Slēpta mikrobu vielmaiņas degradācija no ilgstošas{0}}stagnējoša procesa šķidruma
Notekūdeņu pārstrādes tvertnes, zemas-temperatūras galvanizācijas turēšanas vannas un tukšgaitas sērijas apstrādes tvertnes viegli veido blīvu mikrobu bioplēvi uz PTFE iegremdējamā sildītāja virsmām ilgā gaidstāves periodā. Lielākā daļa operāciju komandu koncentrējas tikai uz skābju-bāzes ķīmisko eroziju, ignorējot mikrobi, kas piestiprināti pie caurules sieniņām, pastāvīgi karsējot, izdala organiskās skābes, sēra savienojumus un oksidējošos metabolītus. Šie bioplēves blakusprodukti veido lokalizētu kodīgu mikro-vidi, kas pakāpeniski iegrauž fluorpolimēra virsmas slāni, izraisot vienmērīgu matētu trauslumu un izkliedētas mikro{5}bedrītes visās bioplēves{6}}klātajās vietās. Ilgtermiņa -tvertņu monitoringa dati liecina, ka sildītāji ar regulāru bioplēves noņemšanu saglabā stabilu kalpošanas laiku 18–24 mēnešus, savukārt ierīces ar noturīgu biezu bioplēves pārklājumu 10 mēnešos attīsta nopietnu virsmas noārdīšanos. Šajā rakstā ir analizēti ar bioplēvi saistītie noārdīšanās mehānismi, izskaidrota galvenā inženiertehniskā atšķirība starp periodisko biocīdu dozēšanu un nepārtrauktas ražošanas efektivitāti, kā arī sniegti klasificēti anti-bioplēves sildītāja atbilstības standarti.
Galvenās inženiertehniskās izmaiņas{0}}starp biocīda dezinfekciju un vannas stabilitāti
Regulāra biocīda pievienošana un pilnas tvertnes cirkulācija novērš mikrobu pavairošanu un bioplēves saķeri uz sildītāja virsmām, tomēr ķīmiskai dezinfekcijai nepieciešama īslaicīga ražošanas apturēšana, un tā var mainīt vannas piedevu līdzsvaru, palielinot ķīmiskās pielāgošanas izmaksas. Pagarinot dezinfekcijas intervālus, tiek samazināts dīkstāves laiks un reaģenta patēriņš, bet uzkrātā biezā bioplēve nepārtraukti izdala kodīgus metabolītus, lai nolietotu PTFE apvalku ilgstošu maiņu laikā. Standarta gludajam PTFE iegremdējamajam sildītājam ir vispārēja pret-iekrāsošanās veiktspēja, bet bez kompaktas pret-bioplēves virsmas modifikācijas. Rupja mikrobu ārpusšūnu matrica stingri pielīp pie caurules virsmām, un to nevar pilnībā nomazgāt ar parastu zema spiediena skalošanu.
Bioplēves pārklājuma un PTFE iegremdējamā sildītāja noārdīšanās riska tabula
| Biofilmas pārklājuma attiecība | Ikdienas mikrobu metabolītu ekspozīcijas laiks | Virsmas erozijas uzkrāšanās ātrums | Vidējais stabils kalpošanas laiks | Ieteicamā pret{0}}bioplēves sildītāja struktūra |
|---|---|---|---|---|
| Zem 5%, iknedēļas biocīda apstrāde | Mazāks vai vienāds ar 3 stundām ikdienas kontakta ar biofilmu | Lēna vāja virsmas matēta krāsas maiņa | 17-23 mēneši | Standarta pulēta formēta PTFE iegremdējamais sildītājs |
| 5%–15%, biocīdu pievieno reizi divas nedēļas | 3–7 stundas noturīgs mikrobu pārklājums | Mērena izkliedēta mikro{0}}bedru veidošanās | 11-15 mēneši | Zemas-adhēzijas kompakts vidēji biezs-sienas PTFE iegremdējamais sildītājs |
| Vairāk nekā 15%, nav regulāras dezinfekcijas | Vairāk nekā 7 stundas nepārtraukta bioplēves ietīšana | Ātra virsmas krītošana un lokalizēta sienu retināšana | 4-9 mēneši | Bezšuvju biezas{0}}sienas antibakteriāls modificēts PTFE iegremdējamais sildītājs |
Bioplēves{0}}izraisīts kompozītmateriālu noārdīšanās mehānisms
Mikrobi kolonizē PTFE caurules virsmu un izdala viskozus ārpusšūnu polimērus, veidojot blīvus bioplēves slāņus, pilnībā izolējot pārklāto zonu no svaiga beztaras šķidruma. Slēgtajā bioplēves mikro{1}reģionā mikroorganismi nepārtraukti ģenerē organiskās skābes, sulfīdus un reaktīvos oksidētājus, izmantojot vielmaiņu. Šie koncentrētie kodīgie metabolīti lēnām uzbrūk fluoroglekļa molekulārajām ķēdēm un veido blīvas mikro-bedrītes uz caurules virsmas. Katrs sildīšanas-dzesēšanas cikls paplašina bioplēves-izraisītos mikro{7}defektus. Tvertnes gaidīšanas režīmā kondensētais mitrums un vielmaiņas atliekas iekļūst mikro{9} bedrēs spraugās starp ārējo PTFE apvalku un iekšējo izolāciju. Vadītspējīgi mikrobu sadalīšanās atlikumi nogulsnējas šķiedru izolācijas slāņos, veidojot pastāvīgus noplūdes kanālus, kas nepārtraukti samazina izolācijas pretestību. Bioplēve darbojas arī kā siltumizolējoša{12}barjera un ģenerē fiksētus karstos punktus uz pārklātajiem cauruļu segmentiem. Termiskā pārslodze vēl vairāk paātrina fluorpolimēru molekulāro novecošanos un paplašina virsmas bedres, veidojot pašpastiprinošu mikrobu korozijas un termisko bojājumu ciklu, kas ir unikāls stagnējošām zemas temperatūras procesa tvertnēm. Atšķirībā no vienmērīgas ķīmiskās erozijas, bioplēves bojājumi parādās kā neregulāras plankumainas zonas, kas atbilst mikrobu adhēzijas zonām.
Ražošanas apdraudējumi, ko izraisa bioplēves degradācija
Neskaidras mikro-bedrītes un matētais trauslums no mikrobu metabolītiem vienmērīgi samazina izolācijas pretestību, izraisot biežu noplūžu aizsardzības strāvas-izslēgšanu un izjaucot nepārtrauktu notekūdeņu un pārklājuma sēriju grafiku. Siltumu-bloķējošie bioplēves slāņi samazina kopējo siltuma apmaiņas efektivitāti, pagarina apkures gaidīšanas laiku un samazina ikdienas darbnīcas apstrādes jaudu. Vietējie karstie punkti zem biezas bioplēves paātrina vannas piedevu sadalīšanos, ievērojami palielinot ikmēneša ķīmiskās papildināšanas izdevumus. Progresīva sienu retināšana bioplēves{6}}pārklātajās zonās galu galā rada caurumus, kas nodrošina tiešu kontaktu starp sildīšanas vadiem un ar mikrobiem{7}}bagātu korozīvu šķidrumu un izraisot pēkšņu īssavienojuma-shēmas sildītāju nojaukšanu. Nojumes bioplēves fragmenti piesārņo gatavās sagataves un attīrītos notekūdeņus, izraisot nekvalificētu produktu un izplūdes ūdens kvalitāti.
Novērtēti atbilstības un biofilmu slāpēšanas risinājumi
Zemas-stagnācijas ražošanas tvertnes ar iknedēļas biocīdu dezinfekciju var izmantot standarta pulēta formēta PTFE iegremdēšanas sildītāju; darbiniet pilna ātruma cirkulācijas sūkņus 30 minūtes pēc katras maiņas, lai nomazgātu mikrobu paliekas. Pus-automātiskās tvertnes ar dezinfekcijas cikliem reizi divās nedēļās izvēlas zemas-adhēzijas kompaktu, vidēji biezu-sienu PTFE iegremdējamo sildītāju. Blīvā, gludā un kompaktā virsma vājina bioplēves polimēra saķeri un atvieglo ikdienas skalošanas tīrīšanu. Ilgstošas -dīkstāves sērijas notekūdeņu tvertnēm bez regulāras dezinfekcijas ir jābūt aprīkotām ar bezšuvju biezu{10}}sienas antibakteriālu modificētu PTFE iegremdējamo sildītāju. Īpašas virsmas modifikācijas kavē mikrobu piesaisti un metabolītu uzkrāšanos, lai palēninātu ilgstošu{12}}bioplēves eroziju. Mikrobu kontroles papildu noteikumi: pievienojiet saderīgus zemas ietekmes biocīdus fiksētos ciklos; izvairīties no ilgstošas -tvertnes šķidruma stagnācijas bez cirkulācijas; pirms ilgstošas izslēgšanas veiciet skalošanu ar mīkstu ūdeni, lai noņemtu biezu bioplēvi.
Secinājums
PTFE iegremdējamā sildītāja nevienmērīga virsma un priekšlaicīga novecošana no bioplēves rodas no koncentrētiem kodīgiem metabolītiem, ko izdala kolonizēti mikroorganismi zem noslēgtiem bioplēves slāņiem, nevis no vienmērīgas lielapjoma vannas ķīmiskās korozijas. Parastam pulētam plānsienu-PTFE nav kompaktas pret-adhēzijas un antibakteriālas virsmas modifikācijas, kas izturētu noturīgu mikrobu adhēziju un vielmaiņas eroziju. Regulāru biocīdu dezinfekcijas un cirkulācijas skalošanas protokolu ieviešana, kā arī zemas-adhēzijas vai antibakteriālas biezas-sienas sildītāja struktūru izvēle, kas atbilst bioplēves pārklājuma smagumam, var efektīvi ierobežot mikro-bedru veidošanos un termisko karsto punktu veidošanos. Pielāgotu kompakto virsmas apstrādi un sabiezinātas caurules sieniņu parametrus var izveidot, pamatojoties uz tvertnes šķidruma stagnācijas ilgumu, lai ilgstoši saglabātu vienmērīgu un neskartu sildīšanas veiktspēju stagnējošām-mitrās apstrādes tvertnēm.
