine

TIME (hours) FREE CHLORINE (ppm) KATHON® WT (ppm AI)

0 1.0 10.0

2 1.0 10.0

4 1.0 9.7

6 1.0 9.8

69 0.1 9.1

Temperature : 27°C ; pH 7.5.

6

A. 37°C/50 ppm TWH*

% R

emai

nin

g in

72

Hou

rs%

Rem

ain

ing

in 7

2 H

ours

0 0 0 0

20

40

60

80

100B. 37°C/1000 ppm TWH

5 ppm AI KATHON

®

50 ppm AI GLUT

10 ppm AI MBT

20 ppm AI DBNPA

5 ppm AI KATHON

®

50 ppm AI GLUT

10 ppm AI MBT

20 ppm AI DBNPA

0 0 0 0

20

40

60

80

100

5 ppm AI KATHON

®

50 ppm AI GLUT

10 ppm AI MBT

20 ppm AI DBNPA

5 ppm AI KATHON

®

50 ppm AI GLUT

10 ppm AI MBT

20 ppm AI DBNPA

C. 50°C/50 ppm TWH D. 50°C/1000 ppm TWH

* Total Water Hardness

DBNPA = 2.2-dibromo-3-nitrilopropionamideGLUT = glutaraldehydeMBT = methylene (bis) thiocyanate (data not yet available at pH 5.5)

pH 5.5pH 7.5pH 9.5

Fig. 1 : Stability of KATHON® WT vs. competitive biocides at different levels of temperature and water hardness over a pH range 5.5-9.5

7

Phoma herbarum (pigmentivora)

* Aureobasidium pullulans

* Rhizopus stolonifer

Rhodotorula rubra (yeast)

Saccharomyces cerevisiae (yeast)

Trichophyton mentagrophytes (interdigitale)

* Aspergillus foetidus

Table 3 - Minimum inhibitory concentrations of KATHON® WT vs fungi a

● KATHON® WT is an extremely effective,broad spectrum microbicidewhich causes an immediateinhibition of growth on coming in contact with a microorganism.

KATHON® WT rapidly interacts withproteins within the cell, causing aninhibition of respiration and ATP syn-thesis, which results in an inability tosynthesize biopolymers or catabolizesubstrate. Growth inhibition rapidlybecomes irreversible and results in celldeath as essential proteins are progres-sively oxidized. Even before cell deathoccurs, the KATHON®-treated orga-nisms are unable to synthesize eitherbiodegradative enzymes or the exopo-lymers which facilitate microbial adhe-sion and biofilm formation.

Minimum inhibitory concentrations

Tables 3-6 show the minimum inhibi-tory concentrations (MIC) ofKATHON® WT active ingredientagainst microorganisms in test-tubeand microtitre plate assays i.e. thelowest concentration which will inhibitmicrobial growth.

4 - Antimicrobialproperties

This data demonstrates broad spec-trum activity against all types of foulingmicroorganisms e.g. fungi, bacteria,and algae. The methods used to obtainthis data are useful for screening anti-microbial substances under standardi-zed laboratory conditions, in nutrientrich growth media. Therefore theeffective levels of active ingredientderived from these tests do not neces-sarily translate into the most effica-cious use levels for particularapplications.

Antimicrobial properties of a watertreatment biocide

Many water treatment biocides have"gaps" in their activity spectra i.e. theymay be good fungicides but poor algi-cides or bactericides. One biocidewhich can perform the function of twoor three different products, saves bothtime and money and reduces thechances of dosing errors. A broad spec-trum biocide, such as KATHON® WT,which prevents the growth of, or killsorganisms causing surface fouling, atlow concentrations, is essential inindustrial water treatment.

ORGANISM

* Aspergillus niger

* Aspergillus oryzae

Candida albicans (yeast)

Chaetomium globosum

* Cladosporium resinae (Hormoconis resinae)

Gliocladium fimbriatum

Lentinus lepideus

Gloeophyllum trabeum

* Mucor rouxii

* Penicillium funiculosum

* Penicillium variabile (glaucum) USDA

9644

R and HL5-83

11539

12653

QM7638

11274

6205

11651

10196

9642

16878

ATCC N°

2

5

5

6

4

9

5

9

5

5

9

8

ACTIVE INGREDIENT (ppm)

12569 2

9348 5

10404 5

9449 2

2601 2

9533 5

8

* Pseudomonas oleoverans

* Pseudomonas cepacia

Shigella sonnei

* Pseudomonas fluorescens

GRAM-POSITIVE

* Bacillus cereus var. mycoides

* Bacillus subtilis

Brevibacterium ammoniagenes

Cellulomonas sp.

Sarcina lutea

* Staphylococcus aureus

* Staphylococcus epidermidis

Streptomyces albus

Azotobacter vinelandii

* Enterobacter aerogenes

Escherichia coli

* Flavabacterium suaveolens

Nitrobacter agilis

* Proteus vulgaris

* Pseudomonas aeruginosa

Table 4 - Minimum inhibitory concentrations of KATHON® WT vs bacteria a

Microorganisms causing fouling of cooling towers.* Microorganisms associated with slime deposits in paper-making processes.

a : The bacteriostatic and fungistatic tests were performed by serially diluting the biocide in trypticase-soy broth followed by a 1:100 inoculation with 24-hour broth cultures of test bacterium or fungal spore suspension (prepared from 7-14 day culture slants washed with 7 mls of deionized water).Minimum inhibitory concentration levels were determined visually after 2 days incubation at 37°C for bacteria and 7 days incubation at 28-30°C for fungi.

ORGANISM

13525

Gibraltar 165

15442

GRAM-NEGATIVE

8427

14123

958

Achromobacter parvulus

11229

3906

12837

* Alcaligenes faecalis 8750

4335

ATCC N°

2

0.75

5

5

0.1

9

8

5

5

2

2

ACTIVE INGREDIENT (ppm)

8062 5

9292 2

R and HL5 2

R and HB2 2

6871 2

21399 6

9341 5

6538 2

155 2

3004 1

9

● Biofilm.

A considerable difference exists bet-ween the efficacy of a biocide againstfree-living or planktonic microorga-nisms and surface-attached or sessilemicroorganisms. Sessile microorga-nisms build up on process surfaces thatare in continual contact with water, toform biofilms, which may vary fromthe more obvious slimy or filamentouslayers, to discrete deposits barelyvisible to the naked eye.

Biofilms consist of complex popula-tions of sessile microorganisms (inclu-ding bacteria, fungi, protozoa andalgae), inorganic and organic debrisbound together by an extracellularmicrobial adhesive1,2 (Fig. 2). Thepolysaccharide matrix protectsmicroorganisms against rapid environ-mental changes, including the addi-tion of many biocides and other watertreatment chemicals, making themmore difficult to kill than their free-living counter-parts. Some biocidesmay also be deactivated by adsorptionto organic and/or inorganic debriswithin the biofilm itself.

Not only do surface-attached microor-ganisms outnumber planktonic popu-lations by several orders of magnitude,but they are also the direct cause ofmost problems in industrial coolingwater systems, air washers and papermills. These include :

Energy loss due to fouling• increased heat transfer resistance• filter blocking• decreasing fluid flow/increasing

pressure drop in pipes

Microbial-induced corrosion• of unprotected metal surfaces

beneath the biofilm

Decreased manufacturing efficiency• breakaway biofilm interferes in paper

manufacture• increased stoppages for cleaning and

maintenance of equipment

Failure of other water treatment chemicals• biodegradation of additives such as

corrosion inhibitors

Potential health effects• biofilm may harbour pathogenic or

potentially pathogenic organisms e.g.Legionella and Pseudomonas spp.

Table 5 - Minimum inhibitory concentrations of KATHON® WT vs algae b

ORGANISM ACTIVE INGREDIENT (ppm)

CHLOROPHYTA (GREEN ALGAE)

Chlorella oleofaciens 0.12

Chlorella pyrenoidosa 0.03

Scenedesmus quadicauda 1.0

Selenastrum capricornutum 0.25

Ulothrix fimbriata 0.63

Ulothrix acuminata 0.63

Table 6 - Minimum inhibitory concentrations of KATHON® WT vs blue green bacteria b

ORGANISM ACTIVE INGREDIENT (ppm)

Synechococcus leopoliensis

CYANOPHYTA/CYANOBACTERIA

0.50

Anabaena flos-aquae 0.03

Schizothriz calcicola

Nostoc commune 0.12

0.31

Oscillatoria prolifera 0.08

Phormidium luridum 0.12

Scytonema hofmanni 0.16

Calothrix parienta 0.31

Microcystis aeruginosa 0.16

Microorganisms causing fouling of cooling towers.

b : A 96-well microtitre plate assay using two-fold serial dilutions in growth media, was employed todetermine MIC values against algae and blue green bacteria. Microorganisms used as inoculumwere grown up on an algal-cyanobacterial medium under constant agitation and with a 16 hourillumination cycle. MICs were determined visually (using a microtitre plate reader) after 14-21 days incubation at 25°C under constant illumination.

10

● The need for activityagainst biofilm.

An industrial water treatment biocidemust be active against biofilm. In spiteof this, many biocides are still only tes-ted against planktonic microorganisms

5 - Comparative efficacy

● Field and laboratory evaluation.

KATHON® WT has been evaluatedagainst competitive biocides in exten-sive laboratory tests and field trials.Results show that it easily out-performsits nearest competitors (Fig. 3).

Fig. 2 : A scanningelectron micro-

graph of a biofilmwhich has built upon a metal surface

in contact withflowing water.

Chains of bacteria(b), and diatoms(d), can easily be

distinguishedwithin the biofilm.

d

b

(see Cooling Water Microbicide sec-tion). Rohm and Haas have been atthe forefront of research into sessiletesting* and have independently deve-loped and tested two laboratorymethods for monitoring the use of bio-cides to control biofouling in industrialwater distribution systems, namely :• model cooling towers• circulating biofilm loops

KATHON® WT is not only effective inkilling microorganisms in existing bio-films, but will also prevent biofilmregrowth when regularly dosed into aclean system.

KATHON® WT is one of the few micro-bicides extensively tested against bio-film organisms during its development.

A more comprehensive discussion ofbiofouling, the problems it causes andthe efficacy of KATHON® WT againstbiofilms, are given in the CoolingWater and Paper Mill Microbicide sections.

* See External Rohm and Haas Publications listat the end of this bulletin.

It produces excellent control againstsessile aerobic and anaerobic microor-ganisms, in both industrial cooling sys-tems (Fig. 4 and Table 7) and as apaper mill slimicide (Fig. 5). Fieldtrials in an industrial air washer havealso proved its excellence as a microbi-cide (Table 8). It is effective over a wide pH range andis therefore ideal for use in the alka-line conditions that exist in multi-cyclecooling towers and modern paper-making. It is attractive economically becauselow levels and infrequent doses can beused successfully.

11

Fig. 3 : Comparative efficacy of KATHON® WT and alternative water treatment biocides against biofilm in model cooling towers (viable cells persq cm).The approximate cost of alternative biocide treatment have been calculated in comparison with that of 1 ppm AI KATHON® WT andare expressed as cost-equivalents

A. KATHON® WT

% o

f No-

trea

tmen

t Con

trol

0

20

40

60

80

100B. DBNPA a

0.5 ppm AI

1.0 ppm AI

2.25 ppm AI

x 1.6 cost/

eq.

x 4.3 cost/

eq.

C. MBT b

% o

f No-

trea

tmen

t Con

trol

20

40

60

80

100

x 0.4 cost/

eq.

x 1.3 cost/

eq.

a. 2,2-dibromo-3-nitrilopropionamide

b. methylene (bis) thiocyanate

BacteriaAlgaeFungi

12

D. TBTO c / Quat

% o

f No-

trea

tmen

t Con

trol

20

40

60

80

100E. BNPD d,e

x 0.7 cost/

eq.

x 1.4 cost/

eq.

x 3.5 cost/

eq.

x 7 cost/

eq.

x 10.5 cost/

eq.

F. Glutaraldehyde

e. bacteria and fungi c.f.u./cm2 ;algae mg chlorophyll/cm2

d. 2-bromo-2-nitropropane-1,3-diol

c. tributyl tin oxide

20

40

60

80

100

x 3.6 cost/

eq.

x 7.2 cost/

eq.

0

BacteriaAlgaeFungi

13

Fig. 4 : Effect of KATHON® WT on naturally occurring microbial populations in an industrial cooling tower

Table 7 - Effect of KATHON® WT on microbial populations in an industrial cooling tower

Log

Num

ber

of M

icro

orga

nis

ms/

ml

Exposure Time in Hours

4020 50 8001

2

3

4

5

6

2 ppm AI5 ppm AI

AREA

SAMPLEDMICROORGANISM INITIAL COUNT

% REDUCTIONa AFTER :

3 WeeksDose

9 ppm AI

5 WeeksDose

1 ppm AI

5 WeeksDose

0.5 ppm AI

Basin Water BacteriaFungiAlgae

1.30 x 106/ml2.80 x 102/ml3.93 x 102/ml

759496

539388

8691–

Slats BacteriaFungiAlgae

2.79 x 109/cm2

1.64 x 105/cm2

3.44 x 105/cm2

9899.5–

979488

9499.296

DistributionBoxes

BacteriaFungiAlgae

4.58 x 1010/cm2

4.19 x 104/cm2

2.06 x 107/cm2

99.999.4

> 99.99

979392

959399.98

a : % Reduction based on initial count.

14

0

350

00

7.4 x 102

SRB/ml c

Fig. 5 : Comparative efficacy of KATHON® WT and carbamate in a paper mill producing newsprint

Table 8 - Effect of KATHON® WTE on the microbial populations in an industrial air washing system a,b

Log

Num

ber

of B

acte

ria/

ml

JAN

FEB

MAR

APRM

AYJU

NJU

LAUG

SEP

OCTNOV

DEC

3

4

5

6

7

KATHON® WT -1984

Carbamate - 1983

Figure 5 illustrates a case history ofbiocide treatment in a newsprint millwhere biocide addition was at thebroke towers. Using carbamate, bacte-rial counts in the broke pulp were

unacceptably high. After changing to acost-equivalent level of KATHON® WT,bacterial counts in the broke weresignificantly reduced and downtimedue to contamination was minimized.

COMMON SUMP AIR WASHERS

Total Count/ml

Fungi/ml SRB/ml c Total Count/ml

Fungi/ml

After 1st dose3 hours24 hours

2.2 x 105

6.0 x 103

0d

009

1.7 x 105

l.0 x 103

01

After 2nd dose3 hours24 hours

9.0 x 103

1.0 x 103

80

800

1.2 x 104

8.0 x 103

00

After 3rd dose3 hours 7.0 x 103 0 0 1.0 x 103 0

Initial Count(No KATHON® WTE)

7.5 x 105 70 6.3 x 102 1.0 x 106 30

a : System ParametersVolume of water : 945,000 litresRetention time : 2.5 cycles (19 days based on blowdown)pH : 7.6KATHON® WTE level : 1.0 ppm AIDose schedule : Initial dose : 60.5 litres KATHON® WTE charged into

common sump (60 ppm as supplied)Subsequent doses : 7.5 litres KATHON® WTE 1.5% chargedinto common sump based on blowdown

b : Visual EvaluationKATHON® WTE maintained a clean system. No problems of odour or foaming wereencountered during or after the trialc : Most probable number of sulphate reducing bacteria/mld : 0 = none detected

15

Fig. 6 : Scanningelectron micro-

graphs of biofilmdevelopment on a

metal surface

a : Scanning electron micrographs taken of a metal

surface that has been subjected to circulating water

for 1 hour (A), 24 hours (B) and 64 hours (C).This

sequence of micrographs shows the initial forma-

tion of a coating of organic debris and inorganic

particles, followed by the attachment of bacteria,

which eventually become embedded in a thick coa-

ting of extracellular microbial adhesive or “slime.”

b : bacteria

i : inorganic debris

o : organic debris

m : polysaccharide matrix (slime)

A

C

B

16

Table 9

APPLICATIONS MAXIMUM USE LEVEL(ppm active ingredients)

1. Industrial cooling water systems 15.0

2. Industrial air washers with efficientmist-eliminating system

l5.0

3. Paper mill slimicides l5.0

● KATHON® WT is ideallysuited to meet the require-ments of an industrial watertreatment biocide.

● Cooling tower microbicide.

KATHON® WT is a broad spectrumbiocide, active against microorganismsin the biofilm. It is cost-effective andideally suited for use in todays alkaline,multi-cycle towers (Fig. 4). A concen-tration of KATHON® WT as low as 1ppm active ingredient, single-dosedevery 3-7 days (depending on blow-down rate) is often sufficient tocontrol severe microbiological fouling.

● Air washer microbicide.

KATHON® WT is very effective incontrolling microbial growth in indus-trial air washing systems (Table 8).

● Paper mill slimicide.

KATHON® WT is a high performancepaper mill slimicide with a broad spec-trum of activity which can cope withthe rapid changes in microbial florathat occur in different papermakingsystems. It penetrates and killsmicroorganisms in the biofilm and isnot inactivated by the high level of sus-pended organic solids found in papermill water. It also provides cost-effec-tive microbial control (Fig. 5).

6 - Applicationareas

● Maximum use levels.

These maximum use levels relate tothe level of KATHON® WT activeingredients which may be constantlypresent in the applications described.Lower maximum use levels may beappropriate in some instances to satisfylocal environmental discharge/regula-tory requirements. For further infor-mation on maximum use levels, pleaserefer to the Safety Guidelines Bulletins.

KATHON® WT microbicide is notdeactivated by suspended organic mat-ter, and is compatible with other watertreatment additives, including chlo-rine. With the recent change of manycooling towers and paper mills to alka-line operating conditions, it is impor-tant to use a biocide such as

KATHON® WT, which remains stableat higher pH values. KATHON® WT isof low toxicity at use levels, easily deac-tivated and biodegradable. In additionto all these essential properties,KATHON® WT is cost-effective.

17

● Rohm and Haas Company,one of the foremost specialtychemical manufacturers,takes every measure toensure that its products aresafe for both people and theenvironment.

Toxicology

In line with this policy, Rohm and Haasprovide comprehensive toxicologicaldata for KATHON® WT, which showsthat it is of low toxicity at use-levels.

Environmental fate

With the tightening of legislationgoverning the quality of industrialeffluent, a major consideration in thechoice of a biocide for industrial water

treatment is its fate in the environ-ment. This is discussed in more detailin the section on Environmental Fateand some of the original research ispublished in the Journal ofAgricultural and Food Chemistry, 23,1060-1075, 1975. Reprints are availableon request.

● KATHON® WT has minimalenvironmental impactbecause of the following properties :

• high performance product• very low use levels• readily biodegradable/non-persistentin the environment• does not lead to the presence of chlo-rinated organics• does not affect performance of wastewater treatment plants

KATHON® WT has been shown to beenvironmentally acceptable by a varietyof test procedures. The criteria foracceptability is beyond the most strin-gent control parameters introduced byregulatory authorities.

This unique combination of propertiesmakes KATHON® WT a first choice forany water treatment programme.

7 - Toxicology andenvironmentalfate

Fig. 7 : Dissipation of KATHON® WT AI in river water

% o

f eac

h c

ompo

nen

t rem

ain

ing

00

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10

1 2 4 7 14 35

0.6 ppm 2-methyl-4-isothiazolin-3-one0.006 ppm 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one0.06 ppm 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one

0.6 ppm 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one

18

8 - Current regulatory status

PRODUCT REGULATORYCLEARANCE

KATHON® WT andWTE ActiveIngredient (AI)

BGA Rec. XXXVI“Paper and paperboard”

KATHON® WT andWTE AI

Decree August 7,1987 N° 395

KATHON® WT

KATHON® WTA

N° 9926 N August,1985

N° 10034N

COUNTRY

Germany

Italy

Netherlands

APPLICATION

As slimicide inmanufacture offood contactpaper

Food contactpaper

Paper mill andcooling waterslimicide

KATHON® WTE Swedish ChemicalsInspectorateN° 3401

Sweden Paper millslimicide

KATHON® WT andWTE AI

EGA SubstanceList N° 49466Class III

Switzerland All

KATHON® WT andWTE a

KATHON® WT a

KATHON® WT andWTE a AI

EPA 707-128707-133

EPA 707-132

FDA 21 CFR176.300

USA Cooling towersand air washers

Paper millslimicide

Paper slimicide

NOTES

As a slimicide at amaximum level of4 ppm AI in driedfibre

At 0.1 ppm AImax. extractablefrom paper

Not for foodcontact

Can be used inmanufacture offood contact paper

Up to max. uselevel of 1.4 lbAI/ton dry wgt.paper

● The list below is intendedto assist you and your customers to comply withprevailing regulatorycontrols. It illustrates the sta-tus of KATHON® WT micro-bicide in those countrieswhere specific approvals arerequired.

Current regulatory status

Other grades of KATHON® microbi-cides based on the same active ingredients as KATHON® WT haveobtain FDA or BGA approvals allowingtheir use as preservatives in latex whichis employed in the production of adhe-sives and paper and board for contactwith dry, aqueous and fatty foods.

For further details of those approvals,please contact your local Rohm andHaas Sales Office.

a : These products have different designations in the USA.It should be borne in mind that these clearances apply to KATHON® microbicides as submitted by Rohm and HaasCompany and that formulations containing other ingredients may need to be resubmitted for approval.

Table 10

19

● General.

1. Characklis, W.G. and Cooksey, K.E.(1983). Biofilms and microbial fou-ling. Adv. Appl. Microbiol., 29, 93-138.

2. Costerton, J.W., Geesey, G.G. andCheng, K. (1978). How bacteriastick. Sci. Am., 238, 86-96.

● External Rohm and Haaspublications.

• Costerton, J.W. and Lashen, E.S.(1984). Influence of biofilm on effi-cacy of biocides on corrosion-causingbacteria. Mater. Perform. 23,13-17.

• Haack, T.K., Lashen, E.S. andGreenley, D.E. (1988). The evalua-tion of biocide efficacy against sessilemicroorganisms. In Developments inIndustrial Microbiology, vol. 29. (J. Indust. Micro., Suppl. N° 3) pp. 247-253.

• Haack, T.K., Shaw, D.A. andGreenley, D. E. (1986).Isothiazolones preserve starch-baseddrilling muds. Oil and Gas J., January6th, 1986.

• Krzeminski, S.F., Brackett, C.K. andFisher, J.D. (1975). Fate of microbici-dal 3-isothiazolone compounds in theenvironment : Modes and rates of dis-sipation. J. Agric. Food Chem., 23, (6),1060-1068.

• Krzeminski, S.F., Brackett, C.K.,Fisher, J.D. and Spinnler, J.F. (1975).Fate of Microbicidal 3-isothiazolonecompounds in the environment :Products of degradation. J. Agric.Food Chem., 23, (6), 1068-1075.

• McCoy, W.F. and Lashen, E.S. (1985).Biocide efficacy against sessilemicroorganisms in laboratory model cooling towers. Proc. U.K.Corrosion '85, Harrogate. 259-269.

• McCoy, W.F. and Lashen, E.S. (1986).Evaluation of industrial biocides inlaboratory model cooling towers.Proc. Ann. Meet Cooling Tower Inst.,Paper N° TP-86-17.

• McCoy, W.F., Ridge, J.E. and Lashen,E.S. (1986). Kinetic analysis of a new delivery system for coolingtowers. Proc. 47th Annual Meeting TheInternational Water Conference,Pittsburg, PA.

• McCoy, W.F., Wireman, J.W. andLashen, E.S., (1986). Efficacy ofmethyl-chloro/methylisothiazolonebiocide against Legionella pneumophilain cooling tower water. J. Indust.Micro., 1, 49-56.

• Ruseska, I., Robbins, J., Costerton,J.W. and Lashen, E.S. (1982). Biocidetesting against corrosion-causing oil-field bacteria helps control plugging.Oil and Gas J., 253-264.

• Tanner, R.S., Haack, T.K., Semet, R.F.and Greenley, D.E. (1985). A mildsteel tubular flow system for biofilmmonitoring. Proc. U.K. Corrosion '85,Harrogate. pp. 259-269.

• Williams, T.M. (1988). Growth andcontrol of biofouling microorganismsin modified laboratory coolingtowers. Proc. 2nd Venezuelan CorrosionConference, Venezuelan CentralUniversity, Caracas, Venezuela.

Acknowledgements

The electron micrograph which formsFigure 2 has been reproduced by kindpermission of the Fouling Forum,Harwell Laboratories, U.K. A.E.A.The photograph on page 16 has beenreproduced by kind permission of NewThames Paper Company, part of UKPaper, U.K.

9 - References

More information on the web about our products and services,and all our worldwide addresses :

www.rhcis.comRohm and Haas Consumer and Industrial Specialties

KATHON® is a trademark of Rohm and Haas Company, or of its subsidiaries or affiliates. The Company's policy is to register its trademarks, where products designated thereby are marketed by the Company, its subsidiaries or affiliates.

These suggestions and data are based on information we believe to be reliable. They are offered in good faith, but without guarantee, as conditions and methods of use of our products are beyond our control. We recommend that the prospective userdetermine the suitability of our materials and suggestions before adopting them on a commercial scale.

Suggestions for use of our products, or the inclusion of descriptive material from patents and the citation of specific patents in this publication, should not be understood as recommending the use of our products in violation of any patent or as permission or license to use any patent of the Rohm and Haas Company.

© 2000 Rohm and Haas Company Printed in France BIO. KATHON WT GEN.PB. E. 12/2000

KEYNOTE

CONSULTING

KATHON® WT – Hóa chất chống vi sinh vật dùng trong xử lý nước

Mục lục 1 – Các đặc tính

2 – Các thành phần hóa lý

3 – Tính ổn định / Tính tương thích

4 – Các thành phần chống vi sinh vật

5 – Hiệu quả được so sánh

6 – Các lĩnh vực ứng dụng

7 – Tính độc hại và vấn đề môi trường

8 – Hiện trạng quy định pháp luật

9 – Tài liệu tham khảo

Kathon WT – Hóa chất diệt vi sinh vật dùng trong xử lý nước

Các chất diệt vi sinh vật KATHON® WT *, WTE và WTA có hiệu suất xử lý cao, phạm vi ứng dụng lớn, và có chứa các tác nhân kháng khuẩn dựa vào thành phần hóa học isothiazolone đã được chứng minh của Công ty Rohm & Haas.

Chúng có hiệu quả ở nồng độ rất thấp trong việc kiểm soát cả những sinh vật phù du và bề mặt tăng trưởng của vi khuẩn, nấm và tảo và đã được sản xuất đặc biệt cho các ứng dụng xử lý nước và các nhà máy giấy.

Công ty Rohm & Haas đã đưa ra một bộ các chứng nhận liên quan tới các vấn đề về môi trường, tính độc hại, và tài liệu hoạt động để hỗ trợ việc sử dụng các KATHON® WT trong các ứng dụng xử lý nước.

Trong nhiều năm, Công ty Rohm & Haas đã sản xuất KATHON® WT tại các cơ sở đã được phê duyệt theo quy định của quốc tế công nhận chất lượng tiêu chuẩn ISO 9002 (tương đương với BS5750 Part 2). Điều này phản ánh cam kết của Rohm and Haas để cung cấp sản phẩm chất lượng cao cho khách hàng của mình.

Tài liệu kỹ thuật này cung cấp các tài liệu về hiệu quả, vấn đề môi trường và tính độc hại của sản phẩm để giúp sử dụng KATHON® WT an toàn và hiệu quả.

* Trừ khi có quy định khác "KATHON® WT" được sử dụng để biểu thị nhóm các diệt vi sinh vật KATHON® WT, trong đó bao gồm KATHON® WT, WTE và WTA.

1 – Các đặc tính

● Chất diệt khuẩn KATHON® WT cung cấp rất nhiều ưu điểm vượt trội:

Ức chế sự tăng trưởng nhanh và tổng hợp phân tử vĩ mô:

KATHON® WT gây ức chế ngay lập tức sự tăng trưởng của một loại vi sinh vật khi tiếp xúc với chúng. Sự ức chế sự tăng trưởng nhanh chóng khiến cho vi khuẩn không thể phục hồi lại và làm chết tế bào. Ngay cả trước khi làm chết tế bào, các sinh vật được KATHON® xử lý không thể tổng hợp enzyme phân hủy hoặc exopolymers – chất tạo điều kiện bám dính và hình thành màng sinh học.

Hoạt động phổ rộng:

KATHON® WT kiểm soát nhiều loại tảo, vi khuẩn và nấm được tìm thấy trong các hệ thống nước công nghiệp. Một sản phẩm phổ rộng như vậy làm giảm chi phí xử lý và , làm giảm chi phí điều hành đào tạo và làm giảm nguy cơ xảy ra những sai phạm trong liều lượng sử dụng.

Hiệu quả ở nồng độ thấp:

Kiểm soát hiệu quả một loạt các vi sinh vật với liều lượng

sử dụng rất thấp chỉ với 1 ppm thành phần hoạt chất của KATHON® WT, giúp tiết kiệm chi phí xử lý tối đa.

Hiệu quả chống lại màng sinh học:

KATHON® WT dễ dàng thâm nhập vào bề mặt của màng sinh học bám dính trên bề mặt thiết bị để giúp kiểm soát hiệu quả của các vi sinh vật không cuống.

Phân hủy sinh học / không tồn dư lâu trong môi trường:

Khi pha loãng nồng độ sử dụng như được khuyến cáo dưới đây, KATHON® WT, WTA và WTE là dễ phân hủy sinh học. Sự phân hủy của chúng không dẫn đến sự hiện diện của các chất hữu cơ clo trong môi trường.

Hiệu quả trong một khoảng pH rộng:

KATHON® WT diệt vi sinh vật thể hiện hiệu suất tuyệt vời trên một phạm vi pH rộng, thậm chí trong các hệ thống nước kiềm.

Hòa tan trong nước:

KATHON® WT có thể dễ dàng tích hợp vào các công thức.

Khả năng tương thích:

KATHON® WT tương thích với chlorine, chất ức chế ăn mòn và cáu cặn và hầu hết các anion, cation và các công thức không ion ở mức sử dụng bình thường.

Không hoạt động bề mặt:

KATHON® WT là không tạo bọt.

Liều dùng không thường xuyên:

KATHON® WT duy trì hoạt tính trong một khoảng thời gian dài trong hệ thống nước, dẫn đến chi phí sử dụng rất thấp.

Dễ dàng vô hiệu hoá:

Lượng các thành phần hoạt động tập trung của KATHON® WT được dễ dàng vô hiệu hóa thành các chất không độc hại bằng cách cho thêm một dung dịch có tính axit nhẹ của sodium metabisulphite hoặc sodium bisulphite.

Độc tính thấp:

Thử nghiệm độc tính rộng đã cho thấy chất diệt khuẩn KATHON® có độc tính thấp ở các cấp độ sử dụng được khuyến cáo. Tiếp tục thử nghiệm để đảm bảo rằng những rủi ro tiềm năng được xác định rõ.

2 – Các thành phần hóa lý

● Các thành phần hoạt chất của chất diệt sinh vật KATHON® WT là một hỗn hợp của hai isothiazolones xác định bởi các hệ thống IUPAC của hệ ký hiệu như sau:

Các thành phần hóa học, tính chất vật lý và hóa học của KATHON® WT, KATHON® WTA và KATHON® WTE được thể hiện trong Bảng 1.

Bảng 1 - Thành phần và tính chất của chất diệt khuẩn KATHON® WT (những giá trị này không tạo thành quy cách)

KATHON® WT KATHON® WTA KATHON® WTE

■ 5-chloro-2 methyl-4-isothiazolin-3-one ■ 2-methyl-4-isothiazolin-3-one Các giá trị thành phần hoạt động

13.9%

1.5%

1.5%

Thành phần trơ 28.0% 3.0% 3.0% Nước to 100% to 100% to 100% Đặc tính điển hình Nhận diện Chất lỏng trong hoặc màu hơi ngà ngà Màu Vàng hổ phách Vàng nhạt Xanh vàng nhạt Mùi Dịu nhẹ Dịu nhẹ Dịu nhẹ Tỷ trọng riêng (20°C) 1.32 1.02 1.02 pH (như cung cấp) 2-4 3-5 3-5

Độ nhớt (cps) 15°C 25°C 35°C

19.0 16.0 14.5

19.0 16.0 14.5

19.0 19.0 19.0

3 – Tính ổn định / Tính tương thích ● KATHON® ổn định trong nhiều điều kiện khác nhau được tìm thấy trong các ứng dụng nước làm mát và nhà máy giấy. Sản phẩm khi được cung cấp:

KATHON® WT và WTE ổn định khi được cung cấp ít nhất một năm ở nhiệt độ môi trường xung quanh và trong 6 tháng ở 50 ° C. Tuy nhiên, chúng tôi đề nghị, KATHON® WTA được bảo quản ở nhiệt độ 25 ° C hoặc thấp hơn trong khoảng thời gian tối đa là 6 tháng. Nói chung, điều kiện bảo quản thích hợp cho các hóa chất công nghiệp được sử dụng,

tránh tiếp xúc với nhiệt độ quá nóng.

Ở mức độ sử dụng:

Hiệu suất của chất diệt sinh vật trong các hệ thống nước công nghiệp phụ thuộc vào sự ổn định của chúng. Một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến tốc độ của suy thoái bao gồm độ cứng của nước, pH và nhiệt độ. Sự ổn định của KATHON® WT thực sự được nâng cao trong điều kiện nước cứng. Ở mức độ sử dụng bình thường trong các hệ thống xử lý nước, chất diệt vi sinh vật KATHON® WT về mặt sinh học và vật lý sẽ tương thích với:

• Anion, cation và các chất hoạt động bề mặt không ion

• Các chất ức chế ăn mòn và cáu cặn • Clo (Bảng 2) • Đa số các chất phụ gia của nhà máy giấy tiêu chuẩn. Hình 1 cho thấy sự ổn định tuyệt vời của KATHON® WT so với chất diệt sinh vật cạnh tranh ở các cấp độ khác nhau của độ pH, nhiệt độ và tổng độ cứng của nước. Điều này được giải quyết một cách chi tiết hơn trong phần vào sự ổn định / khả năng tương thích.

Ngoài sự ổn định tuyệt vời của ở mức độ sử dụng, KATHON®WT có một lợi thế là khi pha loãng thấp hơn mức độ sử dụng, nó sẽ dễ dàng phân hủy sinh học.

Bảng 2 - Tính ổn định của 10 ppm thành phần hoạt chất KATHON® WT trong sự hiện diện của Clo dư tự do 1,0 ppm

Thời gian (giờ) Clo tự do (ppm) KATHON® WT (ppm AI)

0 1.0 10.0

2 1.0 10.0

4 1.0 9.7

6 1.0 9.8

69 0.1 9.1

Nhiệt độ: 27°C ; pH 7.5.

4 – Các thành phần vi sinh

● KATHON® WT là một chất diệt vi sinh vật phổ rộng và cực kỳ hiệu quả, nó gây ra một chất ức chế sự tăng trưởng ngay lập tức khi tiếp xúc với một loại vi sinh vật.

KATHON® WT nhanh chóng tương tác với các protein trong tế bào, gây ức chế hô hấp và tổng hợp ATP, làm cho chúng không có khả năng tổng hợp polyme sinh học hoặc chất nền catabolize. Sự ức chế tăng trưởng nhanh chóng và không thể đảo ngược sẽ làm chết tế bào sinh vật khi mà các protein thiết yếu đang dần bị oxy hóa. Ngay cả trước khi việc làm chết tế bào xảy ra, các sinh vật được KATHON® xử lý sẽ không thể tổng hợp hai enzyme biodegradative hoặc exopolymers tạo điều kiện

cho vi khuẩn bám dính và hình thành màng sinh học.

Nồng độ ức chế tối thiểu

Bảng 3-6 cho thấy nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của thành phần hoạt chất KATHON® WT chống lại vi sinh vật trong ống nghiệm và xét nghiệm phiến vi, tức là nồng độ thấp nhất mà sẽ ức chế sự tăng trưởng của vi sinh vật.

Dữ liệu này cho thấy có hoạt phổ rộng chống lại tất cả các loại ô nhiễm vi sinh vật như nấm, vi khuẩn và tảo. Các phương pháp được sử dụng để có được các dữ liệu này rất hữu ích để sàng lọc các chất kháng sinh trong điều kiện phòng thí nghiệm được tiêu chuẩn hóa, dinh dưỡng trong môi trường phát triển phong phú. Do đó, mức độ hiệu quả của các thành phần hoạt chất có nguồn gốc từ những thử nghiệm này không

nhất thiết phải chuyển thành các cấp độ sử dụng hiệu quả nhất cho các ứng dụng cụ thể.

Đặc tính kháng khuẩn của một chất diệt khuẩn xử lý nước

Nhiều chất diệt sinh vật xử lý nước có "khoảng trống" trong phổ hoạt động của chúng, có nghĩa là chúng có thể là thuốc diệt nấm tốt nhưng khả năng diệt tảo hoặc diệt vi khuẩn kém. Một chất diệt khuẩn mà có thể thực hiện các chức năng của hai hoặc ba sản phẩm khác nhau sẽ tiết kiệm cả thời gian và tiền bạc và làm giảm nguy cơ xảy ra những sai phạm trong liều sử dụng. Một chất diệt khuẩn phổ rộng, chẳng hạn như KATHON® WT, ngăn ngừa sự phát triển của, hoặc tiêu diệt sinh vật gây tắc ngẽn bề mặt, ở nồng độ thấp, là điều cần thiết trong xử lý nước công nghiệp.

Bảng 3 - Nồng độ ức chế tối thiểu của KATHON® WT với nấm a

ORGANISM ATCC N° ACTIVE INGREDIENT (ppm)

* Aspergillus foetidus 16878 8

* Aspergillus niger 9642 9

* Aspergillus oryzae 10196 5

Candida albicans (yeast) 11651 5

Chaetomium globosum 6205 9

* Cladosporium resinae (Hormoconis resinae) 11274 5

Gliocladium fimbriatum QM7638 9

Lentinus lepideus 12653 4

Gloeophyllum trabeum 11539 6

* Mucor rouxii R and HL5-83 5

►* Penicillium funiculosum 9644 5

►* Penicillium variabile (glaucum) USDA 2

Phoma herbarum (pigmentivora) 12569 2

* Aureobasidium pullulans 9348 5

* Rhizopus stolonifer 10404 5

► Rhodotorula rubra (yeast) 9449 2

Saccharomyces cerevisiae (yeast) 2601 2

Trichophyton mentagrophytes (interdigitale) 9533 5

Bảng 4 - Nồng độ ức chế tối thiểu của KATHON® WT vs vi khuẩn a

ORGANISM ATCC N° ACTIVE INGREDIENT (ppm)

GRAM-NEGATIVE

Achromobacter parvulus 4335 2

* Alcaligenes faecalis 8750 2

Azotobacter vinelandii 12837 5

* Enterobacter aerogenes 3906 5

Escherichia coli 11229 8

►* Flavabacterium suaveolens 958 9

► Nitrobacter agilis 14123 0.1

* Proteus vulgaris 8427 5

►* Pseudomonas aeruginosa 15442 5

►* Pseudomonas cepacia Gibraltar 165 0.75

►* Pseudomonas fluorescens 13525 2

►* Pseudomonas oleoverans 8062 5

Shigella sonnei 9292 2

GRAM-POSITIVE

►* Bacillus cereus var. mycoides R and HL5 2

►* Bacillus subtilis R and HB2 2

Brevibacterium ammoniagenes 6871 2

Cellulomonas sp. 21399 6

►Sarcina lutea 9341 5

* Staphylococcus aureus 6538 2

* Staphylococcus epidermidis 155 2

Streptomyces albus 3004 1

► Vi sinh vật gây tắc nghẽn các tháp làm mát.

* Vi sinh vật gắn liền với các chất nhờn trong quá trình làm giấy.

a: Các xét nghiệm kháng khuẩn và kìm nấm đã được thực hiện bởi việc pha loãng từng kỳ các chất diệt khuẩn trong nước dùng trypticase-soy theo tỷ lệ nuôi cấy là 1: 100 trong 24 giờ của vi khuẩn thử nghiệm hoặc bào tử nấm (chuẩn bị mẻ nuôi cấy từ 7-14 ngày rửa sạch với 7 ml nước cất).

Nồng độ ức chế tối thiểu được xác định bằng mắt sau 2 ngày ủ ở 37 ° C cho vi khuẩn và 7 ngày ủ ở 28-30 ° C cho nấm.

● Màng sinh học.

Một sự khác biệt đáng kể tồn tại giữa hiệu quả của một chất diệt khuẩn chống lại các vi sinh vật sống tự do hoặc vi sinh vật phù du và các sinh vật hoạt động bề mặt hoặc các vi sinh vật không cuống. Vi sinh vật không cuống tích tụ trên bề mặt thiết bị - nơi tiếp xúc liên tục với nước, để hình thành màng sinh học, nó có thể thay đổi từ các lớp nhầy nhớt hoặc sợi rõ ràng hơn, thành các mảng bám dính riêng biệt hầu như không thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Màng sinh học bao gồm các quần thể phức tạp của các vi sinh vật không cuống (bao gồm vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh và tảo), mảnh vụn vô cơ và hữu cơ liên kết với nhau bởi một 1,2 vi khuẩn bám dính ngoại bào (Hình. 2). Ma trận polysaccharide bảo vệ các vi sinh vật chống lại sự biến đổi môi trường nhanh chóng, bao

gồm cả việc bổ sung nhiều chất diệt sinh vật và hóa chất xử lý nước khác, làm cho chúng khó bị tiêu diệt hơn so với các sinh vật sống tự do. Một số chất diệt sinh vật cũng có thể bị ngừng hoạt động do hút bám vào mảnh vụn hữu cơ và / hoặc vô cơ trong các màng sinh học riêng của mình.

Không chỉ làm các vi sinh vật bề mặt sẽ làm gia tăng nhiều hơn sinh vật phù du, mà còn là nguyên nhân trực tiếp của hầu hết các vấn đề trong hệ thống nước làm mát công nghiệp, máy giặt không khí và các nhà máy giấy. Chúng bao gồm:

Mất năng lượng do cáu bẩn gây ra

•Tăng nhiệt trở

•Chặn màng lọc

•Giảm lưu lượng dòng chảy / tăng giảm áp suất trong đường ống

Ăn mòn do vi sinh vật gây ra

•Bề mặt kim loại không được bảo vệ dưới màng sinh học

Hiệu quả sản xuất giảm

•Màng sinh học can thiệp vào sản xuất giấy

•Ngừng sản xuất để làm sạch và bảo trì các thiết bị

Làm mất hiệu quả của hóa chất xử lý nước khác

•Phân hủy sinh học của các chất phụ gia như chất ức chế ăn mòn

Tiềm ẩn những nguy cơ với sức khỏe con người

•Màng sinh học có thể nuôi dưỡng sinh vật gây bệnh hoặc có khả năng gây bệnh, ví dụ như Legionella và Pseudomonas spp.

Bảng 5 - Nồng độ ức chế tối thiểu của KATHON® WT với tảo b

ORGANISM ACTIVE INGREDIENT (ppm)

CHLOROPHYTA (GREEN ALGAE)

►Chlorella oleofaciens 0.12

►Chlorella pyrenoidosa 0.03

Scenedesmus quadicauda 1.0

Selenastrum capricornutum 0.25

►Ulothrix fimbriata 0.63

►Ulothrix acuminata 0.63

Bảng 6 - Nồng độ ức chế tối thiểu của KATHON® WT vs xanh vi khuẩn màu xanh lá cây b

ORGANISM ACTIVE INGREDIENT (ppm)

CYANOPHYTA/CYANOBACTERIA

Anabaena flos-aquae 0.03

Nostoc commune 0.12

►Oscillatoria prolifera 0.08

Phormidium luridum 0.12

Synechococcus leopoliensis 0.50

Schizothriz calcicola 0.31

Scytonema hofmanni 0.16

Calothrix parienta 0.31

Microcystis aeruginosa 0.16

► Vi sinh vật gây tắc nghẽn từ các tháp làm mát.

b: Một xét nghiệm phiến vi 96 cũng sử dụng hai lần pha loãng nối tiếp trong môi trường phát triển, đã được sử dụng để xác định các giá trị MIC đối với tảo và vi khuẩn. Các vi sinh vật màu xanh được sử dụng như chất tiêm chủng được trồng trên một phương tiện tảo cyanobacterium được trộn liên tục và với một vòng MICs chiếu sáng 16 giờ đã được xác định trực quan (sử dụng một đầu đọc đĩa vi hiệu) sau 14-21 ngày ủ ở 25 ° C dưới ánh sáng liên tục.

● Sự cần thiết cho hoạt động chống lại các màng sinh học.

Một chất diệt khuẩn xử lý nước công nghiệp phải hoạt động chống lại được các màng sinh học. Mặc dù vậy, nhiều chất diệt vi sinh vật vẫn chỉ được thử nghiệm chống lại các vi sinh vật phù du (xem phần Chất diệt vi sinh vật trong Nước làm mát). Rohm and Haas đã đi đầu trong việc nghiên cứu từ các thử nghiệm với sinh vật không cuống * và đã phát triển một cách độc lập và thử nghiệm hai phòng thí nghiệm

phương pháp giám sát việc sử dụng các chất diệt sinh vật để kiểm soát màng sinh học trong hệ thống phân phối nước công nghiệp, cụ thể là:

• Tháp làm mát mô hình • Các chu kỳ màng sinh học tuần hoàn

KATHON® WT không chỉ có hiệu quả trong việc tiêu diệt các vi sinh vật trong màng sinh học hiện có, nhưng cũng sẽ ngăn cản màng sinh học tái sinh khi thường xuyên cấp vào một hệ thống sạch.

KATHON® WT là một trong số ít các chất diệt khuẩn thử nghiệm rộng rãi chống lại các sinh vật màng sinh học trong phát triển của nó.

Một cuộc thảo luận toàn diện hơn về màng sinh học, những vấn đề nó gây ra và hiệu quả của KATHON® WT với màng sinh học, được đưa ra trong phần các chất diệt vi sinh vật trong Nước làm mát và Nhà máy giấy.

* Xem phần External Rohm and Haas liệt kê ở phần cuối của tài liệu này.

Hình. 2: Một hình ảnh được soi dưới kính hiển vi điện tử của một màng sinh học đã được tích tụ lên trên một bề mặt kim loại tiếp xúc với nước chảy. Các chuỗi vi khuẩn (b), và tảo cát (d), có thể dễ dàng

được phân biệt trong màng sinh học.

5 - Hiệu quả so sánh

● Đánh giá trong phòng thí nghiệm và hiện trường.

KATHON® WT đã được đánh giá theo chất diệt sinh vật cạnh tranh trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm sâu rộng. Kết quả cho thấy rằng nó vượt trội hơn hẳn các đối thủ cạnh tranh gần nhất của nó (Hình.3).

Nó tạo ra sự kiểm soát tuyệt vời chống lại các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí không cuống, trong cả hai hệ thống làm mát công nghiệp (Fig. 4 và Bảng 7) và như một chất diệt tảo trong các nhà máy giấy (Hình. 5). Lĩnh vực thử nghiệm trong một máy rửa không khí công nghiệp cũng đã chứng minh sự xuất sắc của nó như là một chất khử vi trùng (Bảng 8).

Nó cũng hiệu quả trên một phạm vi pH rộng và do đó nó rất lý tưởng để sử dụng trong điều kiện kiềm tồn tại trong tháp làm mát đa chu kỳ hiện đại và các nhà máy sản xuất giấy.

Kathon WT sẽ mang lại sự hấp dẫn về mặt kinh tế vì chỉ với liều lượng sử dụng cực thấp và không thường xuyên nó cũng đã mang lại hiệu quả xử lý rất tốt.

Hình 3: So sánh hiệu quả của KATHON® WT và chất diệt sinh vật xử lý nước thay thế đối với màng sinh học trong mô hình tháp làm mát (tế bào sống mỗi sq cm). Chi phí xấp xỉ của việc xử lý thay thế chất diệt khuẩn đã được tính toán so với của 1 ppm AI KATHON® WT và được thể hiện như là chi phí tương đương

Hình 4: Ảnh hưởng của KATHON® WT trên quần thể vi sinh tự nhiên trong một tháp làm mát công nghiệp

Bảng 7 - Ảnh hưởng của KATHON® WT lên các quần thể vi sinh vật trong một tháp làm mát công nghiệp

Khu vực lấy mẫu

Chủng vi sinh vật

Lượng đếm ban đầu

% giảm a sau: 3 tuần

Liều dùng: 9 ppm AI

5 tuần Liều dùng: 1 ppm AI

5 tuần: Liều dùng: 0.5 ppm AI

Nước trong bể chứa

Vi khuẩn

Nấm

Tảo

1.30 x 106/ml

2.80 x 102/ml

3.93 x 102/ml

75

94

96

53

93

88

86

91

-

Các tấm gỗ Vi khuẩn

Nấm

Tảo

2.79 x 109/cm2

1.64 x 105/ cm2

3.44 x 105/ cm2

98

99.5

-

97

94

88

94

99.2

96

Các hộp phân phối

Vi khuẩn

Nấm

Tảo

4.58 x 1010/ cm2

4.19 x 104/ cm2

2.06 x 107/ cm2

99.9

99.4

>99.9

97

93

92

95

93

99.98

a: % giảm dựa trên lượng đếm ban đầu

Hình 5: Hiệu quả so sánh của KATHON® WT và carbamate trong một nhà máy sản xuất giấy in báo

Hình 5 minh họa quá trình xử lý diệt khuẩn trong một nhà máy giấy in báo, nơi chất diệt khuẩn được cấp

vào tháp làm mát. Sử dụng carbamate, số lượng vi khuẩn trong bột giấy là quá cao. Sau khi thay đổi đến

một mức chi phí tương đương của KATHON® WT, số lượng vi khuẩn đã giảm đáng kể và theo đó ô

nhiễm cũng đã được giảm thiểu.

Bảng 8 - Ảnh hưởng của KATHON® WTE trên quần thể vi sinh trong một hệ thống rửa khí công

nghiệp a, b

Bể chứa nước thông thường Máy rửa không khí

Tổng

số/ml

Nấm / ml SRB/ ml Tổng số/ml Nấm / ml SRB/ ml

Ban đầu ( không dùng

KATHON® WTE)

7.5 x 105 70 6.3 x 102 1.0 x 106 30 7.4 x 102

Lần sử dụng đầu tiên

3 giờ

24 giờ

2.2 x 105

6.0 x 103

0d

0

0

9

1.7 x 105

l.0 x 103

0

1

0

0

Sau lần dùng thứ 2

3 giờ

24 giờ

9.0 x 103

1.0 x 103

8

0

80

0

1.2 x 104

8.0 x 103

0

0

35

0

Sau lần dùng thứ 3

3 giờ

7.0 x 103

0

0

1.0 x 103

0

0

a: tham số hệ thống Khối lượng nước: 945.000 lít Thời gian lưu: 2,5 chu kỳ (19 ngày dựa trên xả đáy) pH: 7.6 Lượng KATHON®WTE: 1,0 ppm AI Lịch cấp:

Liều ban đầu: 60,5 lít KATHON®WTE tính vào thùng đựng nước thải thông thường (60 ppm như được cung cấp) Những liều tiếp theo: 7,5 lít KATHON®WTE 1,5% tính phí vào thùng đựng nước thải chung dựa trên xả đáy

b: Đánh giá bằng mắt thường KATHON®WTE duy trì một hệ thống sạch. Nó có các vấn đề về mùi hoặc tạo bọt đã gặp phải trong hoặc sau khi xử lý. c: Số xác xuất lớn nhất của vi khuẩn khử sulphate / ml d: 0 = không phát hiện

Hình 6: Quét ảnh hiển vi điện tử của màng sinh học phát triển trên bề mặt kim loại

a: ảnh hiển vi điện tử quét chụp của một bề mặt

kim loại đã được chịu nước tuần hoàn trong 1

giờ (A), 24 giờ (B) và 64 giờ (C). Chuỗi các

hình ảnh hiển vi của vi khuẩn này cho thấy sự

hình thành ban đầu của một lớp bao phủ các

mảnh vụn hữu cơ và các hạt vô cơ, tiếp theo là

các thành phần đính kèm của vi khuẩn, mà cuối

cùng bị nhúng trong một lớp dày của chất kết

dính của vi sinh vật ngoại bào hoặc "nhớt".

b: vi khuẩn

i: mảnh vỡ vô cơ

o: mảnh vụn hữu cơ

m: Ma trận polysaccharide (chất nhờn)

6 - Lĩnh vực ứng dụng ● KATHON® WT lý tưởng để đáp ứng các yêu cầu của một chất diệt khuẩn xử lý nước công nghiệp.

Chất diệt vi sinh vật KATHON® WT không

ngừng hoạt động bởi các chất hữu cơ lơ lửng, và tương thích với các chất phụ gia xử lý nước khác, bao gồm clo. Với sự thay đổi gần đây của nhiều tháp làm mát và nhà máy giấy điều kiện vận hành kiềm, thì điều quan trọng là sử dụng một chất diệt khuẩn như KATHON® WT, mà vẫn

ổn định ở giá trị pH cao hơn. KATHON® WT là có độc tính thấp ở các cấp độ sử dụng, dễ dàng vô hiệu hóa và phân hủy sinh học. Ngoài tất cả những đặc tính thiết yếu, KATHON® WT mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Bảng 9

CÁC ỨNG DỤNG LIỀU LƯỢNG SỬ DỤNG MAX (ppm)

1. Các hệ thống nước làm mát công nghiệp 15.0 2. Các máy rửa không khí với hệ thống loại bỏ hiện tượng sương mù hiệu quả

15.0

3. Các chất xử lý chất nhờn trong nhà máy giấy 15.0

● Chất diệt khuẩn trong tháp làm mát

KATHON® WT là một chất diệt khuẩn hoạt động trên diện rộng, chống lại các vi sinh vật trong màng sinh học. Nó mang lại hiệu quả kinh tế cao và phù hợp với nhu cầu sử dụng ngày nay trong các tháp làm mát đa hệ và có tính kiềm. Nồng độ KATHON® WT thấp, 1ppm, với liều sử dụng là từ 3-7 ngày/lần (tùy thuộc vào lượng xả đáy) đã đủ để kiểm soát vi sinh vật hiệu quả.

● Chất diệt khuẩn trong máy rửa không khí

KATHON® WT rất hiệu quả trong việc kiểm soát sự tăng trưởng của vi sinh vật trong các hệ thống làm sạch không khí công nghiệp ( Bảng 8)

● Xử lý chất nhờn trong các nhà máy giấy

KATHON® WT là một chất xử lý chất nhờn hiệu quả trong các nhà máy giấy với phạm vi hoạt động lớn, có thể đối mặt với những thay đổi nhanh chóng của vi khuẩn xảy ra trong các hệ thống sản xuất giấy khác nhau. Nó xâm nhập và giết chết các vi sinh vật trong màng sinh học và không bị vô hiệu hóa bởi các chất rắn hữu cơ lơ lửng trong

nước tại nhà máy giấy. Nó cũng mang lại hiệu quả kinh tế cao trong việc kiểm soát vi sinh vật.

● Liều lượng sử dụng tối đa

Liều lượng sử dụng tối đa sẽ liên quan tới thành phần hoạt tính của KATHON® WT có thể uy trì lâu dài trong các ứng dụng đã được mô tả. Liều lượng sử dụng tối đa thấp hơn có thể được tính toán để đáp ứng những quy định địa phương hoặc những yêu cầu về việc xả thải. Để biết thêm thông tin về liều lượng sử dụng tối đa, xem mục Safety Guidelines Bulletins.

7 - Tính độc hại và vấn đề môi trường ● Rohm and Haas Company - một trong những nhà sản xuất hóa chất chuyên nghiệp hàng đầu, đã tiến hành rất nhiều biện pháp kiểm nghiệm để đảm bảo rằng sản phẩm Kathon WT an toàn với cả con người và môi trường. Độc tính Liên quan đến phần này, Rohm and Haas Company đã cung cấp một chỉ số độc tính cụ thể của Kathon WT với độc tính rất thấp. Vấn đề môi trường Với những qui định chặt chẽ về chất lượng nước thải công

nghiệp đầu ra thì hầu hết mối quan tâm của các công ty là lựa chọn được sản phẩm diệt vi sinh vật đáp ứng được các vấn đề về môi trường. Vấn đề này sẽ được nêu rõ trong mục Environmental Fate và một số nghiên cứu gốc được phát hành trong tờ the Journal of Agricultural and Food Chemistry, 23, 1060-1075, 1975. ● Kathon WT ảnh hưởng tối thiểu tới môi trường bởi các yếu tố dưới đây: - Hiệu suất hoạt động cao - Nồng độ sử dụng rất thấp - Dễ dàng phân hủy sinh học/ không gây tồn dư trong môi trường

- Không làm xuất hiện các chất hữu cơ bị clo hóa - Không làm ảnh hưởng tới việc vận hành của nhà máy xử lý nước thải

KATHON® WT đã chứng minh được khả năng thích ứng với môi trường bằng rất nhiều quá trình thí nghiệm khác nhau. Các tiêu chuẩn cho sự phù hợp này vượt xa các chỉ tiêu kiểm soát nghiêm ngặt được đưa ra bởi các cấp chính quyền. Sự so sánh về hiệu quả này làm cho KATHON® WT càng trở thành lựa chọn hàng đầu cho các chương trình xử lý nước.

8 - Hiện trạng pháp luật quy định

● Bảng danh sách dưới đây sẽ giúp hỗ trợ cho bạn và khách hàng của bạn để tuân theo các quy định kiểm soát đang lưu hành. Nó mô tả hiện trạng của chất diệt khuẩn KATHON® WT trong các nước này với các

quy định cụ thể được yêu cầu.

Hiện trạng pháp luật quy định

Các loại khác của chất diệt khuẩn KATHON® được dựa trên thành phần hoạt tính tương tự như KATHON® WT đã được FDA hoặc BGA thông qua cho phép sử dụng

như các chất bảo quản trong nhựa cây – chất được ứng dụng trong việc sản xuất các chất bám dính và giấy và các tấm tiếp xúc với thực phẩm chứa chất béo ngậm nước.

Để biết thêm chi tiết về các quy định này, hãy liên lạc với trụ sở của Rohm & Hass tại địa phương của bạn

9 – Tài liệu tham khảo

● General.

1. Characklis, W.G. and Cooksey, K.E. (1983). Biofilms and microbial fouling. Adv. Appl. Microbiol., 29, 93-138.

2. Costerton, J.W., Geesey, G.G. and Cheng, K. (1978). How bacteria stick. Sci. Am., 238, 86-96.

● External Rohm and Haas publications.

• Costerton, J.W. and Lashen, E.S.(1984). Influence of biofilm on efficacy of biocides on corrosion causing bacteria. Mater. Perform. 23,13-17.

• Haack, T.K., Lashen, E.S. and Greenley, D.E. (1988). The evaluation of biocide efficacy against sessile

microorganisms. In Developments in Industrial Microbiology, vol. 29. (J. Indust. Micro., Suppl. N° 3) pp. 247-253.

• Haack, T.K., Shaw, D.A. and Greenley, D. E. (1986). Isothiazolones preserve starch-based drilling muds. Oil and Gas J., January 6th, 1986.

• Krzeminski, S.F., Brackett, C.K. and Fisher, J.D. (1975).

Fate of microbicidal 3-isothiazolone compounds in the environment : Modes and rates of dissipation. J. Agric. Food Chem., 23, (6), 1060-1068.

• Krzeminski, S.F., Brackett, C.K., Fisher, J.D. and Spinnler, J.F. (1975). Fate of Microbicidal 3-isothiazolone compounds in the environment : Products of degradation. J. Agric. Food Chem., 23, (6), 1068-1075.

• McCoy, W.F. and Lashen, E.S. (1985). Biocide efficacy against sessile microorganisms in laboratory model cooling towers. Proc. U.K. Corrosion '85, Harrogate. 259-269.

• McCoy, W.F. and Lashen, E.S. (1986). Evaluation of industrial biocides in laboratory model cooling towers. Proc. Ann. Meet Cooling Tower Inst., Paper N° TP-86-17.

• McCoy, W.F., Ridge, J.E. and Lashen, E.S. (1986). Kinetic analysis of a new delivery system for cooling towers. Proc. 47th Annual Meeting The International Water Conference, Pittsburg, PA.

• McCoy, W.F., Wireman, J.W. and Lashen, E.S., (1986). Efficacy of methyl-chloro/methylisothiazolone biocide against Legionella

pneumophila in cooling tower water. J. Indust. Micro., 1, 49-56.

• Ruseska, I., Robbins, J., Costerton, J.W. and Lashen, E.S. (1982). Biocide testing against corrosion-causing oil-field bacteria helps control plugging. Oil and Gas J., 253-264.

• Tanner, R.S., Haack, T.K., Semet, R.F. and Greenley, D.E. (1985). A mild steel tubular flow system for biofilm monitoring. Proc. U.K. Corrosion '85, Harrogate. pp. 259-269.

• Williams, T.M. (1988). Growth and control of biofouling microorganisms in modified laboratory cooling towers. Proc. 2nd Venezuelan Corrosion Conference, Venezuelan Central University, Caracas, Venezuela.

Acknowledgements

The electron micrograph which forms Figure 2 has been reproduced by kind permission of the Fouling Forum, Harwell Laboratories, U.K. A.E.A. The photograph on page 16 has been reproduced by kind permission of New Thames Paper Company, part of UK Paper, U.K.

More information on the web about our products and services, and all our worldwide addresses:

www.rhcis.com Rohm and Haas Consumer and Industrial Specialties

KATHON® is a trademark of Rohm and Haas Company, or of its subsidiaries or affiliates. The Company's policy is to register its rademarks, where products designated thereby are marketed by the Company, its subsidiaries or affiliates.

These suggestions and data are based on information we believe to be reliable. They are offered in good faith, but without guarantee, as conditions and methods of use of our products are beyond our control. We recommend that the prospective user determine the suitability of our materials and suggestions before adopting them on a commercial scale.

Suggestions for use of our products, or the inclusion of descriptive material from patents and the citation of pecific patents in this publication, should not be understood as recommending the use of our products in iolation of any patent or as permission or license to use any patent of the Rohm and Haas Company.

© 2000 Rohm and Haas Company Printed in France BIO. KATHON WT GEN.PB. E. 12/2000

KEYNOTE CONSULTING