Как PTFE топлообменник предотвратява биозамърсяването на водорасли при загряване на-вода за аквакултури на открито?
Остави съобщение
Предизвикателството срещу замърсяване с водорасли
Съоръжения за аквакултури-рибни люпилни, ферми за скариди, системи за рециркулация на аквакултури-затоплят водата, за да поддържат оптимални температури на растеж. Водата е богата-на хранителни вещества, съдържаща разтворени органични вещества, нитрати и фосфати от рибни отпадъци и неизяден фураж. В открити-въздушни резервоари и канали водата е изложена на слънчева светлина. Комбинацията от топла вода, хранителни вещества и светлина създава идеални условия за растеж на водорасли.
Топлообменниците в тази среда се колонизират от водорасли и биофилм в рамките на седмици. Слоят от водорасли изолира тръбите, намалявайки преноса на топлина. Биофилмът създава лепкава повърхност, която улавя допълнителни органични остатъци. Замърсяването прогресира, докато топлообменникът трябва да бъде почистен или топлинният капацитет падне под необходимото ниво.
Металните топлообменници са особено уязвими. Повърхността от метален оксид осигурява отличен субстрат за закрепване на водорасли. Грапавостта на повърхността предлага точки за закрепване. Металните йони, освободени от корозията, осигуряват микроелементи, които стимулират растежа на водораслите.
PTFE се противопоставя на прикрепването на водорасли чрез ниската си повърхностна енергия и химическата си инертност. Водораслите не могат да се прикрепят здраво към хлъзгавата, не-полярна повърхност. Биофилмът, който се образува, е слабо залепен и лесно се отстранява.
Механизмът на прикрепване на водораслите
Колонизацията на водораслите започва с образуването на кондициониращ филм-слой от разтворени органични молекули, който се адсорбира върху всяка потопена повърхност в рамките на минути. Върху метални повърхности кондициониращият филм образува силна връзка чрез електростатични и химически взаимодействия с повърхността на металния оксид. Върху PTFE кондициониращият филм е слабо адсорбиран и може да се отстрани чрез лек поток или нежно избърсване.
След като кондициониращият филм се установи, спорите на водораслите се установяват на повърхността. Спорите се прикрепят чрез адхезивна клей-полизахаридна секреция, която се свързва с кондиционираната повърхност. Върху металите клейкото вещество се свързва силно. Върху PTFE клейкото покритие се разпространява слабо върху хидрофобната повърхност. Адхезията е слаба. Водният поток измества спорите, преди да успеят да се закрепят за постоянно.
| Параметър на биообрастване | Неръждаема стомана | Титан | PTFE |
|---|---|---|---|
| Адхезия на кондициониращ филм | Силен | Умерен | Много слаб |
| Прикрепване на спори на водорасли | Фирма в рамките на часове | Фирма в рамките на дни | слаб; често изместени от потока |
| Развитие на биофилм | Бързо (дни до седмици) | Умерен | Бавно (месеци) |
| Устойчивост на замърсяване (относителна) | 1.0 (базова линия) | 0.6-0.8 | 0.1-0.2 |
| Метод на почистване | Механично почистване, биоцид | Механичен, биоцид | Изплакване с вода, леко избърсване |
| Честота на почистване | Месечно | Два-месечно | 6-12 месеца |
Факторът на излагане на слънчева светлина
Топлообменникът е изложен на пряка слънчева светлина в-открити резервоари за аквакултури. Слънчевата светлина осигурява енергия за фотосинтеза, която ускорява развитието на водорасли върху всяка повърхност, която водораслите могат да колонизират. Металният топлообменник, притъпен от своя оксиден слой и всякакви корозионни продукти, събира слънчева светлина и осигурява топла, ярко-осветена повърхност, върху която да растат водорасли.
PTFE е бял на цвят и има отразяващ характер. Повърхността абсорбира голяма част от входящата слънчева светлина, което води до намаляване на локалното нагряване на повърхността на тръбата. Блестящата повърхност предлага и по-малко подходящи условия за фотосинтезиращи организми от тъмната метална повърхност.
Икономическа и оперативна полза
Намалената степен на биообрастяне удължава периода на почистване от месечно до веднъж годишно или повече. Работата по поддръжката на ръчното почистване е намалена. Химическите биоциди, които трябва да са съвместими със законите за рибата и качеството на водата, могат да бъдат намалени или премахнати. Преносът на топлина е стабилен, поддържайки температурата на водата в оптималния диапазон за растежа на рибите.
Премахването на корозията от метала също елиминира източник на замърсяване с метални йони във водата на аквакултурата. Някои метали, като мед и цинк, са опасни за рибите в малки количества. Този риск се избягва чрез не-корозиращ PTFE топлообменник.
Резюме:
PTFE топлообменниците са устойчиви на биозамърсяване с водорасли в приложения за нагряване на вода в аквакултури поради тяхната ниска повърхностна енергия, която забранява на водораслите да се прикрепят здраво, химическа инертност, която не стимулира развитието на водорасли от метални йони и отразяваща бяла повърхност, която минимизира слънчевото нагряване. Интервалите на почистване могат да бъдат зададени от месечно до годишно. Това предотвратява замърсяването на водата с метални йони. Постоянното предаване на топлина поддържа стабилните температури на водата, необходими за оптимално здраве и растеж на рибите.
Инженерна помощ за спецификацията на PTFE топлообменник за аквакултури ще бъде осигурена след подаване на химия на водата, зареждане с тор, излагане на слънце, необходима температура на водата и текуща история на замърсяване.
