[发明专利]测定和控制水系统中沉淀物形成的方法

说明书

技术领域

本发明涉及测定和控制水系统中、优选造纸机和/或纸板机循环系统中无机和/或有机沉淀物的方法。

背景技术

在一般技术中，尤其是水利工程的技术中，技术设备内形成沉淀物的现象是众所周知的形成污垢的现象，这些沉淀物或者损坏设备性能或者降低产品质量。根据沉淀物的来源或者性质可对污垢进行区分。

纯无机沉淀众所周知为污垢，例如热交换器、冷却塔和反渗透装置中的石灰垢或者锅垢沉淀物[参见Flemming，H.-C.：″Biofilme und Wassertechnologie″，Teil II：Unerwünschte Biofilme-Phnomene und Mechanismen.Gwf WasserAbwasser 133，No.3(1992)]。

如果这些沉淀物大部分是生物源质，即，它们不仅含有其它主要为有机物的物质，例如代谢产物或者胞外高分子物质(以下简称EPS)，而且还包含活的生物体——主要为微生物以及软体动物和其它更高级的生命形式——使用术语“生物垢”。

Blanco等人根据这些沉淀物的来源，将它们分为非生物类(stickles粘污、树脂和石灰垢/锅垢)和生物类(粘液)(参见Blanco M.A.，Negro C.，Gaspar I.，and Tijero J.，Slime problems in the paper and board industry.Appl.MicrobiolBiotechnol(1996)46：203-208)。为了理解造纸过程中沉淀物形成的机理，Kantoqvist等使用了一种不同的分类来区分有机质(包括生物粘液)和无机质(参见Kanto qvist L.，Jrstad U.，Pntinen H.，Johnsen L.，Deposit control in the paper industry，3rd ECOPAPERTECH Conference，June 2001，269-280)。

术语“生物垢”和术语“生物膜”也有关联。

生物膜表示可能在边界表面发生的、其实在任何地方都会发生的微生物定殖的一种特殊形式，因为环境中实际上没有微生物不定殖或不定繁殖的表面。尚不知道任何能够长期抑制微生物定殖的材料[Charaklis，W.G.，Marshall，K.C.：″Biofilms：a basis for an interdisciplinary approach″in W.G.Charaklis，K.C.Marshall(EDS)，″Biofilms″，John Wiley，New York(1990)，p.3-15]。

此外，生物膜和生物膜生物体代表目前所知的最古老的生命形式，是所有生命形式中适应性最强的。它们不仅存在于自然水体中，而且存在于通常认为不能存在生命的地方。

在工业系统中，例如在生产超纯水的营养耗竭的设备(nutrient-depletedplant)中，以及造纸业的管道系统中能发现生物膜，。

已经指出，无机和/或有机沉淀物尤其是生物膜能对工业设备产生非常大的破坏作用，因此造成很大的经济损失。此外，已经表明在技术设备中特别是由生物垢引起的问题非常多。

由于微生物膜能引起和加剧腐蚀，尤其是在金属表面上，所以，例如微生物腐蚀(MIC)在本文中是很重要的。在这个过程中，生物膜有机体加速了伴随腐蚀的电化学过程。

由于生物膜特殊的粘弹性，其所在的表面表现出非常大的摩擦阻力，该摩擦阻力在管道工程系统或热交换器中会导致供给速率减小，压力损失增大或者热传递的恶化。在极端情况下，这可能完全阻塞整个管道工程系统和热交换器。

另外的主要问题例如是生物膜碎片的脱离。在造纸业中，这不仅会引起纸张变脏，而且可能导致设备停产从而带来负面的经济后果。

此外，关于无机和/或有机沉淀物、特别是污垢或生物垢的问题，应该提及的是，在很多情况下，完全清除技术设备中的这些沉淀物要么不可能，要么是在经济上付出无法接受的高昂代价下才有可能。这意味着，例如，容许不良生物膜的形成到一定阈值，当超过该阈值时，就需要采取措施减少或阻止这些无机和/或有机沉淀物。

为了能够评估采取这种对策的必要性并检查它们的有效性，就需要监测程序或系统提供测量参数可以对感兴趣的系统的当前状态提供可靠的评述。