Mingea

Tub de condensare în care sunt vizibile reziduurile de bioincrustare .

Coroziune datorată bioincrustării.

Termenul fouling (fouling în engleză) se referă la depunerea de particule pe suprafețe sau deflectoare care afectează funcționalitatea.

Fenomenul se poate datora acumulării și depunerii de organisme vii, animale și plante, atât unicelulare, cât și multicelulare (bio-încrustare), sau a altor substanțe non-vii (organice sau anorganice).

În special, „încrustarea marină” se referă la incrustările care acoperă suprafața obiectelor care au rămas scufundate într-un mediu apei și marine, cum ar fi corpurile de barcă, piatră, artefacte din metal și lemn, precum și structurile de beton scăldate direct de mare.

Incrustarea poate crea condiții anaerobe și face posibil atacul bacteriilor reducătoare de sulfat sau condiții de aerare diferențiată și, prin urmare, de coroziune localizată.

În unele cazuri, poate proteja în schimb metalul subiacent, acoperindu-l cu un depozit de calcar care împiedică alimentarea cu oxigen a suprafeței metalului.

Este, de asemenea, o cauză a dezactivării catalizatorului . ^[1]

Bio-fouling

Poate fi prezentat în două forme distincte: prima este microfouling sau nămol și constă în formarea biofilmului , care este un film biologic subțire format din microorganisme care dau viață unui microecosistem complex; a doua formă este macrofouling , constând în așezările de organisme superioare încrustate deasupra primului strat de biofilm.

Microfouling

Biofilmul este compus progresiv din:

Prezența microfoulingului poate provoca:

biocorozie ;
contaminarea bacteriană a mediilor sterile;
răspândirea microorganismelor patogene;
pierderea eficienței schimbului de căldură .

Macrofouling

În funcție de organismele vii, veți avea:

hardfouling : în cazul midiilor, de exemplu
softfouling : de exemplu în cazul bureților, anemonelor , algelor.

Prezența macrofoulingului poate provoca:

reducerea debitului de apă în conducte după ocluzia parțială sau totală a conductelor;
ponderarea structurală ca urmare a formării incrustărilor.

Microfoulingul este caracteristic apelor dulci, în timp ce formarea macrofoulingului are loc mai frecvent în mediul marin.

Pe beton armat

În cazul betonului armat, descuamarea este una dintre formele de atac biologic care determină degradarea materialului.

Acțiunea agresivă se datorează producției de acizi organici, care sunt generați prin metabolismul unor macro și microorganisme care alcătuiesc crusta, care neutralizează alcalinitatea conglomeratului și depasesc armăturile, declanșând astfel coroziunea .

Pe membrane

În procesele cu membrană , depunerea materiei pe suprafața membranei este principala cauză a reducerii progresive a fluxului de permeat cu deteriorarea performanței procesului.

Depunerea materiei pe suprafața membranei poate fi împărțită în:

scalare : cauzată de precipitarea sărurilor slab solubile în urma concentrației sărurilor din alimente ( nanofiltrare și osmoză inversă )
murdărire : transportul particulelor pe suprafața membranei ( murdărirea particulelor ) sau creșterea materiei biologice la suprafață ( biofuling ” )

Această reducere poate fi contracarată prin utilizarea de inhibitor sau scale Antiscalant (în cazul scalarea) și printr - o procedură de spălare frecventă cu apă tratată și o spălare de zi cu zi mai intens, asistat de folosirea agenților chimici ( de exemplu NaClO pentru biofuling, NaOH pentru murdărirea organică și H2SO4 pentru murdărirea anorganică), cunoscut sub numele de spălare chimică îmbunătățită (CEB). Este posibil să se recurgă la o spălare extraordinară care trebuie efectuată de câteva ori pe an (o dată 1 - 6 luni) dacă se observă o creștere semnificativă a presiunii trans-membranare (TMP) și CEB nu este suficient pentru a restabili originalul situatie. Această a doua spălare chimică se numește Clean In Place (CIP), folosește aceiași agenți chimici ca CEB pe lângă detergenți.

Dacă aceste măsuri nu restabilesc fluxul prevăzut de proiect, instalația funcționează sub potențialul său și este supusă unei frecvențe ridicate de înlocuire a membranei.

Mizeria rezultă din depunerea și acumularea de particule submicronice pe suprafața membranei și din cristalizarea și precipitarea solutului pe suprafață și între porii membranei.

În general, formarea murdăriei în apa de alimentare a unei plante cu membrană generică depinde de următorii parametri:

proteine organice și macromolecule: în concentrație mare lângă suprafața membranei creează un efect de gel; adică se formează un strat gelatinos lângă suprafața membranei care formează o membrană dinamică care crește rezistența la trecerea permeatului;
microorganisme: formează, de asemenea, straturi, numite biofilme ( biofouling ), pe membrană care, în majoritatea cazurilor, interferează cu procesul de filtrare;
săruri : sărurile dizolvate ușor solubile pot acționa în două moduri opuse: pe de o parte contribuie la murdărire prin precipitarea pe membrană ( descuamare ), pe de altă parte cresc puterea ionică a soluției, ajutând la dispersarea proteinelor;
pH : acționează asupra proteinelor și solubilității acestora și asupra precipitării sărurilor;
viteza de curgere și turbulența: dacă sunt mari, acestea ajută la reducerea incrustărilor;
presiune: s-a constatat că debitul de apă crește pe măsură ce gradientul de presiune care acționează asupra celor două fețe ale membranei filtrante crește, până când se formează stratul de gel; în acest moment, o creștere suplimentară a presiunii determină o scădere a debitului, deoarece exercită o acțiune de compactare asupra gelului însuși;
concentrația de hrănire: dacă este mare, există un fluid dens, cu vâscozitate mai mare și cu caracteristici mai slabe de difuzivitate a materiei .

Semnificația plantelor

Peretele interior al unei țevi acoperit cu calcar .

Din punct de vedere al ingineriei instalațiilor (de exemplu în domeniul ingineriei chimice ), acest termen înseamnă murdărirea progresivă a pereților interni ai conductelor pentru transportul fluidelor (sau în interiorul echipamentelor chimice ), datorită, de exemplu, incrustărilor de calcar sau depunerilor de particule suspendate din fluid . Procesul de incrustare determină o înrăutățire a schimbului de căldură , scăzând coeficientul global de schimb de căldură și, în cele mai grave cazuri, poate duce la umflarea (sau „reliefarea”) și explozia țevii. Mai mult, procesul modifică rugozitatea țevii și, prin urmare, crește pierderile de presiune suferite de fluid.

Unii factori care influențează murdărirea sunt temperatura fluidului (la temperaturi ridicate procesul de formare a calcarului în apă este accelerat) și alte proprietăți chimico-fizice ^[2] ale fluidului (de exemplu duritatea apei ), dar geometria conductelor (de exemplu prezența coatelor sau a blocajelor) joacă, de asemenea, un rol esențial.

Notă

^ Fenomenul murdăririi catalizatorului se mai numește otrăvire fizică .
^ (RO) Laura Borea, Benny Marie B. Ensano și Shadi Wajih Hasan, Îndepărtarea produselor farmaceutice și murdărirea membranei în bioreactorul electromembranar sunt afectate de densitatea curentului? , în Știința mediului total , vol. 692, 2019-11, pp. 732–740, DOI :10.1016 / j.scitotenv.2019.07.149 . Adus pe 4 februarie 2020 .

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Fouling

linkuri externe

( RO ) IUPAC Gold Book, „murdărirea în procesele de membrană” , pe goldbook.iupac.org .

Portal de inginerie

Portalul de materiale

[1] Fenomenul murdăririi catalizatorului se mai numește otrăvire fizică .

[2] (RO) Laura Borea, Benny Marie B. Ensano și Shadi Wajih Hasan, Îndepărtarea produselor farmaceutice și murdărirea membranei în bioreactorul electromembranar sunt afectate de densitatea curentului? , în Știința mediului total , vol. 692, 2019-11, pp. 732–740, DOI :10.1016 / j.scitotenv.2019.07.149 . Adus pe 4 februarie 2020 .

[1]

[2]