Передовые концепции очистки охлаждающей воды (Часть 3)

В этом выпуске представлен обзор распространенных проблем микробиологического загрязнения, а также обсуждение макробиологического загрязнения.

Примечание редактора: это третья часть многосерийной серии, написанной Брэдом Бьюкером, президентом компании Buecker & Associates, LLC.

Прочтите Часть 1 здесь.

Прочтите Часть 2 здесь.

В частях 1 и 2 этой серии рассматривались вопросы, связанные с накипью и коррозией в открытых рециркуляционных системах охлаждения, т. е. в системах с градирнями, а также был представлен обзор современных химических методов борьбы с накипью/коррозией. Проблема, которая часто затмевает эти опасения, — это микробиологическое загрязнение. Без надлежащего контроля микробы могут быстро создавать колонии во многих местах систем охлаждения. Эти колонии могут ухудшать теплообмен, ограничивать поток жидкости и вызывать коррозию под отложениями. Известны случаи, когда сильное микробиологическое загрязнение, скопление ила и другого мусора приводило к частичному обрушению градирен. В этом выпуске представлен обзор распространенных проблем микробиологического загрязнения, а также обсуждение макробиологического загрязнения. В частях 4 и 5 будут рассмотрены современные и развивающиеся методы микробного контроля.

В нашей окружающей среде существует огромное количество микробов, а ограниченность места не позволяет здесь подробно обсуждать их разновидности. Для систем охлаждающей воды три основных типа микроорганизмов, которые могут быть проблематичными, — это бактерии, водоросли и грибы. Бактерии могут образовывать колонии во многих местах, грибы поражают древесину градирен, а водоросли могут обильно расти на освещенных солнцем участках, таких как террасы градирен. В сформировавшихся бактериальных колониях могут появиться продвинутые микроорганизмы, включая амебы и простейшие. Эти более сложные организмы, в свою очередь, могут содержать бактерии легионеллы.

Бактерии

Бактерии обычно подразделяют на три типа: аэробные, анаэробные и факультативные. Аэробным бактериям необходим кислород для метаболизма, тогда как анаэробные бактерии извлекают кислород из кислородсодержащих молекул, таких как сульфат и нитрат. Факультативные бактерии используют кислород, если он присутствует, но могут извлекать кислород из других источников, когда кислород отсутствует.

Общие организмы включают:

Бактерии, свободно плавающие в воде, известны как планктонные организмы, концентрацию которых можно легко измерить. Однако если организмы оседают на поверхности и образуют сидячие колонии, проблемы могут возникнуть очень быстро. Некоторые бактерии выделяют полисахаридную пленку (слизь), которая защищает организмы и позволяет развиваться сложным колониям, которые могут включать многие из перечисленных выше организмов. Слизь, в свою очередь, захватывает ил, образуя тяжелые отложения, часто напоминающие грязь.

Совершенно очевидно, что шлам в этом теплообменнике должен иметь сильно ограниченный поток и передачу энергии.

Микробные отложения также могут вызвать серьезную коррозию. Во-первых, отложения позволяют формироваться дифференциально-кислородным ячейкам, где металл под отложениями становится анодным для очистки поверхностей. Это может привести к локальной коррозии и точечной коррозии. Помимо этой трудности, некоторые организмы производят вредные соединения в рамках своих метаболических процессов. Ярким примером являются сульфатредуцирующие бактерии, побочным продуктом метаболизма которых является сульфид. Сульфиды разрушают многие металлы, включая железо и медь.

Это воздействие обычно называют микробиологической коррозией (MIC). Автор однажды наблюдал ситуацию, когда в поверхностном конденсаторе пара на 15 000 трубок (из нержавеющей стали 316L) во время месячного простоя на техническое обслуживание образовались тысячи точечных утечек. В трубках оставалась вода, что позволяло микробам оседать и производить вредные побочные продукты, которые повредили большую часть трубок. Последующая замена трубок конденсатора стоила довольно дорого.

Еще одним местом, где могут возникнуть сильные отложения и загрязнения, является заполнение градирни.

Опять же, отложения ограничивают поток жидкости и препятствуют передаче тепла. Как показано на рисунке, осаждение также может придать наполнителю огромный вес.