Predgovor
Morski organizmi, ki so znani tudi kot morsko pritrjeni organizmi, se nanašajo na živali, rastline in mikroorganizme, ki rastejo na površinah ladijskih trupov in vseh morskih objektov . Ti organizmi so na splošno škodljivi . rast organizmov na ladijskih grepih je imenovana biološka okvara, ki se imenuje biološka okvara, in se pretvorba in odstranitev, ki se pretvori, in prerazporeditev, ki se imenuje biološka oksi Proti-odmik . Biofouling je biološka nevarnost, saj so ljudje prvič stopili v stik z oceanom, njegova škoda za ladje in cevovode pa že dolgo pritegne veliko pozornosti .
V zadnjih letih je z razvojem morske industrije in ladjedelništva morske biološke gomile pritegnilo vse večjo pozornost . v največjih letnih časih lahko morski organizmi popolnoma pokrivajo ladijske trupe, hladilne sisteme morske vode in druge strukture v samo 1-2 raziskave . mesece {{2}? Jeklo . Fuling organizmi povzročajo uhajanje ventilov, zmanjšajo pretok hladilne vode v cevovodih in toplotni izmenjevalci
Tehnologije zdravljenja proti zatiranju
Z znanstvenimi raziskavami je bilo razvitih več kot ducat metod za preprečevanje pritrditve morskega organizma . Medtem ko ima vsaka določene omejitve, so vse učinkovite v različnih stopnjah .
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 Površina strukture, ki odbija ali ubija morske organizme ali ličinke, ki poskušajo poravnati . bakrene ione, živo srebro in drugi, lahko koagulirajo beljakovine v organizmi
Glavna strupena sredstva so tekoči klor in beljenje prahu . Te snovi uporabljajo svoje močne oksidacijske lastnosti za oksidacijo organskih snovi, uničevanje tkiv morskih organizmov in povzročajo njihovo smrt .
Seawater contains large amounts of chloride ions. Using special electrodes with direct current, seawater is electrolyzed to produce sodium hypochlorite. Even at low concentrations in seawater, sodium hypochlorite can destroy marine organisms' cell tissues, killing larvae, eggs and spores or making them lose attachment capability.
Many heavy metals are toxic. Currently, the most commonly used method is electrolyzing copper or its alloys by installing copper anodes in seawater and applying direct current to dissolve copper ions into the seawater. As a toxic agent, copper ions can reduce attachment of many zoological organisms, achieving anti-fouling effects.
Ta metoda se uporablja za strukture, ki jih organizmi že preganjajo, običajno v običajnih obdobjih izklopa za ročno ali mehansko čiščenje brez povezave, predvsem ciljanje na invertebrate . Ta metoda še vedno predstavlja velik delež pri reševanju težav s preganjanjem .
To vključuje kopanje globokomorskih vodnjakov ob obali in uporabo filtrirnega učinka tal in gramoza za odstranjevanje jajc, spor in ličink morskega organizma, kar preprečuje njihovo rast v sistemih za dostavo morske vode .
To vključuje kroženje vroče vode (ali vroče alkalne vode) skozi sisteme za dostavo morske vode, ki jih že preganjajo morski organizmi ., ko temperatura pol ure doseže 50 stopinj, se pritrjeni organizmi ubijejo, sledi pa izpiranje cevi z velikimi količinami morske vode, da odstranijo ostanke .
To vključuje blokiranje obeh koncev cevi, prekršenih z organizmi . Zaradi pomanjkanja kisika in hrane, morski organizmi umrejo v nekaj dneh, po katerih se cevi zapirajo, da odstranijo ostanke .
Zaradi okoljskih sprememb morski organizmi umrejo naravno . Nekatere ladje, ki izmenično plujejo med oceanskimi in rečnimi vodami
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, kobalt itd .
Stacionarni potopljeni predmeti trpijo najtežje preskuse . testi kažejo, da pri količinah pretoka morske vode 2.9-8.5 vozlov na strukturnih površinah do neke mere vpliva vse živali ., ko hitrost doseže 11 vozlov, algalski pritrditev je vpliva .
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 costs, s tem pritegne vse večjo pozornost .
V primerjavi s klorom ima ozon ne le, da je biocidni učinki širšega spektra, ampak tudi hitrejša hitrost ubijanja . rezultati raziskav kažejo, da je hitrost sterilizacije 3,125-krat hitrejša od klora, kar pomeni, da je hitrost ozona v primerjavi s klorino v sekundah, medtem ko je v sekundah, ko je klorina, v sekundah, ki so v sekundah, v sekundah, ki so v sekundah, v primerjavi z ozonom. Močnejša sposobnost oksidacijskega uničenja bioloških encimov, vendar tudi hitreje razprši in prodira v celične stene, zato seveda ima večjo biocidno moč . praksa dokazuje, da uporaba ozona za zdravljenje industrijskega odpadne vode ne zahteva dodatnih ne oksidiranja biocidov, izogibanja onesnaževanju okolja .
Tako ozonska metoda ni le tehnično izvedljiva, ampak tudi ekonomična ., vendar je treba opozoriti, da je zdravljenje ozona še vedno v razvojni fazi, njen mehanizem ni povsem jasen, tehnologija je potrebna nadaljnje izboljšanje in ali lahko nadomestijo kemične metode negotovi .. pogoji .
Ultrazvočni proti protiliki uporablja elektronske oscilatorje za pogon naprav za akustične emisije, kar ustvarja okolje, neprimerno za pritrditev; UV-protilivanje uporablja 2537 × 10-10 m ultravijolične svetlobe za spreminjanje določenih molekularnih kemičnih vezi, z neprekinjeno ali periodično aktivacijo, ki dosega dolgoročne popolne učinke proti odpravljanju; Druge metode vključujejo uporabo strupenih gumijastih plasti ali olupljivih plastičnih filmskih prevlek . Te metode so omejene na določena lokalizirana, specifična okolja z zelo omejenim obsegom aplikacije .
Primerjava metod proti odmiku
Ker so preprečene organizme, ki jih je treba preprečiti, in okoljski pogoji, morske strukture ali oprema za pretok morske vode se močno razlikujejo, ima vsaka metoda proti odmiku določene omejitve . spodaj primerjava več najpogostejših metod .
To je najpogosteje uporabna metoda, ki ne zahteva upravljanja . z neprekinjenim tehnološkim razvojem so se sorte proti zamaknjenih nanašanju povečale in življenjska doba servisa se podaljša . za strukture, ki jih je enostavno uporabiti, je ta metoda najbolj primerna z nizkimi začetnimi naložbami {{3} skoraj vse ladje, skoraj vse ladijske grebele, skoraj vse ladijske grebele, ki so bile ladijske grebene, pa skoraj vse ladijske gredice
Omejitve: ① kratko življenje proti odmiku; Največji 3-5 leta na prevleko z visokimi stroški ponovnega ponovnega obnavljanja . ② Omejen razpon protinapada; Učinkovito samo na prevlečenih območjih . ③ Težka aplikacija; Delavci, ki so med aplikacijo izpostavljeni strupenim snovi, zlasti v cevovodih in postavljajo zdravstvena tveganja . aplikacija v ozkih cevi ali ponovno obnavljanje velikih cevi v službi, je lahko težko ali nemogoče . ④ lahko povzroči lokalno onesnaževanje okolja; zlasti za fiksne morske strukture ali velike točke praznjenja cevovodov, kjer lahko neprekinjeno sproščanje strupenih sredstev onesnaži lokalne morske vode . ⑤ odpadki strupenih sredstev; V nekaterih regijah, ki niso pozimi, ker hitrosti sproščanja ni mogoče nadzorovati, strupeni agenti še naprej po nepotrebnem izpirajo . Mednarodne omejitve na nekaterih barvah za preprečevanje, kot so organotinske prevleke, ki so prepovedane na jahtah in ribjih mrežah, in omejene na oceanskih ploščah in podvodnih strukturah.
To je bilo nekoč široko uporabljeno, kar je omogočilo sezonsko neprekinjeno uporabo z visokim odmerkom, primerno za cevovodno protipoklonjeno s široko pokritostjo, kar zagotavlja, da ni rasti v sistemih morske vode .
Slabosti: ① Nevarna; Nevarno shranjevanje in prevoz s tekočim klorom . ② kompleksno dnevno upravljanje; zahteva veliko osebja za shranjevanje, prevoz in aplikacijo . ③ visoka začetna naložba; Potrebujejo klorirane prostore, skladiščne prostore, klorinatorji in rezervoarji . ④ visoki stroški obratovanja; znatni letni stroški za nakup, prevoz in shranjevanje tekočega klora . ⑤ Nevarnosti strupenosti; Potencialna puščanja, ki povzročajo lokalno onesnaževanje zraka in zdravstvena tveganja za operaterje . Iz teh razlogov se ta metoda postopoma nadomesti z izboljšano kloriranjem elektrolize morske vode .
Ta metoda uporablja posebne elektrode za elektroliziranje morske vode, ki proizvaja strupeni klor in hipoklorit, ki ubijajo morske organizme, s čimer preprečijo pritrditev in rast . glavne reakcije:
Morska voda vsebuje kloridne ione (CL⁻), ki jih je mogoče elektrolizirati, da nastane natrijev hipoklorit (NAOCL), močan biocid . reakcije so naslednje:
Anoda (oksidacija):
Katoda (znižanje):
Mešani izdelek (tvorba hipoklorita):
Razvit v šestdesetih letih prejšnjega stoletja v Veliki Britaniji in na Japonskem, ki se zdaj pogosto uporablja v Veliki Britaniji, ZDA, Japonskem, v Kanadi, v Italiji, Rusiji itd.
Prednosti: ① Varno in zanesljivo; Zaprta elektroliza ne predstavlja zdravstvenih tveganj . ② Enostavno upravljanje; Preprosto delovanje, ki omogoča periodične preglede brez osebja s polnim delovnim časom, z letnim zimskim vzdrževanjem . ③ ekonomsko; Uporaba obilne morske vode z dolgoročno učinkovitostjo, ki zahteva le zamenjavo električne energije in periodične elektrode vsaka 3-5 leta, kar omogoča sezonsko nastavitev brez odpadkov . ④ široko pokritost; Tako kot kloriranje, zaščita celotnih sistemov . ⑤ okolju prijazna; Nizke preostale koncentracije klora neškodljive za okolje in ribe .
Slabosti: ① visoka začetna naložba; Zahteva za elektrolize in opremo . ② Poraba energije . ③ V primerjavi s prevlekami še vedno potrebuje nekaj upravljanja in vzdrževanja .
Widely used globally on merchant ships and platforms, offering lower costs than chlorination or seawater electrolysis, easier management, lower operating expenses, broad coverage and simple installation with minimal power use. Being consumable, anodes must be replaced every few years (typically matching ship maintenance schedules), sometimes requiring underwater work for replacement, posing some inconvenience. No reports yet obsežnih aplikacij morske vode, morda zaradi velike uporabe bakra, potencialnih vplivov na okolje zaradi dolgoročnega odvajanja in nadomestnih težav .
Ročno/mehansko čiščenje, ogrevanje, tesnjenje in sladkovodno metodo se različno uporabljajo za čiščenje blokade v velikih cevovodih, z omejenim učinkom na učinkovitost toplotnega izmenjevalnika .
Elektroliza morske vode proti protivolungu
Trenutno so elektroliza morske vode, bakrene anode in aluminijeve anode bolj praktični za ladijske in obalne elektrarne, ki se široko uporabljajo na mednarodni ravni: Japonska ima na ladji na stotine MGP (sistemi za preprečevanje rasti morja); UK Royal Navy je od leta 1965 sprejela elektrolizo morske vode; Ameriške ladje široko uporabljajo natrijeve hipokloritne generatorje; Japonski Mitsubishi Gulf Oilfield, nemški Reeder Forshufig, kanadski Bowdril, italijanski Snam Progetti in ZDA Amaco uporabljajo bakreno/aluminijevo anodno tehnologijo na ladjah in platformah ., kot so takšni sistemi (razvile, da so ga BFC-ove BFC po vsem svetu {3} {3} {3} Podjetje) Kombiniranje klora in bakrenih anod predstavlja sodobno tehnologijo proti zatiranju .
Elektrolitično protizakonito vključuje elektrolizo morske vode, bakrene anode in aluminijeve anode, včasih kombinirane za sinergijo . trenutne anode vključujejo predvsem zlitine kobalt-srebre Platinum/ruthenium/paladijev oksid, prevlečen s titanijem . Proces vključuje: uporaba posebnih anod za elektrolizacijo morske vode, medtem ko hkrati elektroliziranje bakra in aluminijevih anod . proizvaja live in gore; Bakrene anode ustvarjajo ione Cu²⁺; aluminum anodes produce Al(OH)₃ which encapsulates released copper, flowing through protected systems. This highly viscous compound spreads into slow-flow areas where fouling likely occurs. Additionally, aluminum electrode systems form insoluble hydroxide layers on cathode iron surfaces in natural seawater, blocking oxygen diffusion and increasing concentration Polarizacija za zmanjšanje korozijske stopnje, doseganje tako proti proti koroziji kot proti koroziji .
Med elektrolizo morske vode zaradi anodnega klora, katodne pretirane podporne, povečane impedance morske vode in stranskih reakcij spreminjajo učinkovito slanost, plus nečistoče morske vode, dejanska poraba energije večkrat presega teoretične vrednosti ..
Ključni premisleki o izvajanju:
Trenutni razporeditvi elektrolize Elektrode vključujejo tri vrste: sklope plošč, cevaste sklope in bipolarne sklope .
Načini namestitve elektrode:
Neposredna vrsta: Elektrode, nameščene neposredno v glavnih cevi morske vode .
Posredna vrsta: preusmeritev delne morske vode za elektrolizo, nato vbrizgavanje koncentriranih produktov elektrolize nazaj v glavne cevi .
Medtem ko je preprostejša, neposredna namestitev ima pomanjkljivosti: suspendirane trdne snovi, ki poškodujejo elektrode, visoki stroški ožičenja za velike sisteme in potepuški trenutni učinki .
Dve metodi elektrolize morske vode:
① Vrsta membrane: Uporaba azbesta, steklenih vlaken itd. . za ločevanje katode in anode .
② Vrsta brez membrane: Ker je trenutna učinkovitost za oba podobna, vendar se splošna učinkovitost močno razlikuje glede na pretok (zadrževalni čas), je treba membransko vrsto uporabiti, kadar katodni izdelki, kot je Mg (OH), obori . prikrajšanosti: kompleksne strukture celic in višje stroške, ki ne morejo učinkovito uporabljati, ne morejo učinkovito uporabljati tipov, ki so učinkovito nastopili tipih, ki niso učinkovite tipi, ki jih lahko učinkovito nastopijo tipi, ki niso učinkovite tipi, ki so učinkovito uporabne. Vzdrževanje .
Zaključek
Če povzamemo, elektroliza morske vode, ki temelji na titanijevi elektrodi, predstavlja tehnološko napredno in okolju trajnostna rešitev za morske protinapljene aplikacije . Ta metoda učinkovito obravnava vztrajno izziv biološke opreme skozi elektrokemične generacije biocidalnih sredstev (hipokloritne in kovinske ione) odmerjanje .
Ključne prednosti vključujejo:
Operativna učinkovitost: Proizvodnja na zahtevo s pomočjo nastavljivih izhodov
Okoljske koristi: Zmanjšan strupeni izcedek v primerjavi z običajnimi biocidi
Dvojna funkcionalnost: Hkratna inhibicija proti odganjanju in koroziji
Ekonomska sposobnost: Dolgoročna stroškovno učinkovitost kljub višjim začetnim naložbam
Vsestranskost tehnologije je dokazana z uspešno globalno izvajanje na odpremi, obalnih platformah in obalnih elektrarnah ., medtem ko izzivi ostajajo pri vzdržljivosti in optimizaciji energije, stalnih napredkov v anodi mešanega kovinskega oksida (MMO) in sistema še naprej izboljšujejo zmogljivost .
Prihodnji razvoj bi se moral osredotočiti na:
Pametni krmilni sistemi za prilagodljivo odmerjanje
Hibridne raztopine, ki združujejo elektrolizo z drugimi metodami proti odmiku
Izboljšani materiali za elektrodo za podaljšano življenjsko dobo
Standardizacija ocen vplivov na okolje
Ker se morske industrije soočajo z naraščajočimi okoljskimi predpisi, elektrolitsko protiviranje izstopa kot obetavna rešitev, ki uravnoteži operativne zahteve z ekološko odgovornostjo . Njegova nadaljnja izpopolnjevanje in sprejetje bosta igrala ključno vlogo pri vzdrževanju trajnostne morske infrastrukture po vsem svetu .
Sorodni izdelki v Ehisenu
Natrijev hipokloritni generator
Titanova anoda za čiščenje elektrolitske odpadne vode
Titanove elektrode za dezinfekcijo pitne vode
Titanova anoda za sadje in zelenjavni stroj