7.3. Предотвращение биологических обрастаний

Повышение температуры воды в системах охлаждения, наличие питательных веществ и кислорода являются причиной интенсивного развития в охлаждающей воде бактерий, грибков и водорослей различных видов. При окисляемости воды выше 10 – 15 мг·O₂/дм³ биологические образования в форме слизистых отложений формируются на поверхностях СОО наиболее интенсивно.

Для борьбы с биообрастаниями, приводящими к ухудшению вакуума в конденсаторах и интенсификации коррозионных процессов, применяют обработку охлаждающей воды сильными окислителями, такими, как хлор и его производные, а также медьсодержащими солями. Механизм бактерицидного действия молекулярного хлора и его производных заключается в окислении ферментов клетки с последующим отмиранием микроорганизмов. При растворении хлора в воде протекает его гидролиз с образованием хлорноватистой и хлорводородной (соляной) кислот:

Слабая хлорноватистая кислота диссоциирует в растворах с образованием гипохлорит-иона:

Стандартные окислительные потенциалы HClO и ClO^- составляют соответственно 1.63 и 0.40 В, поэтому хлорирование воды желательно проводить в условиях, при которых HClO находится главным образом в молекулярной форме, т.е. при pH < 7. Необходимое количество хлора для бактерицидной обработки воды устанавливается опытным путем с учетом заданной концентрации остаточного свободного хлора 0.1 – 0.2 мг/дм³. Хлор вводят в обрабатываемую воду в виде приготовленной хлорной воды с помощью водоструйного эжектора. Дозирование ведется с перерывами, так бактерии могут адаптироваться к изменению обстановки при постоянной подаче хлора, продолжительностью 40 – 60 мин 1 – 3 раза в сутки.

Для борьбы с твердыми, ракушечными обрастаниями в системах хлорирование охлаждающей воды недостаточно эффективно. В этих случаях применяют медный купорос CuSO₄ · 5H₂O с дозой ионов меди около 1 – 2 мг/дм³. Ионы меди, взаимодействуя с цитоплазмой клеток, приводят к их гибели.

Положительные результаты в борьбе с ракушечными обрастаниями дает применение катодной защиты путем подвешивания на изоляторах по оси трубопровода стального стержня – анода диаметром 30 – 40 мм, к которому подведен постоянный ток. Плотности тока на катоде (трубопроводе) в летний период должна составлять 0.4 – 0.6 А/м², в зимний период – 0.16 – 0.25 А/м².

При обработке воды сильнодействующими неорганическими веществами необходимо помнить об их взаимодействии с флорой и фауной природных водоемов и водотоков при сбросе или продувке воды охлаждающих систем. В частности, поэтому не рекомендуется применять CuSO₄ в прямоточных охлаждающих системах. Этот метод пригоден только для оборотных систем при условии строгого контроля над сбрасываемой водой. Концентрация меди в сбросной воде не должна превышать 0.01 мг/дм³, а свободный хлор должен полностью отсутствовать.

Для удаления мягких, илистых биологических отложений – обрастаний в конденсаторных трубках может применяться очистка трубок "на ходу" монолитными резиновыми шариками плотностью 1 г/см³ с диаметром, равным внутреннему диаметру конденсаторных трубок. Схема установки приведена на рис. 7.6. Число циркулирующих шариков, загружаемых во входную камеру, составляет 10% от числа трубок в конденсаторе. Шарики захватываются потоком воды, проходят с ним по трубкам и счищают отложения. В выходной камере конденсатора шарики задерживаются сетками и эжекторами вновь транспортируются во входную камеру. Система включается автоматически при включении в работу насоса с периодичностью, определяемой степенью загрязнения трубок и качеством охлаждающей воды.

Рис. 7.6. Схема очистки конденсаторов резиновыми шариками:
1 – конденсатор; 2 – уловитель шариков с сеткой; 3 – эжектор