板式换热器混合微生物污垢特性的实验研究

为探讨铁细菌与黏液形成菌混合微生物污垢的结垢特性,进而为微生物污垢阻垢和抑垢的研究打下基础。本文以微生物污垢中最常见的铁细菌和黏液形成菌为研究对象,实验研究了板式换热器中两种细菌在形成混合微生物污垢时相互协同抑制的关系以及不同工况下的结垢特性。结果表明,微生物污垢存在明显诱导期,铁细菌的污垢热阻渐近值约为2×10^-4m²·K/W,黏液形成菌的污垢热阻渐近值约为1.2×10^-4m²·K/W,铁细菌相比黏液形成菌有较强的致垢能力,1∶1比例混合菌的热阻值介于二者之间;无论哪种细菌量占据主导时,它们之间的互相协同作用会促使混合污垢的致垢能力增强。30℃时混合菌的热阻渐近值低于35℃时的情况,达到渐近值的时间约为35℃时的2倍;流速对混合菌污垢特性的影响明显,流速为0.1m/s时的污垢热阻渐近值约为0.15m/s时的2倍,达到渐近值的时间约为0.15m/s时的2.7倍。     

板式换热器黏液形成菌与CaCO3混合污垢实验

为了探究黏液形成菌（SFB）与CaCO₃混合污垢在板式换热器（PHEs）中的成垢规律,对不同浓度的CaCO₃与黏液形成菌混合进行了实验研究。结果表明：混合污垢中,黏液形成菌微生物污垢占成垢的主要地位。微生物污垢的热阻渐近值最大,混合污垢的热阻渐近值介于微生物污垢的热阻渐近值和CaCO₃污垢热阻渐近值之间,CaCO₃污垢热阻渐近值最小。这不同于以往得到的混合污垢之间相互促进的结论,说明CaCO₃对黏液形成菌存在抑制作用。维持其他条件不变,随着CaCO₃浓度的增大,混合污垢热阻值随之减小。反之,随着黏液形成菌浓度的增大,混合污垢热阻值随之增大。     

工业循环冷却水系统中运行条件对污垢的影响

为解决污水再生后回用于工业循环冷却水易产生管道结垢和微生物滋生等问题,动态模拟了循环冷却水系统,探索温度、流速、浓缩倍数对污垢量和污垢中EPS、多糖(PS)、蛋白质(PN)、细菌总数(TB)、粘液形成菌(SFB)、铁细菌(IB)及硫酸盐还原菌(SRB)的影响。结果表明,温度升高,污垢量增加,35℃时的TB、SFB和IB含量最高。流速提高,污垢量变化不大;0.8~1.0 m/s时TB、SFB、IB和SRB数量最多。增大浓缩倍数,循环冷却水系统中的污垢量增加,浓缩倍数为4.0时微生物对系统影响最大。建议系统温度宜控制在30℃以内,流速宜大于1.0 m/s,浓缩倍数宜避开4.0倍。     

硫酸盐还原菌对20碳钢垢下腐蚀行为的影响

人工附着碳酸钙垢层后利用电化学测试技术、表面形貌分析等方法,研究了在抗盐聚驱体系中碳酸钙沉积下硫酸盐还原菌(SRB)对20碳钢腐蚀行为的影响。结果表明：硫酸盐还原菌对沉积层下20碳钢的腐蚀反应有促进作用。在有SRB存在的情况下,附着在碳钢表面的保护膜会随时间延长而吸附性变差,导致腐蚀产物层脱落,裸露的碳钢作为阴极,垢层下的碳钢作为阳极,形成腐蚀电池,加速了垢层下20碳钢的腐蚀。硫酸盐还原菌不仅会提高垢层下碳钢的电化学活性,而且会加剧垢下点蚀。     

渤海某油田海管通球垢样分析研究

海管腐蚀结垢是海洋石油工业面临的大问题,通过对清管垢样进行检测分析,判断海管当前有无腐蚀结垢情况发生,以便及时调整生产工艺,为后续海管安全运行提供基础保障。本文以渤海某油田海管通球垢样为例,通过多种测试表征方法分析其有机及无机组分,并进行了细菌检测,同时提出一套垢样分析参考方法。结果显示,无机物主要为KCl、HgS、Fe₃O₄、Fe₂O₃和泥沙。此外,垢样还存在SRB、TGB、FEB。判断海管已发生一定程度腐蚀结垢沉积,建议在加强日常清管作业的同时及时加入缓蚀剂、杀菌剂和阻垢剂。     

控制释放缓蚀阻垢剂的制备与试验评价

制备磷酸盐控制释放玻璃缓蚀阻垢剂P-CRG,并用循环冷却水中型动态模拟试验装置进行性能评价.结果表明:P-CRG具有良好的缓蚀阻垢性能,A3碳钢传热面的腐蚀速率为0.026 mm/a,换热管的沉积速率为22.04mcm,极限污垢热阻为1.2×10-4 m2·K/W;采用P-CRG控制释放缓蚀阻垢剂有利于维持冷却水系统中活性成分的浓度稳定,减轻聚磷酸盐水解产物的危害,简化中小型系统的水质监测和工艺操作.     

海水板式换热器微生物污垢特性的实验研究

海洋生物附着及低速海流等因素直接影响海水换热器换热效果。为研究海水板式换热器的污垢特性,本文采用自行设计的板式换热器实验装置,通过富集培养并分离出硫酸盐还原菌（SRB）,使其附着海水板式换热器设备,并利用扫描电镜及热阻试验台,实验研究了附着污垢层的形成、生长及其换热特性,并对低流速海流环境下换热器的污垢热阻特性进行了对比实验。实验结果表明：污垢层的形成在不同时期其形貌和特征不同。能谱分析显示其组成的元素主要为C、H、O、Ca,是由各种有机物和悬浮颗粒组成。在诱导期后,污垢热阻符合渐进污垢增长模型,1 m/s以内的低流速下污垢热阻随流速增大而增大。     

换热设备微生物污垢的动态模拟及影响因素分析

在水温及流速恒定的实验工况下,利用自行研制的循环冷却水动态模拟实验装置,通过模拟不锈钢管换热器在硫酸盐还原菌以及铁细菌存在时循环冷却水系统的结垢特性,验证了Fe2+浓度、COD、细菌总数等水质参数与微生物污垢之间的关联性。实验结果证明硫酸盐还原菌和铁细菌的是导致污垢热阻增加的直接因素;铁细菌会为硫酸盐还原菌的繁殖提供厌氧的条件,两种菌类协同作用,导致微生物污垢的形成速度增快。各水质参数之间相互影响,决了定微生物污垢的特性。水质参数检测结果表明：Fe2+的含量和硫酸根的含量决定铁细菌和硫酸盐还原菌数量的多少,进而影响管壁黏泥量,pH值、COD、氨氮与SRB和IB繁殖代谢密切相关,从而影响了微生物污垢的形成。     

氢氧化镁连续生产时高镁垢形成机理初探

在10万t/a氢氧化镁连续生产过程中,反应釜和一些管道中会生成高镁垢,影响传质传热,定期停车酸洗,既浪费原料增加成本,也影响生产的连续性。为有针对性地解决该问题需要弄清高镁垢形成机理。通过对垢样进行化学分析、XRD、SEM和热分析,确定结垢物的主成分是氢氧化镁,次要成分是碱式氯化镁。通过高镁垢的微观形貌、结晶性和热分解特性,进而分析确定高镁垢形成并逐渐硬化的机理：正常的氢氧化镁产品是团聚粒,但反应体系内会生成少量独立的片状和针柱状异形晶,这些异形晶会沉积挂壁,特别是针柱状碱式氯化镁会贯穿各片层如钉书针样将片状的氢氧化镁订牢,使结垢物更致密。     

热泵工况下竖直不锈钢表面微生物污垢动态生长行为

城镇二级出水所含致垢微生物将导致其热能回用过程中在换热面上形成以微生物污垢为主的混合污垢,影响换热、流动效率。以可控微生物种类及浓度的模拟二级出水为介质,对典型热泵供暖、制冷工况下微生物污垢在模拟板式换热器的竖直不锈钢壁面上的形成过程进行了研究,关注起始阶段垢层微观结构演变与宏观垢量生长特性,并考查了流速、菌浓度对成垢过程的影响。实验表明：垢层微观结构演变与宏观垢量增长存在同步关系,污垢生长速率对应于微观结构演变;流速对于成垢过程影响呈非单调性;菌浓度低至10³ CFU·ml^-1（CFU,菌落形成数）时成垢量可忽略。实验结果可指导除垢时间点的选择及改进抑垢、除垢方法。     

炼厂再生水回用循环水系统水处理技术的试验研究

文章分析了炼油厂再生水的水质特点,通过筛选评价得到了一种可控制再生水回用于循环冷却水的缓蚀阻垢和杀菌方案,在浓缩倍数为4.0时,系统平均腐蚀率为0.052 mm/a,循环水异养菌总数1×104个/mL,生物粘泥量1.9 mL/m3,污垢热阻值2.06×10-4 m2·k/W,均低于国家标准。     

水质工况对硫酸钙污垢特性的影响

实验研究了水质工况对硫酸钙污垢特性的影响,在管内流速、入口温度、工质浓度、化学方程式和阴离子浓度5个方面分别研究氯离子和硝酸根离子对硫酸钙结垢特性的影响。结果表明,阴离子对硫酸钙污垢的形成有一定的促进作用,但这种促进作用受实验管段流速的影响,流速越大,促进作用越小,与管段入口温度和工质浓度没有明显关系。电镜观察结果显示,含有大量硝酸根离子的硫酸钙溶液在不锈钢圆管内结垢致密且厚重,工质溶液以条状和块状混晶析出硫酸钙晶体,晶体紧密的聚集。含有大量氯离子的硫酸钙溶液在不锈钢圆管内结垢疏松且均匀,工质溶液以条状析出硫酸钙晶体,晶体间没有明显的聚集现象。     

油田回注水用杀菌剂效果分析

油田回注水大部分来自物化处理后的油田废水,为避免回注后水中各类细菌微生物对管道造成堵塞、腐蚀,回注前需对其进行杀菌处理。本文使用1227（十二烷基二甲基苄基氯化铵）和戊二醛在特定条件下复配为SP12－8作为杀菌剂,考察硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌在杀菌剂不同加量,不同培养温度下其杀菌效果。结果表明回注水杀菌剂SP12－8的使用温度应控制在30℃左右,投加量为0．07 mg／L, SRB菌的菌量数为4．5个／mL（小于10）,铁细菌的菌量数为9．5×102个／mL, TGB菌的菌量数为9．5×102个／mL,满足回注要求。     

不同杀菌剂对硫酸盐还原菌杀菌能力评价

采用静态培养法考察NaClO、1227和异噻唑啉酮3种杀菌剂对循环水中硫酸盐还原菌（SRB）的杀菌效果,并利用扫描电镜（SEM）观察SRB细胞形态结构变化和SS316L不锈钢试件的腐蚀形貌.结果表明,NaClO在投药12h时杀菌效果最佳,早于1227和异噻唑啉酮的24 h; NaClO抑菌持续时间较短,仅为24 h,抑制细菌生长时间最长的杀菌剂为1227,可持续1周左右;在最佳条件下,NaClO、1227、异噻唑啉酮的最大杀菌率分别为86.71％、89.70％、79.70％;随着杀菌时间的延长,SRB细胞结构由局部分解开始,7h后细胞完全解体.在接种SRB的循环冷却水中SS316L表面会生成一层分布不均的生物膜,其对SS316L的腐蚀以点蚀为主.     

Ni-P化学镀层表面黏液形成菌微生物污垢特性

为了研究化学镀Ni-P换热器上黏液形成菌微生物污垢的特性,利用化学镀Ni-P的方式对低碳钢表面进行改性。采用微生物污垢对比实验,对低碳钢片和具有Ni-P镀层低碳钢片拍摄扫描电镜图,利用称重法记录污垢变化情况和光电比浊法记录黏液形成菌的数量变化情况。结果表明,Ni-P镀层表面形貌明显好于低碳钢;Ni-P镀层相比于碳钢具有很好的耐蚀性和抗微生物污垢特性;黏液形成菌生长繁殖旺盛和细菌代谢产物多时,微生物污垢的形成就快。相反,微生物污垢形成就慢。     

膜生物反应器中微生物特征与膜污染的相关性

采用Anoxic/Oxic(A/O)工艺的浸没板式膜生物反应器处理城市生活污水。以PCR-DGGE和FISH等分子生物学方法对系统中的微生物学特性与膜污染的相关性进行了研究。结果发现:当MLSS为1.10×104mg/L时,占据最大体积分数的污泥颗粒的直径为47.75μm,小于2μm的微粒子体积分数为1.01%,同时,动胶菌比例达到最高值36.5%,膜组件操作压力达最低值4.5 kPa;而MLSS为2.05×104mg/L时,占有最大体积分数的污泥颗粒直径为24.54μm,小于2μm的微粒子体积分数为2.07%,动胶菌占全菌的比例为最低值15.5%,同时膜组件的操作压力大于17 kPa。结果表明,具有较佳的菌群多样性和较高比例动胶菌的活性污泥中,菌胶团的颗粒较大,且易造成膜孔堵塞的微小粒子相对较少,致使膜组件的操作压力降低。研究显示膜生物反应器中的微生物学特性也是膜污染的重要影响因素之一。