Voorrede
Vervuilingsorganismen, ook bekend als mariene aangesloten organismen, verwijzen naar dieren, planten en micro -organismen die groeien op de oppervlakken van scheepsrompen en alle mariene faciliteiten . Deze organismen zijn over het algemeen schadelijk . De groei van organismen op schip Hulls wordt Biofouling en de preventie van Biofouling wordt gebeld en de preventie van Biofouling is gebeld en de preventie van Biofouling is gebeld en de preventie van Biofouling wordt gebeld en wordt gebeld en wordt gebeld en wordt gebeld en wordt gebeld en wordt het genoemd Anti-fouling . biofouling is een biologisch gevaar geweest omdat mensen voor het eerst in contact kwamen met de oceaan, en zijn schade aan schepen en pijpleidingen heeft al lang veel aandacht getrokken .
In de afgelopen jaren, met de ontwikkeling van Marine Industries and Shipbuilding, heeft Marine Biofouling toenemende aandacht getrokken . Tijdens piekgroei -seizoenen kunnen mariene organismen de scheepsrompen volledig dekken, zeewaterkoelsystemen en andere structuren binnen alleen 1-2 maanden . onderzoeksuitreikingen staal . vervuilingsorganismen veroorzaken kleplekkage, verminderen de koelwaterstroom in pijpleidingen en warmtewisselaars, verminder de efficiëntie van de warmte -uitwisseling en verhoogt bijgevolg het brandstofverbruik . Soms moeten schepen worden gestopt met de werking van de apparatuur, terwijl apparatuur -instrumenten kunnen worden beschadigd en roterende componenten kunnen falen en ernstige ongevallen en aanzienlijke economische verlies {{.
Anti-fouling-behandelingstechnologieën
Door wetenschappelijk onderzoek zijn meer dan een dozijn methoden ontwikkeld om bijlage van het mariene organisme . te voorkomen. Hoewel elk bepaalde beperkingen heeft, zijn ze allemaal effectief in verschillende mate .
Anti-fouling paint consists of toxic agents, pigments, paint base, solvents and additives, with toxic agents being the most important component. Commonly used toxic agents include mercury compounds, DDT, and various organotin compounds. Their function relies on the continuous leaching of toxic agents from the paint film to form a toxic thin layer on the structure surface that repels of doodt sporen of larven van het mariene organisme die proberen te vestigen . koperionen, kwikionen en anderen kunnen eiwitten in organismen coaguleren, het bereiken van anti-foulingdoeleinden .
De belangrijkste giftige middelen zijn vloeibaar chloor en bleekpoeder . Deze stoffen gebruiken hun sterke oxiderende eigenschappen om organische stof te oxideren, de weefsels van mariene organismen te vernietigen en hun dood te veroorzaken .
Zeewater bevat grote hoeveelheden chloride -ionen . met speciale elektroden met directe stroom, zeewater is geëlektolyseerd om natriumhypochloriet te produceren . Zelfs bij lage concentraties in zeewater, natriumhypochloriet kan mariene organismen cellven, doden van larven, eieren, eieren, eieren, eieren, eieren, eieren, eieren, eieren, eieren, eieren, eieren, eieren, eieren en sporen die ze verliest, kan het doden van lareva, eieren, kussende larven, larven, larven, eieren die larven verliest, vernietigen.
Veel zware metalen zijn giftig . Momenteel is de meest gebruikte methode die koper of zijn legeringen geëlektrolyseert door koperanodes in zeewater te installeren en directe stroom toe te passen om koperionen op te lossen in het zeewater . als een toxic-agent, koper ionen kunnen de bevestiging van veel zoologische organismen verminderen.
Deze methode wordt toegepast op structuren die al door organismen zijn vervuild, meestal tijdens normale afsluitperioden voor offline handmatige of mechanische reiniging, voornamelijk gericht op ongewervelde dieren . Deze methode is nog steeds goed voor een groot deel van het oplossen van vervuilingsproblemen .
Dit omvat het graven van diepe zeewaterputten langs de kust en het gebruik van het filtereffect van grond en grind om eieren, sporen en larven van het mariene organisme te verwijderen, waardoor hun groei in zeewaterafgiftesystemen wordt voorkomen .
Dit omvat het circuleren van heet water (of hete alkalische water) door zeewaterafgiftesystemen die al zijn vervuild door mariene organismen . Wanneer de temperatuur een half uur 50 graden bereikt, worden de bevestigde organismen gedood, gevolgd door het doorspoelen van de pijpen met grote hoeveelheden zeewater om residuen te verwijderen .
Dit omvat het blokkeren van beide uiteinden van pijpen die zijn vervuild met organismen . Vanwege het gebrek aan zuurstof en voedsel sterven de mariene organismen binnen enkele dagen, waarna de pijpen worden gespoeld om residuen te verwijderen .
Vanwege de veranderingen in het milieu sterven mariene organismen op natuurlijke wijze . Sommige schepen die afwisselend tussen oceaan- en rivierwateren varen, zien mariene of zoetwaterorganismen sterven, maar hun residuen accumuleren in pijpen en moeten onmiddellijk worden gereinigd .
According to structural performance requirements, suitable metals or alloys are selected to make structures that utilize their inherent toxicity to prevent fouling organism attachment. For example, using anti-fouling copper alloys to make intake screen grids. Toxic metals include silver, arsenic, copper, lead, tin, cadmium, nickel, zinc, mercury, cobalt, etc .
Stationaire ondergedompelde objecten lijden onder de meest ernstige vervuiling . Tests laten zien dat bij zeewaterstroomsnelheden van 2.9-8.5 knopen op structuuroppervlakken, alle dierenvervuiling tot op zekere hoogte worden beïnvloed . Wanneer snelheid bereikt 11 knopen, wordt algal wordt getroffen.}
In recent years, while deep development of chemical treatments continues, an ozone-based cooling water treatment technology with conceptually innovative significance has emerged abroad. It has been found that introducing ozone into cooling water can not only kill bacteria and viruses in water, but also inhibit or eliminate scaling, control equipment corrosion, without needing any chemicals, pH adjustment, discharge or causing environmental pollution, with low operating Kosten, dus toenemende aandacht trekken .
In vergelijking met chloor heeft ozone niet alleen een bredere spectrum biocidale effecten, maar ook snellere dodelijke snelheid . onderzoeksresultaten tonen aan dat de sterilisatiesnelheid van ozon 3,125 keer sneller is dan chloorgas, wat betekent met geschikte ozonconcentratie, de dodende snelheid wordt gemeten in seconden terwijl chlorine in uren {4 {4 {4 {}}}}}. Vernietig biologische enzymen oxidatief, maar diffuseert en dringt ook sneller celwanden door, dus natuurlijk met een groter biocidale vermogen . praktijk bewijst dat het gebruik van ozon om industrieel afvalwater te behandelen geen aanvullende niet-oxiderende biociden vereist, waardoor milieuvervuiling wordt vermeden .
De ozon -methode is dus niet alleen technisch haalbaar, maar ook economisch ., echter moet worden opgemerkt dat de behandeling met ozon nog steeds in de ontwikkelingsfase bevindt, het mechanisme is niet helemaal duidelijk, technologie heeft verdere verbetering nodig, en het kan zijn dat China wordt ontwikkeld en moet worden ontwikkeld en moet worden ontwikkeld en moet worden ontwikkeld en moet worden ontwikkeld en is het voorwaarden .
Ultrasone anti-fouling gebruikt elektronische oscillatoren om akoestische emissie-apparaten aan te sturen, waardoor omgevingen niet geschikt zijn voor bevestiging; UV anti-fouling gebruikt 2537 × 10-10 m ultraviolet licht om bepaalde moleculaire chemische bindingen te veranderen, met continue of periodieke activering die volledige volledige anti-fouling-effecten bereikt; Andere methoden omvatten het gebruik van giftige rubberlagen of peelbare plastic filmcoatings . Deze methoden zijn beperkt tot bepaalde gelokaliseerde, specifieke omgevingen met zeer beperkte toepassingscope .
Vergelijking van anti-fouling-methoden
Omdat de te voorkomen vervuilingsorganismen divers zijn en omgevingscondities, mariene structuren of zeewater-stromende apparatuur sterk variëren, heeft elke anti-fouling-methode bepaalde beperkingen . hieronder is een vergelijking van verschillende meest gebruikte methoden .
Dit is de meest algemeen toepasselijke methode die geen management vereist . Met continue technologische ontwikkeling zijn anti-fouling coating-variëteiten toegenomen en de levensduur van de servicelevens uitgebreid . voor structuren eenvoudig toe te passen en te recoat, deze methode is het meest geschikt met lage initiële investering . Bijna alle scheepshuls-anti-fouling gebruikt coode.}...
Beperkingen: ① Korte anti-fouling leven; maximum 3-5 jaar per coating, met hoge hercoatingkosten . ② beperkt anti-foulingbereik; alleen effectief op gecoate gebieden . ③ Moeilijke toepassing; Werknemers die tijdens de toepassing worden blootgesteld aan giftige stoffen, met name in pijplijnomstandigheden, die gezondheidsrisico's opleveren . Toepassing in smalle pijpen of het opnieuw coderen van grote leidingen in dienst kan moeilijk of onmogelijk zijn . ④ kan lokale milieuvervuiling veroorzaken; Vooral voor vaste mariene structuren of grote pijpleidingafvoerpunten, waarbij vrijgave van continu giftig middel lokaal zeewater kan vervuilen . ⑤ Giftig middel afval; In sommige regio's zonder vervuiling in de winter, omdat de afgifte niet kan worden geregeld, blijven giftige agenten onnodig . uitlijden.
Dit werd ooit op grote schaal gebruikt, waardoor seizoensgebonden continue hoge dosis toepassing geschikt was voor pijpleiding anti-fouling met brede dekking die geen groei zorgde voor zeewatersystemen .
Nadelen: ① onveilig; gevaarlijke vloeistof chlooropslag en transport . ② complex dagelijks beheer; Vereist veel personeel voor opslag, transport en toepassing . ③ Hoge initiële investering; chlorinatiekamers, opslagfaciliteiten, chlorinators en tanks nodig . ④ Hoge bedrijfskosten; substantiële jaarlijkse kosten voor het kopen, transporteren en opslaan van vloeistofchloor . ⑤ toxiciteitsgevaren; Potentiële lekken die lokale luchtvervuiling en gezondheidsrisico's veroorzaken voor operators . Om deze redenen wordt deze methode geleidelijk vervangen door verbeterde zeewaterelektrolyse chlorering .
Deze methode maakt gebruik van speciale elektroden om zeewater te elektrolyze, die giftig chloor en hypochloriet produceren die mariene organismen doden, waardoor gehechtheid en groei worden voorkomen . hoofdreacties:
Zeewater bevat chloride -ionen (CL⁻), die kunnen worden geëlektolyseerd om natriumhypochloriet (NaOCL) te produceren, een krachtige biocide . De reacties zijn als volgt:
Anode (oxidatie):
Kathode (reductie):
Gemengd product (hypochlorietvorming):
Ontwikkeld in de jaren zestig eerst in het VK en Japan, nu veel gebruikt in het VK, de VS, Japan, Canada, Italië, Rusland enz. ., voornamelijk voor zeewaterpijpleidingen en koelsystemen .
Voordelen: ① veilig en betrouwbaar; ingesloten elektrolyse vormt geen gezondheidsrisico's . ② eenvoudig beheer; simple operation allowing periodic checks without full-time staff, with annual winter maintenance. ③ Economical; Het gebruik van overvloedig zeewater met langdurige effectiviteit, waarbij alleen elektriciteit en periodieke elektrode-vervanging elke 3-5 jaar nodig is, waardoor seizoensgebonden aanpassing zonder afval . ④ brede dekking mogelijk is; Net als chlorering, het beschermen van hele systemen . ⑤ milieuvriendelijk; Lage resterende chloorconcentraties onschadelijk voor het milieu en vis .
Nadelen: ① Hoge initiële investering; Elektrolysekamers en apparatuur vereisen . ② Power Consumptie . ③ In vergelijking met coatings heeft nog steeds wat management en onderhoud nodig .
Globaal gebruikt op handelsschepen en platforms, bieden lagere kosten dan chlorering of elektrolyse van zeewater, eenvoudiger beheer, lagere bedrijfskosten, brede dekking en eenvoudige installatie met minimaal stroomgebruik . zijn verbruikbaar, anodes moeten worden vervangen om de paar jaar (meestal matching scheepsonderhoudsonderhoud), soms vereisen een paar rapporten over het persen van de rapporten over het kader van de herhaling. Grootschalige zeewatertoepassingen, mogelijk als gevolg van aanzienlijk koperen gebruik, mogelijke milieueffecten door lozing op lange termijn en vervangingsproblemen .
Handmatige/mechanische reiniging, verwarming, afdichtings- en zoetwatermethoden worden op verschillende manieren toegepast om blokkades in grote pijpleidingen te wissen, met een beperkt effect op de efficiëntie van warmtewisselaar .
Zeewater elektrolyse anti-fouling
Momenteel zijn zeewater -elektrolyse, koperanodes en aluminiumanodes praktischer voor koelsystemen voor schip- en kustplanten, op grote schaal internationaal gebruikt: Japan heeft honderden MGP's (mariene groeimeferentiesystemen) op schepen; De Britse Royal Navy heeft sinds 1965 elektrolyse van zeewater aangenomen; US -schepen gebruiken veel gebruik van natriumhypochlorietgeneratoren; Japanse Mitsubishi Gulf Oilfield, Duitse Reeder Forshufig, Canadian Bowdril, Italiaanse Snam Progetti en US Amaco Allemaal koper/aluminium anode-technologie toepassen op schepen en platforms . Dergelijke systemen zijn standaard marine- en commerciële anti-fouling-apparatuur Wereldwijd {3.}} De BFC-systeem (ontwikkeld door een universitair systeem (ontwikkeld door een universitair systeem. Chloor- en koperanodes vertegenwoordigt moderne anti-fouling-technologie .
Elektrolytische anti-fouling omvat zeewater-elektrolyse, koperanodes en aluminiumanodes, soms gecombineerd voor synergie . Current Anodes Anodes Anodes omvatten voornamelijk kobalt-silver-legeringen, loodoxide-gecoate ijzer, platina/titanium, ruthenium oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-titanium, iridium-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-oxide-titanium- en plattelmogelijkheden en plattel Oxide-gecoate titanium . Het proces omvat: het gebruik van speciale anodes om zeewater te elektrolyze, terwijl tegelijkertijd koper- en aluminium anodes . de eerste geëlektolyseert, de eerste produceert chloordodende larven en sporen; Koperanodes genereren Cu²⁺ -ionen; Aluminium anodes produceren AL (OH) ₃ die vrijgegeven koper inkapselt, stroomt door beschermde systemen . Deze zeer viskeuze verbinding verspreidt zich in slow-flow gebieden waar vervuiling waarschijnlijk plaatsvindt . Bovendien vormen aluminum-elektrode systemen in de kathode-polarisatie van de kathodes in natuurlijke zeewater. Om de corrosiesnelheden te verlagen, het bereiken van zowel anti-fouling als anti-corrosie .
Tijdens zeewater -elektrolyse, vanwege anode chlooroverpotentiële, kathode waterstof overpotentiaal, verhoogde zeewaterimpedantie en zijreacties die effectief zoutgehalte veranderen, plus zeewater -onzuiverheden, het werkelijke stroomverbruik overschrijdt de theoretische waarden meerdere keren ..
Belangrijkste implementatieoverwegingen:
Huidige elektrolyse -celelektrode -opstellingen omvatten drie typen: plaatassemblages, buisvormige assemblages en bipolaire assemblages .
Elektrode -installatiemethoden:
Direct type: elektroden direct geïnstalleerd in hoofd zeewaterpijpen .
Indirect Type: DIVERENDE GEELDIËLE SEUWER VOOR ELEKTROLYSE EN LEVEN VAN GESLOPENDE ELEKTROLYSE PRODUCTEN INjecteren terug in hoofdleidingen .
Hoewel eenvoudiger, heeft directe installatie nadelen: gesuspendeerde vaste stoffen die elektroden beschadigen, hoge bedradingskosten voor grote systemen en verdwaalde huidige effecten .
Twee zeewater elektrolysemethoden:
① Membraantype: met behulp van asbest, glasvezel enz. . om de kathode en anode . te scheiden
② Membraanloos type: aangezien de huidige efficiëntie vergelijkbaar is voor beide, maar de algehele efficiëntie varieert sterk met het stroomsnelheid (bewaartijd), moet het membraantype worden gebruikt wanneer kathodeproducten zoals mg (oh) ₂ neerslag . nadelen, lagere kosten, lagere kosten en gemakkelijker kunnen worden gebruikt, maar gemakkelijker worden gebruikt, lagere kosten en gemakkelijkere kosten, lager Onderhoud .
Conclusie
Samenvattend vertegenwoordigt op titanium elektrode gebaseerde elektrolyse van zeewater-elektrolyse een technologisch geavanceerde en ecologische duurzame oplossing voor mariene anti-fouling-toepassingen . Deze methode gaat effectief aan de aanhoudende uitdaging van biofouling door de elektrochemische generatie van biocidale middelen (hypochloriet en metaal ionen) terwijl de beperkingen van traditionele benaderingen en chemische chemische ionen en chemische beperken zijn. dosering .
Belangrijkste voordelen zijn onder meer:
Operationele efficiëntie: On-demand productie van anti-fouling-middelen met een verstelbare output
Milieuvoordelen: Verminderde toxische ontlading vergeleken met conventionele biociden
Dubbele functionaliteit: Gelijktijdige anti-fouling- en corrosieremming
Economische levensvatbaarheid: Langetermijn kosteneffectiviteit ondanks hogere initiële investeringen
De veelzijdigheid van de technologie wordt aangetoond door de succesvolle globale implementatie in de scheepvaart, offshore platforms en kustkrachtcentrales . Terwijl uitdagingen blijven in duurzaamheid van elektrode en energieoptimalisatie, blijven voortdurende vooruitgang in gemengd metaaloxide (MMO) anodes en systeemontwerp blijven de prestaties verbeteren {.}
Toekomstige ontwikkeling zou zich moeten concentreren op:
Slimme besturingssystemen voor adaptieve dosering
Hybride oplossingen die elektrolyse combineren met andere anti-fouling-methoden
Verbeterde elektrodematerialen voor langdurige levensduur
Standaardisatie van milieueffectbeoordelingen
Terwijl de maritieme industrieën worden geconfronteerd met toenemende milieuvoorschriften, valt elektrolytische anti-fouling op als een veelbelovende oplossing die operationele vereisten in evenwicht brengt met ecologische verantwoordelijkheid . De voortdurende verfijning en adoptie zal een cruciale rol spelen in duurzame mariene infrastructuuronderhoud wereldwijd .}
Gerelateerde producten in Ehisen
Natriumhypochlorietgenerator
Titaniumanode voor elektrolytisch afvalwaterbehandeling
Titanium -elektroden voor het desinfectie van drinkwater
Titaniumanode voor fruit- en groentemachine