Conceitos avançados de tratamento de água de resfriamento (Parte 3)

Esta edição fornece uma visão geral dos problemas comuns de incrustação microbiológica, com discussão também sobre incrustação macrobiológica.

Nota do editor: esta é a terceira parte de uma série de várias partes de Brad Buecker, presidente da Buecker & Associates, LLC.

Leia a Parte 1 aqui.

Leia a Parte 2 aqui.

As partes 1 e 2 desta série examinaram questões relacionadas à incrustação e corrosão em sistemas de resfriamento de recirculação abertos, ou seja, aqueles sistemas com torres de resfriamento, e também forneceram uma visão geral dos métodos químicos modernos para controle de incrustação/corrosão. Um problema que frequentemente supera essas preocupações é a incrustação microbiológica. Sem o controle adequado, os micróbios podem estabelecer rapidamente colônias em muitos locais dentro dos sistemas de resfriamento. Essas colônias podem degradar a transferência de calor, restringir o fluxo de fluido e induzir corrosão sob o depósito. São conhecidos casos em que incrustações microbiológicas pesadas e acúmulo de lodo e outros detritos causaram o colapso parcial das torres de resfriamento. Esta edição fornece uma visão geral dos problemas comuns de incrustação microbiológica, com discussão também sobre incrustação macrobiológica. As partes 4 e 5 examinarão os métodos de controle microbiano atuais e em evolução.

Existe um número enorme de micróbios em nosso ambiente e as limitações de espaço impedem uma discussão extensa sobre as variedades aqui. Para sistemas de água de resfriamento, os três tipos gerais de microorganismos que podem ser problemáticos são bactérias, algas e fungos. As bactérias podem formar colônias em muitos locais, os fungos atacam a madeira da torre de resfriamento e as algas podem crescer prolificamente em áreas iluminadas pelo sol, como os decks das torres de resfriamento. Microrganismos avançados, incluindo amebas e protozoários, podem aparecer em colônias bacterianas estabelecidas. Esses organismos mais complexos podem, por sua vez, abrigar a bactéria Legionella.

Bactérias

As bactérias são geralmente classificadas em três tipos: aeróbicas, anaeróbicas e facultativas. Bactérias aeróbicas requerem oxigênio para o metabolismo, enquanto bactérias anaeróbicas extraem oxigênio de moléculas contendo oxigênio, como sulfato e nitrato. Bactérias facultativas utilizam oxigênio se estiver presente, mas podem extrair oxigênio de outras fontes quando o oxigênio está ausente.

Organismos comuns incluem:

As bactérias que flutuam livremente na água são conhecidas como organismos planctônicos, cuja concentração pode ser prontamente medida. No entanto, se os organismos se estabelecerem em superfícies para formar colônias sésseis, os problemas podem surgir muito rapidamente. Algumas bactérias exsudam uma película polissacarídica (lodo) que protege os organismos e permite o desenvolvimento de colônias complexas que podem incluir muitos dos organismos listados acima. O lodo, por sua vez, irá capturar lodo para formar depósitos pesados ​​que muitas vezes se assemelham a lama.

Como é claramente óbvio, o lodo neste trocador deve ter fluxo e transferência de energia bastante restritos.

Depósitos microbianos também podem induzir corrosão grave. Para começar, os depósitos permitem a formação de células diferenciais de oxigênio, onde o metal sob o depósito torna-se anódico para limpar as superfícies. Podem ocorrer corrosão e corrosão localizadas. Além dessa dificuldade, alguns organismos produzem compostos nocivos como parte de seus processos metabólicos. As bactérias redutoras de sulfato são um excelente exemplo, cujo subproduto metabólico é o sulfeto. Os sulfetos atacam muitos metais, incluindo ferro e cobre.

Este ataque é comumente referido como corrosão induzida microbiologicamente (MIC). Certa vez, o autor observou uma situação em que um condensador de superfície de vapor de 15.000 tubos (aço inoxidável 316L) desenvolveu milhares de vazamentos durante uma interrupção de manutenção de um mês. A água foi deixada parada nos tubos, o que permitiu que os micróbios se estabelecessem e produzissem subprodutos nocivos que danificaram a maioria dos tubos. A subsequente retubulação do condensador era bastante cara.

Outro local que pode sofrer forte deposição e incrustação é o enchimento da torre de resfriamento.

Novamente, os depósitos restringem o fluxo de fluido e inibem a transferência de calor. A deposição também pode adicionar um peso enorme ao aterro, conforme ilustrado.