Esipuhe
Merenkulkuorganismeja, jotka tunnetaan myös merialueiksi kiinnitetyiksi organismeiksi, viittaavat eläimiin, kasveihin ja mikro -organismeihin, jotka kasvavat laivan runkojen pinnoilla ja kaikkien meripalvelujen {.. Nämä organismit ovat yleensä haitallisia . Organismien kasvua laivan rungossa kutsutaan biofoulingiksi, ja prevend and RemoVal -sovelluksen kanssa Anti-fouling . biofouling on ollut biologinen vaara siitä, että ihmiset olivat ensin kosketuksissa valtameren kanssa, ja sen haitta alusten ja putkistojen kanssa on jo pitkään herättänyt suurta huomiota .
Viime vuosina merialan ja laivanrakennuksen kehityksen myötä meren biofoulointi on kiinnittänyt kasvavaa huomiota {. Huippukannuskauden aikana, meriorganismit voivat kokonaan peittää laivan rungot, meriveden jäähdytysjärjestelmät ja muut rakenteet vain 1-2 kuukausina . -tutkimukset osoittavat, että meri -organismit vaikuttavat merkittävästi Hiilen ja alhaiseen alloy -alloy -alloyiin, Teräs . Likaantuneet organismit aiheuttavat venttiilin vuotoa, vähentävät putkistojen ja lämmönvaihtimien jäähdytystä veden virtausta, vähentävät lämmönvaihdon tehokkuutta ja lisäävät siten polttoaineen kulutusta . Joskus alusten on lopetettava puhdistuksen operaatiot, kun taas laitteiden häviöt voivat vaurioitua ja.}}}}}}
Hoitotekniikan vastainen hoitotekniikka
Tieteellisen tutkimuksen avulla on kehitetty yli tusina menetelmää meren organismien kiinnittymisen estämiseksi . Vaikka jokaisella on tiettyjä rajoituksia, ne ovat kaikki tehokkaita vaihteleville .
Epäseensä anti-fouling-maali koostuu myrkyllisistä aineista, pigmenteistä, maalipohjasta, liuottimista ja lisäaineista, ja toksisia aineita ovat tärkeimmät komponentit ., joita käytetään toksisia aineita, sisältävät elohopeayhdisteet, DDT: n ja erilaiset organotinyhdisteet .. Niiden toiminta riippuu jatkumisesta, joka palauttaa maalauskalvon ja muodonmuodostumisen. Tappaa meriorganismin itiöt tai toukat, jotka yrittävät asettua . kupari-ionit, elohopea-ionit ja muut voivat hyläyttää proteiinit organismeissa saavuttamalla anti-fouling-tarkoituksia .
Tärkeimmät myrkylliset aineet ovat nestemäistä kloori- ja valkaisujauhetta . Nämä aineet käyttävät vahvoja hapettumisominaisuuksiaan orgaanisen aineen hapettamiseen, meri -organismien kudokset ja aiheuttaen niiden kuoleman .
Merivettä sisältää suuria määriä kloridi -ioneja . Erityisiä elektrodeja, joilla on suoravirta, merivettä elektrolysoituu tuottamaan natriumhypokloriittia . jopa alhaisina pitoisuuksilla merivedessä, natriumhypokloriitti voi tuhota meren organismien solujen kudokset.}}}}}}}
Monet raskasmetallit ovat myrkyllisiä ., tällä hetkellä yleisimmin käytetty menetelmä on kuparin elektrolysoiva tai sen seokset asentamalla kuparianodit meriveteen ja soveltamalla suoraa virtaa kupari-ionien liuottamiseen meriveteen . toksiseksi aineena, kupari-ionit voivat vähentää monien zoologisten organismien kiinnittymistä.}.
Tätä menetelmää sovelletaan organismien jo likaantuneisiin rakenteisiin, tyypillisesti offline -manuaalisen tai mekaanisen puhdistuksen tavanomaisina sammutusjaksoina, joihin kohdistuu pääasiassa selkärangattomia . Tämä menetelmä on edelleen suuri osuus likaantumisongelmien . ratkaisemisessa . ratkaisussa ....
Tähän sisältyy syvien meriveden kaivojen kaivaminen rannikkoa pitkin ja maaperän ja soran suodatusvaikutuksen käyttäminen meri -organismien munien, itiöiden ja toukkien poistamiseksi estäen niiden kasvua meriveden jakelujärjestelmissä .
Tähän sisältyy kuuman veden (tai kuuman emäksisen veden) kiertäminen meriveden jakelujärjestelmien kautta, jotka meri organismit ovat jo likaantuneet . Kun lämpötila saavuttaa 50 asteen puolen tunnin ajan, kiinnitetyt organismit tapetaan, mitä seuraa putket suurilla määrillä merivettä jäännösten . poistamiseksi .
Tähän sisältyy putkien molempien päiden estäminen, jotka on puututtu organismeilla . hapen ja ruoan puutteen vuoksi, meri -organismit kuolevat muutamassa päivässä, minkä jälkeen putket huuhdellaan jäämien . poistamiseksi .
Ympäristömuutosten vuoksi meri -organismit kuolevat luonnollisesti . Jotkut alukset, jotka purjehtivat vuorotellen valtameren ja joen vesien välillä
Rakenteellisten suorituskykyvaatimusten mukaan sopivat metallit tai seokset valitaan rakenteisiin, joissa hyödynnetään niiden luontaista toksisuuttaan estämään organismi-kiinnittymistä ., esimerkiksi käyttämällä kupariseoksia anti-fouling-seosten käyttämällä imu-näytön ruudukkoja . myrkyllisiä metalleja sisältävät hopeaa, arsenicia, cobal, cobal, tin, tin, tin, nuolen, n. jne. .
Kiinteät upotetut objektit kärsivät vakavimmista likaantumisista . testit osoittavat, että 2.9-8.5 solmujen meriveden virtausnopeudet rakennuspintojen kanssa, kaikki eläinten likaantumiseen liittyy kaikki aste . Kun nopeus saavuttaa 11 solmua, leikkikiinnitys vaikuttaa .}}}}}}}}
Viime vuosina, vaikka kemiallisten käsittelyjen syvä kehitys jatkuu, ulkomaille on syntynyt otsonipohjainen jäähdytysvedenkäsittelytekniikka, jolla on käsitteellisesti innovatiivinen merkitys ., on havaittu, että otsonin käyttöönotto jäähdytysveteen voi tappaa vain bakteerit ja virukset vedessä, vaan myös estää skaalauslaitteita, ei-operaatiota, ilman kemiallista, PH: n säätämistä, purkamista, purkamista, purkamista, purkamista, purkamista tai rikkoutumista, jotka ovat matalassa operaatiossa, ilman kemiallisia operaatioita, pH: n säätämistä tai aiheuttamista, joka on matalassa operaatiossa, ilman kemikaalista, PH: n säätämistä, purkamista tai aiheuttamista, joka on matalassa operaatiossa, ilman kemikaalista, PH: n säätämistä, purkamista tai aiheuttamista, joka on alhaalla. Kustannukset houkuttelee siten kasvavaa huomiota .
Klooriin verrattuna otsonia ei ole vain laajempi spektrin biosidiset vaikutukset, vaan myös nopeampi tappamisnopeus . Tutkimustulokset osoittavat, että otsonin sterilointinopeus on 3 125 kertaa nopeampi kuin kloorikaasu, mikä tarkoittaa sopivan otsonipitoisuuden kanssa, sen tappamisnopeus mitataan sekunteina, kun taas kloorin kyvyssä {{{ Tuhoa oksidatiivisesti biologiset entsyymit, mutta myös diffundoituu ja tunkeutuu soluseiniin nopeammin, siten luonnollisesti suurempi biosiditeho . käytäntö todistaa, että otsonin käyttäminen teollisuuden jäteveden hoitamiseen ei vaadi ylimääräisiä hapettamattomia biosideja, välttäen ympäristön pilaantumista koskevia huolenaiheita .}
Siten otsonimenetelmä ei siis ole vain teknisesti toteutettavissa, vaan myös taloudellinen ., on kuitenkin huomattava, että otsonikäsittely on edelleen kehitysvaiheessa, sen mekanismi ei ole täysin selkeä, tekniikka tarvitsee edelleen parannusta, ja pystyykö se korvaamaan kemialliset menetelmät epävarmoja ., mutta ainutlaatuisena jäähdytysvedenkäsittelymenetelmänä, sillä on elintärkeää ja sitä kehitetään ja upotettuna ja upotettuna Kiinan erityisellä tavalla, sillä on elintärkeää ja upotettua Kiinan spesifisenä. Edellytykset .
Ultraääninen anti-fouling käyttää elektronisia oskillaattoreita akustisten päästölaitteiden ohjaamiseen, luomalla ympäristöjä, jotka eivät sovellu kiinnittymiseen; UV-anti-fouling käyttää 2537 × 10-10 m ultraviolettivaloa tiettyjen molekyylikemiallisten sidosten muuttamiseksi jatkuvilla tai jaksollisilla aktivaatioilla, jotka saavuttavat pitkäaikaiset täydelliset anti-fouling-vaikutukset; Muita menetelmiä ovat myrkyllisten kumikerrosten tai kuorien muovikalvojen pinnoitteiden . käyttäminen. Nämä menetelmät rajoittuvat tiettyihin paikallisiin, tiettyihin ympäristöihin, joissa on hyvin rajallinen sovellus laajuus .
Vastausmenetelmien vertailu
Koska estävät likaantuvat organismit ovat monimuotoisia ja ympäristöolosuhteet, merirakenteet tai meriveden virtauslaitteet vaihtelevat suuresti, mikä tahansa fouling-menetelmä on tiettyjä rajoituksia ., on vertailu useista yleisimmin käytetyistä menetelmistä . vertailu .
Tämä on laajimmin sovellettava menetelmä, joka ei vaadi hallintaa . jatkuvalla teknologisella kehityksellä, ja sen anti-pinnoituslajikkeet ovat lisääntyneet ja palvelun elämää pidennetty . rakenteille, jotka ovat helppo soveltaa ja palauttaa, tämä menetelmä sopii kaikkein matalalla alkuinvestoinnilla . melkein kaikki Shull-anti-fouling -käyttökäyttöiset pinnoitteet .}}}}}}}}
Rajoitukset: ① Lyhytaikaista puheenvuoroista elämää; enintään 3-5 vuotta pinnoitetta kohti, korkeat talteenottokustannukset . ② rajoitettu anti-fouling-alue; vain tehokas päällystetyillä alueilla . ③ vaikea sovellus; Työntekijät, jotka altistuvat myrkyllisille aineille levityksen aikana, etenkin putkilinjan olosuhteissa, terveysriskejen aiheuttaminen . -sovellus kapeissa putkissa tai suurten putkien pinta -alan käyttö voi olla vaikeaa tai mahdotonta . ④ voivat aiheuttaa paikallista ympäristön pilaantumista; erityisesti kiinteille merirakenteille tai suurille putkilinjan purkauspisteille, joissa jatkuva myrkyllinen aine vapautuu voi pilata paikallisen meriveden . ⑤ myrkyllisen aineen jätteet; Joillakin alueilla, joilla ei ole talvella olevaa likaantumista, koska vapautumisnopeutta ei voida hallita, myrkylliset tekijät jatkavat tarpeettomasti ., on kansainvälisiä rajoituksia tietyille foulingin vastaisille maaleille, kuten organotinipinnoitteille, jotka on kielletty jahteilla ja kalaverkoilla, ja rajoitetut merenkäytöissä ja vedenalaisissa rakenteissa .}}}}}}}}}}}}}}}
Tätä käytettiin kerran laajasti, mikä mahdollistaa kausiluonteisen jatkuvan annoksen sovelluksen, joka sopii putkilinjan vastaiseen poistoon laajalla kattavuudella varmistaen, ettei kasvua kaikissa meriveden järjestelmissä .
Haitat: ① vaarallinen; vaarallinen nestemäinen kloorin varastointi ja kuljetus . ② Complex Daily Management; vaaditaan monia henkilöstöä varastointiin, kuljetukseen ja sovelluksiin . ③ korkea alkuinvestointi; tarvitsee klooraushuoneita, säilytystiloja, kloorin ja säiliöitä . ④ korkeat käyttökustannukset; Nestemäisten kloorin ostamisen, kuljettamisen ja varastoinnin merkittävät vuotuiset kulut . ⑤ Myrkyllisyysvaarat; Mahdolliset vuodot, jotka aiheuttavat paikallista ilman pilaantumista ja terveysriskejä operaattoreille . Näistä syistä tämä menetelmä korvataan vähitellen parannetulla meriveden elektrolyysikloorauksella .
Tämä menetelmä käyttää erityisiä elektrodeja meriveden elektrolysointiin, tuottaen myrkyllistä klooria ja hypokloriittia, jotka tappavat meri -organismeja, estäen kiinnittymisen ja kasvun . pääreaktiot:
Merivettä sisältää kloridi -ioneja (cl⁻), jotka voidaan elektrolysoitua natriumhypokloriitin (NaOCL), voimakkaan biosidin . tuottamiseksi reaktiot ovat seuraavat:
Anodi (hapettuminen):
Katodi (pelkistys):
Sekoitettu tuote (hypokloriitin muodostuminen):
Kehitetty 1960 -luvulla ensin Isossa -Britanniassa ja Japanissa, jota nyt käytetään laajasti Isossa -Britanniassa, Yhdysvalloissa, Japanissa, Kanadassa, Italiassa, Venäjällä jne. ., pääasiassa meriveden putkistoille ja jäähdytysjärjestelmille .}
Edut: ① Turvallinen ja luotettava; Suljetussa elektrolyysissä ei ole terveysriskejä . ② Easy Management; Yksinkertainen toiminta, joka sallii säännölliset tarkastukset ilman kokopäiväistä henkilöstöä, vuotuisella talvella ylläpidolla . ③ taloudellinen; Käyttämällä runsasta merivettä, jolla on pitkäaikainen tehokkuus, vaatii vain sähköä ja jaksollista elektrodien korvaamista joka 3-5 vuotta, mikä mahdollistaa kausittaisen säädön ilman jätettä . ④ leveä kattavuus; Kuten klooraus, kokonaisten järjestelmien suojaaminen . ⑤ ympäristöystävällinen; Matala jäännösklooripitoisuudet ympäristölle ja kaloille .
Haitat: ① Suuri alkuinvestointi; Elektrolyysihuoneiden ja laitteiden vaatiminen . ② Virrankulutus . ③ Pinnoitteisiin verrattuna, tarvitsee silti jonkin verran hallintaa ja huoltoa .
Laajasti käytetty maailmanlaajuisesti kauppalaivoilla ja -alustoilla, jotka tarjoavat alhaisempia kustannuksia kuin klooraus tai meriveden elektrolyysi, helpompi hallinta, alhaisemmat toimintakustannukset, laaja kattavuus ja yksinkertainen asennus, jolla on minimaalinen virrankäyttö {., anodit on vaihdettava joka muutaman vuoden välein (tyypillisesti alusten ylläpito -aikataulu), toisinaan vedenalaiset työt, jotka ovat korvauksia, poseeraa jonkin verran. Laajamittaiset meriveden sovellukset, mahdollisesti huomattavan kuparin käytön, pitkäaikaisen purkautumisen mahdollisten ympäristövaikutusten ja korvausvaikeuksien . vuoksi .
Manuaalinen/mekaaninen puhdistus, lämmitys, tiivistyminen ja makean veden menetelmät levitetään pääasiassa suurten putkistojen puhdistamiseen, rajoitetulla vaikutuksella lämmönvaihtimen tehokkuuteen .
Meriveden elektrolyysi
Tällä hetkellä meriveden elektrolyysi, kupari -anodit ja alumiini -anodit ovat käytännöllisempiä laiva- ja rannikkovoimalaitosten jäähdytysjärjestelmille, joita käytetään laajalti kansainvälisesti: Japanissa on satoja MGP: itä (meren kasvun ehkäisyjärjestelmät) aluksilla; Ison -Britannian kuninkaallinen laivasto hyväksyi meriveden elektrolyysin vuodesta 1965; Yhdysvaltain laivat käyttävät laajasti natriumhypokloriittigeneraattoreita; Japanilainen Mitsubishi Gulf Oilfield, Saksan Reeder Forshufig, Kanadan keulajohto, Italian Snam Progetti ja USA Amaco soveltavat kaikki kuparin/alumiinianoditekniikan aluksilla ja alustoilla . Tällaisista järjestelmistä on tullut tavanomaisia merivoimien ja kaupallisia anti-fouling-laitteita maailmanlaajuisesti .} Ison-Britannian BFCC-järjestelmä (kehitetty yliopisto-{3}}}}} Ison-Britannian BFCC-järjestelmää (kehitetty A. Copper Anodes edustaa modernia anti-fouling-tekniikkaa .
Elektrolyyttinen anti-fouling sisältää meriveden elektrolyysiä, kupari-anodeja ja alumiini-anodeja, joissa joskus yhdistetään synergiaa . -anodit sisältävät pääasiassa koboltti-hopeaseoksia, lyijyoksidilla päällystettyä rautaa, platina-/titaani-titaania, ruthnium-oksidilla olevaa titaani/pillium/titaani-titaani-titaani-titaani. Oksidilla päällystetty titaani . Prosessiin sisältyy: käyttämällä erityisiä anodeja meriveden elektrolysointiin samalla kun elektrolysoivat kuparia ja alumiini-anodeja .. Entinen tuottaa kloorin tappamisen toukat ja itiöt; Kupari -anodit tuottavat Cu²⁺ -ionit; Alumiini-anodit tuottavat al (OH) ₃, joka kapseloi vapautuneen kuparin, joka virtaa suojattujen järjestelmien läpi . Tämä erittäin viskoosinen yhdiste leviää hitaasti virtausalueille, joilla todennäköisesti tapahtuu . Lisäksi alumiinielektrodijärjestelmiä muodostavat liiton hydroksidikerrokset katodien pinta-alueella, joka on liukenemattomassa hydroksidikerroksissa, jotka ovat liukenevissa hydroksidirakenteissa ja kasvattamassa liukenemista ja liukenemista koskevaa pitoisuuksia ja kasvattavia pitoisia pinta-alaisia, jotka estävät liiton difuusiota ja liiton diffuusiota ja kasvavaa polaamista ja lisääntymistä koskevaa pitoisuuksia koskevaa pinta-alaa koskevaa sileäympäristöä ja liukenevaa hierontapoistoa, joka on liukenemista ja liukenemista. korroosionopeudet, saavuttamalla sekä anti-fouling että anti-korroosion .
Meriveden elektrolyysin aikana anodikloorin ylikuormituksen, katodin vedyn ylipotentiaalisen, lisääntyneen meriveden impedanssin ja sivureaktioiden, jotka muuttavat tehokasta suolapitoisuutta, ja meriveden epäpuhtauksia johtuen todellista virrankulutusta ylittää teoreettiset arvot useita kertoja ., joten käytännölliset mallit ovat minimoitavat tehonkäyttöä ottaen huomioon MG (OH) ₂ saostuminen ja kajata nykyinen vaikutus..
Tärkeimmät toteutuksen näkökohdat:
Nykyiset elektrolyysikenno -elektrodijärjestelyt sisältävät kolme tyyppiä: levykokoonpanot, putkimaiset kokoonpanot ja bipolaariset kokoonpanot .
Elektrodin asennusmenetelmät:
Suora tyyppi: Elektrodit, jotka on asennettu suoraan meriveden putkiin .
Epäsuora tyyppi: Osittaisen meriveden ohjaaminen elektrolyysiin, injektoidaan sitten väkeviä elektrolyysituotteita takaisin pääputkiin .
Vaikka suora asennus on yksinkertaisempaa, on haittoja: ripustetut kiintoaineet vahingoittavat elektrodit, suurten järjestelmien korkeat johdotuskustannukset ja kulkevat virran tehosteet .
Kaksi meriveden elektrolyysimenetelmää:
① Kalvotyyppi: Asbesti, lasikuitu jne. . katodin ja anodin . käyttäminen
② Membraaniteräinen tyyppi: Koska nykyinen tehokkuus on samanlainen molemmille, mutta kokonaistehokkuus vaihtelee suuresti virtausnopeuden (säilyttämisaika) kanssa, membraanitatyyppiä tulisi käyttää, kun katodituotteita, kuten mg (OH) ₂ saostuu . haittoja: kompleksinen solurakenne ja korkeammat kustannukset . kalvottomat tyypit eivät voi tehokkaasti käyttää tuottavia, mutta ovat yksinkertaistaneet, että matalammat kustannukset ja pienet kustannukset eivät ole helpommin ylläpito .
Johtopäätös
Yhteenvetona voidaan todeta, että titaanielektrodipohjainen meriveden elektrolyysi edustaa teknisesti edistynyttä ja ympäristöystävällistä ratkaisua meren anti-fouling-sovelluksiin . Tämä menetelmä käsittelee tehokkaasti biooloamisen jatkuvaa haastetta biosidisten agenttien (hypokloriitti- ja metalli-ionien) sähkökemiallisen muodostumisen kautta, kun taas perinteisten lähestymistapojen rajat, kuten myrkylliset pinnoitteet ja kemialliset dinging {3}.
Tärkeimmät edut sisältävät:
Toiminnan tehokkuus: Säädettävän tuotanton anti-fouling-aineiden kysyttyjen tuotanto
Ympäristöhyödyt: Vähentynyt myrkyllinen purkaus verrattuna tavanomaisiin biosideihin
Kaksoistoiminnallisuus: Samanaikainen poistumisen vastainen ja korroosion esto
Taloudellinen kannattavuus: Pitkäaikainen kustannustehokkuus korkeammasta alkuinvestoinnista huolimatta
Teknologian monipuolisuus osoittaa sen onnistuneen globaalin toteutuksensa lähetysten, offshore -alustojen ja rannikkovoimalaitosten . välillä, kun taas haasteet pysyvät elektrodien kestävyydessä ja energian optimoinnissa, jatkuvat edistykset sekoitettujen metallioksidien (MMO) anodien ja järjestelmän suunnittelun suorituskyvyn parantamiseksi .}}}}}}}}
Tulevan kehityksen tulisi keskittyä:
Älykkäät ohjausjärjestelmät mukautuvalle annokselle
Hybridi liuokset, joissa yhdistyvät elektrolyysi muihin anti-fouling-menetelmiin
Parannettu elektrodimateriaalit pidennettyyn käyttöikään
Ympäristövaikutusten arviointien standardisointi
Kun meriteollisuus kohtaa lisääntyvät ympäristömääräykset, elektrolyyttinen anti-fouling-ohjelma erottuu lupaavana ratkaisuna, joka tasapainottaa operatiivisia vaatimuksia ekologisella vastuulla . sen jatkuvassa hienostuneisuudessa ja omaksumisella on ratkaiseva rooli kestävässä meri-infrastruktuurin ylläpidossa maailmanlaajuisesti .
Aiheeseen liittyviä tuotteita Ehisen
Natriumhypokloriittigeneraattori
Titanium anodi elektrolyyttiseen jäteveden käsittelyyn
Titaanielektrodit juomaveden desinfiointiin
Titanium anodi hedelmä- ja vihanneskoneelle