Развитие биологических обрастаний в системе оборотного водоснабжения промышленных предприятий и борьба с ними

Биологические обрастания образуют организмы, привнесенные в систему с водой из поверхностного источника и приспособившиеся к условиям существования в водозаборных устройствах, трубопроводах, на теплообменных поверхностях аппаратов, в охладителях оборотной воды.

В системах оборотного водоснабжения биологические обрастания появляются в тех случаях, когда создаются благоприятные условия для жизнедеятельности тех или иных организмов: наличие питательных веществ и подходящего температурного режима. Полагают, что появление обрастаний неизбежно, если перманганатная окисляемость воды превышает 4—6 мг/л. Процесс интенсифицируется наличием в воде фосфорных соединений.

В настоящее время на многих промышленных предприятиях для охлаждения аппаратов используют очищенные сточные воды. Очищенные производственные сточные воды, как правило, отличаются от природной воды повышенным солесодержанием и могут быть обогащены специфическими примесями. Использование такой воды в оборотных системах может интенсифицировать накипеобразование (при повышении концентрации кальция и магния), разрушение бетона и коррозию металла (при повышении содержания хлоридов и сульфатов).

Городские сточные воды после доочистки на песчаных фильтрах и обеззараживания, используемые для охлаждения, могут интенсифицировать развитие биологических обрастаний, так как обладают повышенной биогенностью, обусловленной наличием органических примесей, соединений азота и фосфора.

Характер и скорость развития биологических обрастаний зависят от температурных условий. В источнике водоснабжения количественный и качественный состав бионаселения меняется по сезонам года. В открытых охладителях оборотной воды (градирнях, брызгальных бассейнах, прудах) интенсивность биологических процессов обрастания также неодинакова в течение года. Рост биомассы практически не изменяется только в закрытых тепло- обменных аппаратах, где поддерживается постоянный температурный режим.

Основу биологических обрастаний теплообменных аппаратов и трубопроводов составляют бактерии. Процесс обрастания начинается с появления на поверхности, омываемой водой/ слизистой пленки. Исследования показали, что большая часть бактериального обрастания образована зооглейными бактериями — Zoogloearamigera. Интенсивно развиваются также нитчатые бактерии рода Sphaerotilus, при повышенном содержании железа в воде в составе обрастаний обнаруживаются железобактерии. Образование механических отложений, особенно органического происхождения, в трубопроводах способствует развитию бактерий и других гидробионтов.

Кроме бактерий в составе биообрастаний теплообменных аппаратов и трубопроводов обнаружены простейшие, грибы, черви, коловратки. Основными представителями простейших-обрастателей являются инфузории родов Paramecium, Vorticella, Carchesium и раковинные амебы. Среди червей встречаются нематоды и олигохеты. Иногда в составе обрастаний появляются мшанки.

В охладителях воды (градирнях и брызгальных бассейнах) характер биологических обрастаний отличается от описанного выше только присутствием большого количества водорослей. Водоросли развиваются на освещенных, омываемых водой поверхностях. Весной и осенью растительные обрастания представлены в основном диатомеями, в теплый период года развиваются зеленые водоросли и цианобактерии.

Непрерывные биологические процессы в оброете приводят к изменению качества контактируемой с ними воды. Из воды извлекаются вещества, служащие пищей микроорганизмам, но в нее же поступают продукты жизнедеятельности организмов-обрастателей, отмершие клетки и продукты их распада.

Большие затруднения в работе гидротехнических сооружений вызывает моллюск дрейссена, который поселяется в водоприемных камерах, грубых решетках, во всасывающих патрубках насосов. Личинки этого моллюска вместе с водой попадают в систему оборотного водоснабжения и в очистные сооружения, расселяются там и вызывают обрастание трубопроводов и резервуаров. По наблюдениям численность моллюсков на отдельных участках тракта технического водопровода за год эксплуатации может достигать 100 тыс.экз./м3 при толщине обрастания 25—40 мм.

Биологические обрастания любого характера снижают пропускную способность трубопроводов и резко снижают интенсивность теплообмена, что приводит к нарушению технологических процессов.

В зависимости от характера биологических обрастаний применяют различные способы борьбы с ними.

Для борьбы с бактериальным обростом в системах оборотного водоснабжения чаще всего применяют периодическое хлорирование оборотной воды. Необходимую дозу хлора и периодичность обработки определяют экспериментально соответственно по хлоропоглощаемости и интенсивности развития биообрастаний. Хлор вводят в воду без выключения системы из работы. В настоящее время разработаны и применяются химические и термические методы для борьбы с дрейссеной, которые наиболее эффективны в начальный период ее развития.

К химическим методам относятся хлорирование и купоросование воды. Реагенты вводят непосредственно перед водозабором. Обработка воды предусматривается в период интенсивного размножения моллюсков в теплое время года. Дозы реагентов определяются экспериментально и составляют обычно для хлора 4—10 мг/л, для медного купороса 1—6 мг/л (по иону меди).

Хлорирование производят непрерывно с мая по октябрь, если вода имеет высокую хлоропоглощаемость. В противном случае достаточно производить хлорирование дважды: весной и осенью, каждый раз в течение 10 дней. Купоросование также проводят с мая по октябрь 1 раз в 2 дня, каждый раз в течение 1 ч.

Обработку воды медным купоросом применяют и для борьбы с уже сформировавшимися обрастаниями в водоводах речной воды. Для этого их заполняют водой с концентрацией меди 5 мг/л и выдерживают в течение 5 сут. При такой обработке моллюски погибают полностью, сами отрываются от поверхности трубопровода и могут быть удалены из него путем промывки.

Термический способ борьбы с дрейссеной основан на том, что личинки и взрослые особи моллюска погибают при температуре выше 32°С. По экспериментальным данным обработка обросшей поверхности водой с температурой 40—45°С в течение 5—15 мин приводит к гибели дрейссены. Спустя 1—24 ч обработанная поверхность полностью освобождаются от оброста.

Для предупреждения развития биологических обрастаний применяют покрытие поверхностей специальными красками или кузбасс-лаком.

www.ovode.net 2011