Методы борьбы с биологическими обрастаниями

Лакокрасочные покрытия делятся на две большие группы: лаки и краски (эмали).

Электрохимическая защита основана на торможении анодных или катодных реакций коррозионного процесса. Электрохимическая защита осуществляется присоединением защищаемой конструкции металла с более отрицательным значением электродного потенциала - протектора, а также катодной (катодная защита) или анодной (анодная защита) поляризацией за счет извне приложенного тока. Наиболее применима электрохимическая защита в коррозионных средах с хорошей ионной электрической проводимостью. Катодная поляризация (защита) используется для защиты от коррозии подземных трубопроводов, кабелей. Катодную защиту применяют также к шлюзовым воротам, подводным лодкам, водным резервуарам, буровым платформам, морским трубопроводам и оборудованию химических заводов.

Изменение свойств коррозионной среды. Для снижения агрессивности среды уменьшают концентрацию компонентов, опасных в коррозионном отношении. Например, в нейтральных средах коррозия обычно протекает с поглощением кислорода. Его удаляют деаэрацией (кипячение, барботаж инертного газа) или восстанавливают с помощью соответствующих восстановителей (сульфиты, гидразин и т.п.). Агрессивность среды может уменьшаться также при снижении концентрации ионов т.е. повышении рН (подщелачивании). Для защиты от коррозии широко применяют ингибиторы.

Ингибитором называется вещество, при добавлении которого в небольших количествах в среду, где находится металл, значительно уменьшается скорость коррозии металла. Ингибиторы применяют главным образом, в системах, работающих с постоянным или мало обновляемым объемом раствора, например, в некоторых химических аппаратах, системах охлаждения, парогенераторах и т.п. Они применяются при транспортировке газа и нефти, для защиты от коррозии горюче-смазочными веществами, а также в органических средах, морской воде и т.д. Особенно большое применение находят замедлители в процессах травления металлов для удаления с поверхности окалины или ржавчины.

Рациональное конструирование изделий должно исключать наличие или сокращать число и размеры особо опасных, с точки зрения коррозии, участков в изделиях или конструкциях (сварных швов, узких щелей, контактов разнородных по электродным потенциалам металлов и др.), а также предусматривать специальную защиту металла этих участков от коррозии.

Итак, к настоящему времени благодаря изучению механизма коррозии разработаны разнообразные методы защиты от коррозии, выбор которых определяется природой защищаемого металла, параметрами коррозионной среды и экономическими соображениями.

Филимонова В.А., Харчевникова Ев. О. МЕТОДЫ БОРЬБЫ С БИОЛОГИЧЕСКИМИ ОБРАСТАНИЯМИ

Серьезные затруднения в охлаждающих системах оборотного (а также прямоточного) водоснабжения создают биологические обрастания, представляющие собой совокупность микроорганизмов, поселившихся и развивающихся на поверхности теплообменных аппаратов, охлаждаемых водой, на сооружениях для охлаждения оборотной воды (градирни, брызгальные бассейны, пруды) и по тракту движения воды в трубах и каналах. Микроорганизмы в систему оборотного водоснабжения заносятся с водой из источника, поселяются в ней и развиваются вследствие благоприятных условий для их размножения: повышения температуры среды до 15—40° С, присутствия в воде питательных веществ и растворенного кислорода.

Биологические обрастания влекут прямое снижение теплообмена в аппаратах и на градирнях, уменьшают вакуум в конденсаторах паровых турбин и вызывают пережог топлива на тепловых электростанциях, повышают сопротивление потоку воды в трубах и снижают их пропускную способность, вызывают загрязнение оборотной воды вследствие отмирания и последующего разложения колоний этих обрастаний (бактерий, водорослей и др.).

В настоящее время в практике эксплуатации систем оборотного водоснабжения применяют ряд методов борьбы с биологическими обрастаниями - химические, механические, гидромеханические и др., каждый из которых имеет свою область применения, свои преимущества и

недостатки.

Наиболее широко используются химические способы борьбы с биологическим обрастанием теплообменников и другого технологического оборудования. Эти способы основаны на использовании разнообразных химических веществ, которьте угнетают жизнедеятельность микроорганизмов-обрастателей, либо убивают их путем окисления (хлором, бромом, перекисью водорода), разрыва клеточной стенки или мембраны (поверхносто-активными веществами), токсического действия на микробные клетки (синтетическими биоцидами) и т.д.

Профилактику цветения оборотной воды начинают от источника водоснабжения. Для этого в водоем вводят химические препараты, например неорганические гербициды, которые вызывают гибель во всей массе воды многих водных растений.

Обычно для борьбы с биологическими обрастаниями в системе оборотного водоснабжения (когда воду используют в качестве хладоносителя) широко используют хлор и медный купорос. При этом хлорирование оборотной воды дозой 1—2 мг/л (считая по остаточному активному хлору) направлено в основном на борьбу с развитием бактерий и недостаточно эффективно (при этой дозе) против водорослей; обработка воды раствором медного купороса в количестве 1—1,5 мг/л (считая по иону Си2+) направлена в основном на борьбу с развитием водорослей и не эффективна против бактерий.

Предпочтение хлору отдают по той причине, что он деше&, удобен в обращении и в водах с рН = 6-8 разрушает органические примеси путем их окисления, затраты труда на его введение и контроль за обработкой минимальные. Кроме того, при оптимальных для практики концентрациях он не вызывает коррозии металла или бетона, причем кратковременно могут быть допущены концентрации даже до ] 00 мг/л. На основании тех же преимуществ используют медный купорос.

Проблемы возникают в тех случаях, когда в оборотную воду попадают в значительных количествах различного рода органические продукты, резко повышающие ее хлоропоглощаемость. В этих случаях хлор расходуется на окисление органических соединений и даже при высоких, неприемлемых по технико-экономическим соображениям, дозах не доходит до теплообменных аппаратов и, следовательно, не предотвращает развития в них биообрастаний. К этой категории относятся многочисленные оборотные системы Химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей и др. отраслей промышленности. Промышленные предприятия в таких случаях, как указано выше, несут большие убытки. Из изложенного очевидна необходимость поиска альтернативных реагентов для борьбы с биообрастаниями в системах оборотного водоснабжения, в частности для таких систем, в которых хлорированием по указанным причинам не достигается требуемый эффект. Поиск альтернативных реагентов нужен и для тех систем, в которых хлорирование дает эффект. Объясняется это тем, что микроорганизмы со временем могут адаптироваться к одному и тому же реагенту, поэтому целесообразно периодически менять реагенты.

В рамках поиска таких реагентов были проведены лабораторные исследования реагента "Биопаг" как средства борьбы с биообрастаниями, развивающимися в водной среде. Выяснилось, что "Биопаг" обеспечивает высокий бактерицидный эффект. При дозе "Биопага" 3 мг/л и более развития биомассы вообще не наблюдалось. При этом в экспериментах была принята периодичность дозирования в 10 суток, тогда как хлор обычно подают несколько раз в сутки.

Также используют различные безреагентные способы для предотвращения биологических обрастаний. Например, осуществляют адгезию микроорганизмов-обрастателей к волокнистой насадке типа "Вия". Затем на волокнистую насадку поселяют гидробионтов-хищников, которые питаются обрастателями и лоедают друг друга, образуя трофические цели, в результате чего уменьшается скорость и масса обрастания.

Наряду с обработкой воды в процессе эксплуатации системы водоснабжения можно промывать и очищать теплообменные аппараты и трубопроводы от биологических обрастаний и механических Загрязнений. Простой и эффективной являете* гидропневматическая промывка закрытых теплообменных аппаратов (как и трубопроводов) охлаждающей водой с воздухом или инертным газом (азотом), добавляемым к потоку воды в отношении от 1:1 до 1:2. Такую промывку осуществляют один раз в сутки или реже. Под воздействием газа или воздуха отложения и обрастания отделяются от стенок, а протекающая вода выносит их из аппарата (или трубопровода).

Кроме гидропневматической промывки с целью удаления механических отложений и биологических обрастаний, теплообменные аппараты периодически очищают механически -

шомполами с резиновыми наконечниками, волосяными или проволочными ершами.

В настоящее время ведутся работы по применению для борьбы с биологическими обрастаниями ультразвука и электрогидравлического удара Однако эти методы не нашли его промышленного применения из-за трудностей создания мощных генераторов ультразвуковых колебаний и аппаратов электрогидравлического удара.

Филимонова В А , Матвеев A.A.

ОБЕСКИСЛОРОЖИВАНИЕ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЬТ В ДЕАЭР АНИОННЫХ УСТАНОВКАХ

Деаэрацией называется освобождение питательной воды от растворенного в ней воздуха, в состав которого входят кислород и двуокись углерода Будучи .растворенными в воде, эти газы вызывают коррозию питательных трубопроводов и поверхностей нагрева котла, вследствие чего оборудование выходит из строя. Подбирая такие соотношения температуры и давления, при которых газы становятся практически нерастворимыми, можно полностью удалить их из воды. За последние годы конструкция аппаратуры для удаления газов значительно улучшена. В настоящее время имеется несколько удачных типов деаэраторов, каждый из которых приспособлен для специальной цели Существует установка и для удаления из воды С02, H2S и NH3

Деаэрация холодной воды Существуют установки для деаэрации воды без нагревания дающие 15000 м^ в день и снижающие содержание кислорода до 0,22 мл/л, что признано достаточным для предупреждения коррозии и образования бугорков в длинном стальном трубопроводе. Вода в таком аппарате разбрызгивается по специальным лоткам камеры, находящейся под низким давлением. Газы могут удаляться паровыми эжекторами с холодильниками или вакуумными насосами.

Деаэрация горячей воды Главным условием деаэрации является поддержание воды в тонкораспыленном состоянии (в течение достаточного времени) при температуре кипения, соответствующей давлению, при котором растворенные газы свободно выделяются. При простом типе открытого нагревателя питательной воды деаэратор, при нагреве до 88 — 93° и свободном отводе газов в атмосферу, снижает концентрацию кислорода приблизительно до 0.3 мл/л. Это значительно уменьшает коррозию паровых котлов низкого давления. Однако в экономайзерах или котлах высокого давления коррозия так сильно возрастает с температурой, что необходимо более полное удаление кислорода.

Деаэраторы для систем горячего водоснабжения Такой тип деаэраторов предназначен преимущественно для больших здании, например, для больниц, гостиниц и т.п Воду нагревают под вакуумом так, чтобы температура кипения ее не превышала 60—£0°. Греющий пар проходит через змеевики и поэтому вода не соприкасается с ним и не загрязняется. Воду разбрызгивают вниз по тарелкам и нагревают двумя рядами паровых змеевиков. Температура пара, поступающего в нижние змеевики, выше температуры воды, которая вследствие этого испаряется; пар увлекает выделившиеся газы через клапан, охлаждаемый входящей холодной водой. Конденсат из клапана стекает обратно, в тарелочную камеру, в то время как газы выбрасываются вакуумным насосом или паровым эжектором. Деаэратор помещается в подвале здания и требует циркуляционного насоса для горячей воды; иногда его устанавливают на достаточно высоком уровне, чтобы возможна была подача воды за счет естественной циркуляции В таких условиях достигается концентрация кислорода 0,04 мл/л, что обеспечивает защиту системы от коррозии при температуре ниже 70°.

Деаэраторы для котловой питательной воды В этих деаэраторах осуществляется прямой контакт воды с паром. Чаще всего применяются деаэраторы тарелочного типа, работающие под давлением или вакуумом. Деаэратор с распылением, работающий под небольшим давлением, широко применяется в котельных установках. В деаэраторе тарелочного типа холодная питательная вода проходит через холодильник, затем поступает в камеру, нагреваемую паром, где разбрызгивается на металлические тарелки. После этого вода стекает в