Kaip PTFE šilumokaitis apsaugo nuo dumblių biologinio užsiteršimo šildant atvirame ore esantį{0}}akvakultūros vandenį?
Palik žinutę
Dumblių užteršimo iššūkis
Akvakultūros įrenginiai-žuvų peryklos, krevečių fermos, recirkuliacinės akvakultūros sistemos-šildo vandenį, kad būtų palaikoma optimali augimo temperatūra. Vanduo yra turtingas maistinių medžiagų-, jame yra ištirpusių organinių medžiagų, nitratų ir fosfatų iš žuvų atliekų ir nesuvalgyto pašaro. Atvirose -oro rezervuaruose ir bėgimo takuose vanduo yra veikiamas saulės spindulių. Šilto vandens, maistinių medžiagų ir šviesos derinys sukuria idealias sąlygas dumblių augimui.
Šios aplinkos šilumokaičius per kelias savaites kolonizuoja dumbliai ir bioplėvelė. Dumblių sluoksnis izoliuoja vamzdelius, sumažindamas šilumos perdavimą. Bioplėvelė sukuria lipnų paviršių, kuris sulaiko papildomas organines šiukšles. Užteršimas tęsiasi tol, kol reikia išvalyti šilumokaitį arba šildymo galia nukrenta žemiau reikalaujamo lygio.
Metaliniai šilumokaičiai yra ypač pažeidžiami. Metalo oksido paviršius yra puikus substratas dumblių prisitvirtinimui. Paviršiaus šiurkštumas suteikia tvirtinimo taškus. Korozijos metu išsiskiriantys metalo jonai suteikia mikroelementų, kurie skatina dumblių augimą.
PTFE atsparus dumblių prisitvirtinimui dėl mažos paviršiaus energijos ir cheminio inertiškumo. Dumbliai negali tvirtai prisitvirtinti prie slidaus, ne{1}}poliarinio paviršiaus. Susidaranti bioplėvelė yra silpnai prilipusi ir lengvai pašalinama.
Dumblių prisirišimo mechanizmas
Dumblių kolonizacija prasideda formuojant kondicionuojančią plėvelę-ištirpusių organinių molekulių sluoksnį, kuris per kelias minutes adsorbuojasi ant bet kokio panardinto paviršiaus. Ant metalinių paviršių kondicionuojanti plėvelė sudaro tvirtą ryšį dėl elektrostatinės ir cheminės sąveikos su metalo oksido paviršiumi. Ant PTFE kondicionavimo plėvelė yra silpnai adsorbuota ir gali būti pašalinta švelniu srautu arba švelniai nuvalant.
Kai susidaro kondicionavimo plėvelė, dumblių sporos nusėda ant paviršiaus. Sporos per lipnias gleives{1}}pritvirtina polisacharido sekreciją, kuri jungiasi prie kondicionuoto paviršiaus. Ant metalų gleivės stipriai jungiasi. Ant PTFE gleivės prastai pasiskirsto ant hidrofobinio paviršiaus. Sukibimas silpnas. Vandens srautas išstumia sporas, kol jos gali nuolat prisitvirtinti.
| Biologinio užteršimo parametras | Nerūdijantis plienas | Titanas | PTFE |
|---|---|---|---|
| Kondicionuojančios plėvelės sukibimas | Stiprus | Vidutinis | Labai silpnas |
| Dumblių sporų prisirišimas | Tvirtas per valandas | Tvirtas per kelias dienas | Silpnas; dažnai išstumiamas srauto |
| Biofilmų kūrimas | Greitas (nuo dienų iki savaičių) | Vidutinis | Lėtas (mėnesiai) |
| Atsparumas užsiteršimui (santykinis) | 1.0 (pagrindinis) | 0.6-0.8 | 0.1-0.2 |
| Valymo būdas | Mechaninis šveitimas, biocidas | Mechaninis, biocidas | Skalavimas vandeniu, lengvas valymas |
| Valymo dažnumas | Kas mėnesį | Kas du{0}}mėnesį | 6-12 mėnesių |
Saulės šviesos poveikio faktorius
Šilumokaitis yra veikiamas tiesioginių saulės spindulių atvirame{0}}akvakultūros rezervuaruose. Saulės šviesa suteikia energijos fotosintezei, kuri pagreitina dumblių vystymąsi kiekviename paviršiuje, kuriame dumbliai gali kolonizuotis. Metalinis šilumokaitis, nublukintas oksido sluoksnio ir bet kokių korozijos produktų, surenka saulės šviesą ir suteikia šiltą, ryškiai{3}}apšviestą paviršių dumbliams augti.
PTFE yra baltos spalvos ir turi atspindintį pobūdį. Paviršius sugeria didelę dalį įeinančios saulės šviesos, todėl vamzdžio paviršiuje sumažėja vietinis įkaitimas. Puikus paviršius taip pat siūlo mažiau tinkamas sąlygas fotosintetiniams organizmams nei tamsus metalinis paviršius.
Ekonominė ir veiklos nauda
Sumažintas biologinio užsiteršimo lygis prailgina valymo laikotarpį nuo mėnesio iki karto per metus ar daugiau. Sumažėja rankinio valymo priežiūros darbų. Cheminiai biocidai, kurie turi atitikti žuvų ir vandens kokybės įstatymus, gali būti sumažinti arba panaikinti. Šilumos perdavimas yra stabilus, todėl vandens temperatūra yra optimali žuvų augimui.
Metalo korozijos pašalinimas taip pat pašalina metalo jonų užterštumo šaltinį akvakultūros vandenyje. Kai kurie metalai, tokie kaip varis ir cinkas, yra pavojingi žuvims nedideliais kiekiais. Šios rizikos išvengia naudojant ne-rūdijantį PTFE šilumokaitį.
Santrauka:
PTFE šilumokaičiai yra atsparūs dumblių biologiniam užteršimui akvakultūros vandens šildymo sistemose dėl mažos paviršiaus energijos, kuri neleidžia dumbliams tvirtai prisitvirtinti, dėl cheminio inertiškumo, kuris neskatina dumblių vystymosi iš metalo jonų ir atspindinčio balto paviršiaus, kuris sumažina saulės kaitimą. Valymo intervalus galima nustatyti nuo mėnesio iki metų. Tai apsaugo nuo vandens užteršimo metalo jonais. Pastovus šilumos perdavimas palaiko stabilią vandens temperatūrą, reikalingą optimaliai žuvų sveikatai ir augimui.
Inžinerinė pagalba akvakultūros PTFE šilumokaičio specifikacijai bus suteikta pateikus vandens chemiją, trąšų pakrovimą, saulės poveikį, reikiamą vandens temperatūrą ir esamą užsiteršimo istoriją.
