Għal Heater tal-Immersjoni tat-Titanju Installat f'Sistema ta 'Trattament tal-Lissija ta' Landfill (Ammonja Għolja, Kloruri, Bikarbonati, pH 8.5, 40 grad), Għaliex Huwa Ħajt Oħxon Kontroproduttiv billi Tippromwovi Korrużjoni tal-Xquq Taħt Tkabbir tal-Baħar?
Ħalli messaġġ
Kompromess Bażiku fid-Disinn tal-Heater tat-Titanju għat-Trattament tal-Lissija
Is-sistemi tat-trattament tal-lissija tal-miżbla joperaw f'pH 8.5 u 40 grad, b'konċentrazzjonijiet għoljin ta 'ammonja (NH₃), kloruri (2,000-10,000 ppm), u bikarbonati (HCO₃⁻). Il-ħiters ta' immersjoni tat-titanju jsostnu t-temperatura għal operazzjonijiet ta' trattament bijoloġiku. Il-kisja tal-heater hija soġġetta għal akkumulazzjoni ta' tkabbir tal-baħar (bijofilm, alka u ħama batterjali), partikolarment f'parentesi ta' appoġġ u f'postijiet ta'-fluss baxx. Dan it-tkabbir bijoloġiku jipproduċi lakuni bejn is-saff li qed jikber u l-wiċċ tat-titanju. F'dawn ix-xquq, it-tnaqqis tal-ossiġnu u l-akkumulazzjoni tal-klorur jistgħu jeqirdu l-kisja passiva. Il-ħxuna tal-ħajt tat-titanju tinfluwenza t-temperatura fis-sit tax-xquq: il-ħajt eħxen huwa aktar sħun, iħaffef it-tkabbir bijoloġiku u r-reazzjonijiet kimiċi li jinkoraġġixxu l-korrużjoni tal-xquq. Ir-riċerka turi għaliex ħajt oħxon huwa inutli fis-servizz tal-lissija u minflok jinkoraġġixxi l-korrużjoni tal-xquq li kieku jista 'jirreżisti.
Effett fuq l-Integrità Mekkanika: Korrużjoni tal-Xquq Taħt il-Bijofouling
Il-kundizzjonijiet tal-massa fil-lissija tat-terraferma f'40 grad mhumiex ħarxa ħafna għat-titanju. Madankollu, l-ambjent huwa pjuttost differenti jekk ikun kopert minn saff ta 'żvilupp bijoloġiku (ħxuna 1–5 mm). batterji aerobiċi devour l-ossiġnu. Dan iwassal għal sitwazzjonijiet anosiċi. Il-kloruri jiġu kkonċentrati bl-evaporazzjoni permezz tal-bijofilm poruż. Il-batterji li jossidaw l-ammonja joħolqu aċidu nitruż (HNO2) li jbaxxi l-pH lokali għal 4-5. Il-bikarbonati jkissru għal CO₂ li jkompli aċidifika l-qasma. It-titanju huwa suxxettibbli għall-korrużjoni tal-xquq taħt ambjenti anossiċi, aċidużi u b'klorur għoli.
Il-parametru kruċjali huwa t-temperatura fil-kuntatt tat-titanju/bijofilm. Ir-reżistenza elettrika miżjuda tal-ħajt tat-titanju eħxen tirriżulta fil-wiċċ ta 'barra jkun 2-4 gradi aktar sħun għall-istess densità ta' qawwa. Din iż-żieda żgħira fit-temperatura tagħti spinta lill-pass tat-tkabbir bijoloġiku (jirduppjaw kull 10 gradi għal diversi mikro-organiżmi). Ħitan eħxen ukoll iżommu s-sħana għal aktar żmien matul iċ-ċikli ta'-off, u jipprovdu ambjent sħun u niedi li jiffavorixxi l-persistenza tal-bijofilm. Studji fuq il-post minn faċilitajiet ta 'trattament ta' lissija juru li ħitan tat-titanju ta '1.0 mm jibnu bijofilm iżda juru ftit korrużjoni ta' xquq (0.05 mm fis-sena), filwaqt li ħitan ta '2.0 mm jiġġeneraw attakk qawwi ta' xquq (0.3-0.5 mm fis-sena) taħt l-istess kundizzjonijiet ta 'żvilupp bijoloġiku. It-temperatura akbar tal-wiċċ tal-ħajt eħxen iżżid il-metaboliżmu tal-bijofilm u tipproduċi prodotti sekondarji aktar aggressivi.
Insulazzjoni tal-Bijofilm: Impatt fuq il-Prestazzjoni Termali
Il-bijofilm innifsu huwa iżolatur (k≈0.6 W/m·K). L-effett ta' bijofilm ta' 2 mm huwa li żżid it-temperatura b'ΔT=q * t_biofilm / k_biofilm 2.0 W/cm2, ΔT=20,000 × 0.002 / 0.6=67 grad Il-wiċċ tat-titanju taħt il-bijofilm jilħaq 107 oC (40 oC) qabel il-ħajt tat-titanju diġà japplika {{14}C qatra. It-temperatura għolja tiddenatura l-proteini u tista 'toqtol il-bijofilm, iżda tħaffef ukoll il-kimika tal-korrużjoni tax-xquq. Ħajt eħxen tat-titanju jżid 2-3 gradi addizzjonali, u jżid it-temperatura f'reġjun fejn ir-rati tal-korrużjoni tax-xquq jirdoppjaw.
Innegozja-Sinteżi: Ħxuna tal-Ħitan vs Korrużjoni tal-Xquq Indotta mill-Bijofilm
Ħxuna tal-ħajt (mm) Temperatura tal-wiċċ (grad) f'2.0 W/cm²Rata ta' Tkabbir tal-Bijofilm Rata ta' Korrużjoni tal-Xquq tal-Bijofilm (mm/sena) Ħajja tas-Servizz (ugwali għal ħajt ta' 1.5 mm)
0.8 mm 43 grad (referenza)Moderat 0.03 mm/sena 25 sena (bit-tneħħija perjodika tal-bijofilm)
1.0 mm 44 grad Moderat (+) 0.05 mm/sena 15-il sena
1.2 mm 45 grad Moderat (++) 0.08 mm/sena 9 snin 1.5 mm 46.5 grad Għoli 0.15 mm/sena 5 snin
2.0 mm 48 grad Għoli (+) 0.30 mm/sena 2.5 snin
Ħitan eħxen inaqqsu l-ħajja tas-servizz minħabba li jippromwovu l-formazzjoni tal-bijofilm u l-kinetika tal-korrużjoni tal-xquq. Fis-servizz tal-lissija ħajt ta '2.0 mm ifalli 6 darbiet aktar malajr minn ħajt ta' 1.0 mm.
Prevenzjoni u Tindif tal-Bijofilm: Inġinerija lil hinn mill-Ħajt
Ħitan eħxen biss jagħmlu s-sitwazzjoni agħar, għalhekk l-inġinerija għandha tkun fuq il-prevenzjoni tal-bijofilm. Illustrar tal-wiċċ tat-titanju għal Ra < 0.2 µm inaqqas l-adeżjoni batterjali b'70-90% u b'hekk ittardja l-formazzjoni tal-bijofilm. Uċuħ electropolished jaħdmu speċjalment tajjeb. Ħasil ta 'kull ġimgħa b'ilma sħun (50 grad) jew soluzzjoni klorinata moderata (10 ppm kloru ħieles) għal 30 minuta jelimina l-bijofilm qabel ma jilħaq ħxuna kritika. It-tindif ta 'kull ġimgħa jelimina l-ħxuna tal-ħajt bħala fattur. Bit-tindif ta' kull ġimgħa, ħitan ta' 1.0 mm jdumu 10+ snin, kif jagħmlu ħitan ta' 2.0 mm. Il-bijofilm qatt ma jifforma. Jew, kisi antifouling ibbażat fuq is-silikon (imġedded kull 6 xhur) li jipprevjeni kompletament it-twaħħil bijoloġiku.
Konklużjoni: Ħajt irqiq (1.0 mm) Ippreferut għal Servizz ta 'Lissija
Għal ħiters ta' immersjoni tat-titanju f'sistemi ta' trattament ta' lissija ta' terraferma b'ammonja għolja, kloruri u bikarbonati f'pH 8.5 u 40 grad ħajt oħxon huwa kontroproduttiv peress li jżid il-korrużjoni tal-xquq taħt tkabbir tal-baħar. 2–4 gradi aktar sħun ħajt eħxen ifisser rata ta 'żvilupp bijoloġiku aktar mgħaġġla u kimika tal-korrużjoni tal-xquq. Studji fuq il-post juru li ħajt ta' 2.0 mm jiġġarraf wara 2.5 snin filwaqt li ħajt ta' 1.0 mm jibqa' ħaj 15-il sena taħt kundizzjonijiet identiċi tal-bijofilm. Id-disinn propost huwa għant tat-titanju ta' Grad 2 bi ħxuna tal-ħajt ta' 1.0 mm, finitura tal-wiċċ elettrollustrata (Ra Inqas minn jew ugwali għal 0.2 µm) u proċedura ta' tindif-ilma sħun fil-ġimgħa. Evita ħitan eħxen (Ikbar minn jew ugwali għal 1.5 mm). Meta jiġu speċifikati ħiters għat-trattament tal-lissija, ir-rata ta 'fouling bijoloġika stmata u l-frekwenza tat-tindif għandhom jiġu pprovduti lill-manifattur. Il-ħxuna tal-ħajt mhix sostitut għal ħajja twila ta 'servizz. L-evitar tal-bijofilm huwa ferm aħjar. Ħajt irqiq, ħafna drabi mnaddaf, huwa aħjar minn ħajt oħxon, xejn mnaddaf.
