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学院食品安全专家技术团队打造的第三方食品安全检测及技术服务机构。中农孚德专注于生物安全检测技术领域,包括农产品、食品以及加工设备和环境的相关微生物卫生指标的检测及研究,同时开展生物技术在快速检测领域中的研究与应用。中农孚德同时是“中国食源性微生物检测技术创新战略联盟”常务理事单位、“首都科技条件平台检测与认证领域中心”成员单位。
中农孚德在北京和武汉分别建有专业的生物安全检测实验室及热力杀菌验证实验室,均具备检验检测机构资质(CMA)、并获得中国合格评定国家认可委员会(CNAS)的认可和国际实验室认可合作组织(ILAC)成员间的国际互认。
实验室概况
中农孚德目前在北京和武汉共设有3处固定实验室和两处移动实验室:微生物检测实验室取得资质认定和实验室认可的领域包括食品、食品接触材料及器具、饲料、生活饮用水等;快速检测产品研发实验室可以完成胶体金免疫技术、化学发光免疫技术、酶联免疫技术、荧光偏振免疫技术、量子点荧光免疫等方面的技术以及产品研发。另外,中农孚德还拥有一辆严格按照国家微生物检测标准、自行研发设计改装并取得实验室认可(CNAS:L8135)的检测车(“食品安全移动实验室”),可提供现场无菌取样检测和快速检测服务;热加工验证实验室配备国际最先进的无线温度验证系统,可对食品生产、加工、运输、贮藏各个环节涉及的杀菌等控温关键控制点进行验证并提供数据分析及优化解决方案。
服务范围
中农孚德致力于为食品及农产品生产、加工、销售及餐饮企业和各级食品安全监管部门提供食品安全控制管理及监控方面的全方位服务,主要包括三大服务领域:其一,食品安全卫生监控与验证,包括食品及农产品相关加工环节环境、人员、设备设施、原辅料及成品等的微生物卫生指标的抽样及检测,并提供卫生控制体系设计及相关解决方案等;其二,食品安全管理技术推广与应用,包括食品安全技术服务体系的建立、运行、优化、培训等,国外相关法规的咨询以及注册,无菌罐装系统无菌验证,农业种养殖环境的修复与治理,小龙虾质量保障体系的建立与监控等;其三,食品安全快速检测研发与验证,包括抗生素、农药残留、真菌毒素、违法添加物、塑化、维生素等胶体金检测卡和酶联免疫试剂盒的研发与应用,以及相关产品的性能验证与评价、抗原抗体的筛选优化及评价。
实验室的主要特点和优势
近年来,食品安全已经被广泛认定为重大、甚至最重要的民生问题之一。除了“民以食为天”的传统观念外,这几年食品安全事故频发也成为各界重视和关注这一问题的重要原因。食品生产、加工、运输、贮存、销售和烹调等环节都有可能潜藏着安全危机。作为专注于食品安全检测技术领域的第三方检测服务机构,中农孚德在各地按照统一的设计标准建设专业微生物检测实验室,北京和武汉的实验室占地面积分别为350平方米和290平方米,设有样品间、准备间、天平室、无菌间、霉菌间、培养间等。实验室定期参加国内和国外权威机构组织的能力验证和测量审核,保证检测结果的准确性和权威性。实验室人员全部经过严格的内部、外部培训和定期考核后持证上岗。
移动实验室
中农孚德配备有按照国家微生物检测标准设计改装的“食品安全生物检测车”,并已取得实验室认可证书(CNAS)。中农孚德针对检测需求,按照国家微生物检测标准、自行研发设计改装的“食品安全移动实验室”(检测车)可以实现现场抽样和现场快速检测,与公司专业采样团队和微生物检测实验室配合协作,可提供及时专业的上门无菌取样和其他现场检测服务。
中农孚德食品安全生物检测车的优势与特点:车载必备微生物检测设备(如空气净化系统、高压蒸汽灭菌锅、生化培养箱、均质器、水浴锅等),完全符合国家标准且拆卸方便,可与固定微生物检测实验室配合作业;随时可用于水质检测,也可承接食品卫生监控日常巡检等项目;配有专业通讯和操控系统,与公司固定微生物检测实验室保持同一检测标准,保证所有环节的专业性和检测准确度。
专家库和管理体系
中农孚德自成立以来就得到了中国农大食品学院食品安全专家团队的技术支持,并长期聘用食品安全各领域的权威专家组成“中农孚德食品安全专家顾问团队”,旨在通过与专家们的交流与合作,为广大用户提供最专业、最及时、最周到的一对一服务。
中农孚德依据ISO/IEC 17025标准及《检验检测机构资质认定评审准则》的要求,不断完善自身管理体系,形成了有效的监督及自我改进机制。根据计划定期地对实验室的管理体系和检测活动进行评审,确保体系的持续适用和有效运行。为保证检测质量,实验室还定期进行相关的质量监督和内部质量控制,同时积极参与国内外权威机构组织的能力验证和测量审核工作。
中农孚德成为“首都科技条件平台检测与认证领域中心”成员单位
2016年12月27日,由首都科技条件平台与认证领域中心主办的“创新背景下检测仪器研发与成果转化轮坛”在北京召开。在此次会议上,中农孚德检测技术(北京)有限公司被北京市科学技术委员会授予“首都科技平台检测与认证领域中心成员单位”。
首都科技条件平台是国家科技基础条件平台指导下的北京地方科技条件平台,建设包括研发实验服务基地、领域中心和区县工作站的服务体系,跨部门、跨领域整合仪器设备、科技成果和科技人才三类科技资源,提供测试检测、联合研发及技术转移等服务。
高层视角
孙宏伟:根据世界卫生组织和我国疾控中心公布的食源性疾病数据显示,由于微生物引起的食物中毒人数占总人数的50%以上。因此食品微生物的监控与控制,对于食品安全及食源性疾病的控制具有重要的作用和意义。中农孚德作为民营第三方食品安全检测及技术服务机构,主要定位于微生物检测及生物技术在食品安全检测方面的应用。
中农孚德目前主要为食品安全加工企业、餐饮企业、零售企业提供全面的微生物监控服务,帮助企业验证微生物控制体系的有效性,发现微生物控制过程中存在的漏洞及薄弱环节,从而提高企业的卫生控制水平,降低食品安全风险。我们正在逐步建设自己的实验室网络并配合自行研发改装设计的食品安全生物检测车,从而保证检测结果的时效性及准确性。同时,我们汇集行业内的知名专家组成顾问团队,针对检测的结果进行分析,提供科学、有效、可行的改进方案。从而实现对企业卫生控制体系乃至整个食品安全管理体系的“诊断及治疗”。
在水中存在Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、CO32-、SO42-、PO43-、SiO2等离子。在一般的情况下是不会造成无机物结垢,但是在反渗透系统中,由于源水一般浓缩4倍,并且pH也有较大的提高,因此比较难溶解的物质就会沉积,在膜表面形成硬垢,导致系统压力升高、产水量下降,严重的还会造成膜表面的损伤,使系统脱盐率降低。
衡量水质是否结垢有两种计算方法:
控制苦咸水结垢指标
对于浓水含盐量TDS≤10,000mg/L的苦咸水,朗格利尔指数(LSIC)作为表示CaCO3结垢可能性的指标:
LSIC=pHC-pHS
式中:LSIC:反渗透浓水的朗格利尔指数
pHC:反渗透浓水pH值
pHS:CaCO3溶液饱和时的pH值
当LSIC≥0,就会出现CaCO3结垢。
控制海水及亚海水结垢指标及处理方法:
当浓水含盐量TDS>10,000mg/L的高盐度苦咸水或海水水源,斯蒂夫和大卫饱和指数(S&DSIC)作为表示CaCO3结垢可能性的指标。
S&DSIC=pHC-pHS
式中:S&DSIC:反渗透浓水的斯蒂夫和大卫饱和指数
pHC:反渗透浓水pH值
pHS:CaCO3溶液饱和时的pH值
当S&DSIC≥0,就会出现CaCO3结垢。
其它无机盐结垢预处理的控制方案
碳酸钙结垢预处理的控制方案
在反渗透系统的结垢中,以碳酸盐垢为主,大多数地表水和地下水中的CaCO3几乎呈饱和状态,由下式表示CaCO3化学平衡:
Ca2++HCO3–<——>H++CaCO3
从化学平衡式可以看出,要抑制CaCO3的结垢,有几种途径:
降低Ca2+的含量
降低了Ca2+含量,可以使化学平衡向左侧移动,不利于形成CaCO3垢。
达到这种目的的方法有:离子交换软化法、石灰软化法、电渗析、纳滤等方法,他们都能有效地降低的Ca2+含量,从而达到抑制钙垢的生成。
Ca2+的增溶
主要是以增加Ca2+的溶解度,从而降低结垢的风险。
方法:添加螯合剂、阻垢剂,增加Ca2+的溶解度,使平衡向左移动。
调节pH值
主要是通过添加无机酸,从而提高H+的浓度,使平衡向左移动。化学原理如下:
CO2+H2O<——>H2CO3――――⑴
H2CO3<——>H++HCO3-――――⑵
HCO3-<——>H++CO32-――――⑶
离子交换除碱法
主要是通过降低CO32-的浓度来降低碳酸钙结垢的风险。
硫酸钙结垢预处理的控制方案
离子交换除钙
石灰软化除钙
添加反渗透专用阻垢剂
氟化钙结垢预处理的控制方案
离子交换除钙
石灰软化除钙
阴树脂交换
添加反渗透专用阻垢剂
硫酸锶结垢预处理的控制方案
离子交换除锶
阴树脂交换
添加反渗透专用阻垢剂
硫酸钡结垢预处理的控制方案
离子交换除钡
阴树脂交换
添加反渗透专用阻垢剂
硅酸盐结垢预处理的控制方案
预处理中的过滤
石灰软化
提高进水的温度
提高进水的pH值
添加硅分散剂
二、胶体、颗粒物沉积
胶体、颗粒物污染是比较常见的反渗透系统污染。水中大量存在粘泥、胶体硅、金属的氧化物及有机质等颗粒物,在反渗透系统预处理中可以将源水中的这些污染源控制在一定程度,不致使对系统短期运行造成一定的影响。但由于系统长时间的运行预处理处理效果不理想、预处理反冲洗不彻底、操作人员的日常操作不到位等原因,都会造成系统胶体、颗粒物的污染。
针对胶体污染,通过淤泥密度指数(SiltDensityIndex,SDI)来衡量。SDI数值反应了在规定时间内,孔径为0.45um测试膜片被测试给水中的淤泥、胶体、黏土、硅胶体、铁的氧化物、腐植质等污染物堵塞的比率和污染程度。
测试如下:首先应充分排除过滤池中的空气压力,使给水以30psi的恒定压力通过直径为Φ47mm、孔径为0.45um的测试滤膜后开始测定:首先测定开始通过滤膜的500毫升水所需要的时间T0;在使水连续通过滤膜15分钟(T)后,再次测得通过滤膜的500毫升水所需要的时间T1;在取得以上3个时间数据之后,由此可以计算出该水源的SDI值:
即SDI=(1-T0/T1)×100/T
在实际中,当T1为T0的四倍时,SDI为5;在SDI为6.7时,水会完全堵塞测试膜,而无法取得时间数据T1,在这种情况下需要对反渗透预处理系统进行调整,使其SDI值降至5.0以下。SDI值不能反应完全反渗透系统的污堵情况,因为SDI仪测试是死端过滤,而反渗透系统是错流过滤。
为了防止反渗透系统胶体污染,我们要求进水SDI值小于5(最好是小于3),这样有利于系统长期安全运行。
降低反渗透进水胶体、颗粒物污染最有效的方法:
合适的预处理(锰砂过滤、多介质过滤、活性炭过滤、超滤、微滤等等);
添加胶体分散剂;
系统预防性的清洗;
三、微生物的污染
自来水一般通过控制余氯来抑制微生物的滋生,但是余氯有较强的氧化性,它能使反渗透膜表面氧化,影响膜的寿命和产水水质,因此反渗透系统运行对余氯要求非常严格(<0.1),这给微生物的生存繁殖提供了有利的环境。微生物生长及排泄出的酸性粘泥会堵塞膜的微孔,致使压差上升,给系统的安全运行埋下了严重的安全隐患。
微生物的污染也是最常见的污染,经过大量的元件解剖及污染物分析实验,大多数污染是由微生物的繁殖引起的。
微生物污染过程主要有以下阶段:第一阶段腐殖质、聚糖至于其他微生物代谢产物等大分子在膜面上的吸附,形成具备微生物生存条件的生物膜;第二阶段进水微生物中黏附速度快的细胞形成初期黏附过程(生物膜生长缓慢);第三阶段后续大量菌种的黏附,特别是EPS(细胞聚合物,ExtracelluarPolymers.它黏附在膜面上的细胞体包裹起来,形成黏度很大的税和凝胶层,进一步增强了污垢和膜的结合力)的形成,加剧了微生物的繁殖和群聚;第四阶段生物污染的最终形成阶段,生物膜的生长和脱除达到平衡。造成膜的不可逆的堵塞氏过滤阻力上升,膜通量下降。
抑制反渗透系统微生物繁殖的方法:
反渗透进水微生物的控制。通过源水的菌藻控制(一般通过控制余氯),尽量减少预处理的死角,防止微生物繁殖;
反渗透系统微生物控制。通过连续式或间歇式加入非氧化性且对膜没有影响的杀菌剂,可以有效地控制和杀死反渗透系统滋生的微生物,再通过浓水将其带出系统。
四、化学污染
化学污染是指进水中某些物质与膜面发生化学反应,从而引起沉积、沉淀以及膜表面的非常规老化,使膜表面发生污染或使膜的性能变差。
常见的情况有:预处理时絮凝剂选用不当;运行时阻垢剂的选用不当;清洗时清洗药剂选用不当;预处理控制不严格,致使进水中带入对膜有危害的物质(如:余氯的超标导致膜面活性层的氧化)。
【关键词】微生物学 改革 探索
【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)03-0242-02
现代生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,因此21世纪被誉为是生命科学的世纪,而微生物学已贯穿整个生命科学领域,是生命科学各专业的重要基础课程和主干课程之一,是遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程、酶工程、发酵工程等理论及其实验课程的基础。因此,如何培养适应新世纪发展需要的创新型人才和服务型人才,成为该课程所面临的重要的现实问题。为了实现这一目标,适应科学技术的发展的需要,全面培养学生的动手实践能力,微生物的教学改革势在必行。笔者通过多年来的教学经验以及查阅大量的相关资料,将改革的方式成功的运用到教学中来,极大地激发了学生的学习兴趣,提高了教学的质量,利于学生对知识内容的理解和掌握,受到学生的一致好评,为培养优秀的服务型人才打下坚实的基础。
1.模块化、项目化教学
1.1 选用合适教材
教材是连接学生与教师之间的桥梁,是丰富知识理论的载体,一本合适的教材,可以在很大程度上提升教学的质量,激发学生求知学习的欲望。因此,选择具有系统性、科学性、合理性的教材是确保教学质量的关键。目前,国内关于微生物教学方面的教材版本繁多,侧重点各有不同。我院根据人才培养方案的设计,以及经过大量的社会考察调研活动,并结合社会发展的需要,最终选定李丹丹等在中国医药出版社出版的全国医药高等职业教育药学类规划教材《微生物学基础》(第二版),该教材集必备知识、实用讲义、实训预习、实训报告、实训评价为一体,内容新颖,重难点突出,适合我院生物技术专业理论教学的要求。
1.2 模块化、项目化教学
教学内容的改革是教学改革的核心。微生物学是贯穿整个生命科学领域的基础学科,与其他课程相互融合相互渗透,因此,如何避免与其他课程的重复,同时又可为后续知识学习提供良好的衔接变得尤为重要。我们以系统性、基础性作为出发点和立足点,以新进展、新技术和实用性为主体,将内容设计上安排了五大教学模块:预备知识、镜检技术、消毒灭菌技术、微生物培养技术、岗位应用。五大模块的设计呈逐步深入式,侧重于对技术的掌握,基础知识的运用,为培养技术型人才提供有力的保障。同时,具体将五大模块划分为17个项目,包括概述微生物、显微镜观察各类微生物形态、染色制片技术、化学消毒剂、杀菌剂和防腐剂、物理消毒灭菌技术、微生物的营养、微生物的人工培养与技术、GMP中微生物控制岗位、菌种岗位、微生物鉴定岗位、QA中的菌检岗位、微生物发酵生产岗位、药物体外抗菌岗位、无菌产品生产岗位、免疫制品的生产和质量控制岗位、血清学检测岗位等。这些模块化、项目化的教学方式,有利于培养专项人才,使学生可以有侧重点的针对医药企业岗位的需求,对于知识的掌握和了解得到有效的保障。实践证明,我们为江苏恒瑞医药有限公司以及扬子江药业集团培养了大批一线抗生素药物的生产员工以及微生物鉴定岗位和QA菌检岗位的人才,为我们不断采用和深化教学内容提供强大的保障。
2.科学利用现代化教学手段提高教学质量
2.1 合理利用多媒体教学手段
随着各学校硬件及软件设施的逐渐完善,多媒体教学已经成为当代高等院校教学的主要手段之一,多媒体教学课件是授课教师通过查阅大量的教学资料将书本上的知识以多种丰富的形式向学生传输知识的一种有效地的途径,其优势在于可节省大量板书时间,在有限时间内向学生介绍大量知识;同时,多媒体教学能够体现图文并茂、生动活泼的特点,将微观的、描述性的、抽象的内容,变得具体化、形象化。在微生物的课程教学中,可以将人类肉眼无法直接可见的微生物世界通过图片、动画等形式展示给学生;利用教学视频,使学生能够轻松掌握接种、纯种分离等实验步骤,为后续实验打下基础。这些方式可以有效地将微观世界生动形象地展现在学生面前,使一些抽象微观的结构具体化,复杂生理活动简单化,生动化,激发了学生的学习兴趣和求知欲望,对学过的知识形成整体认识,培养学生的综合思维能力。
此外,多媒体课件可反复回放教学内容,起到加深、巩固、再学习的目的,也可以通过在制作课件时设置超链接对前后彼此联系的内容进行链接,对一些案例事件和视频进行超链接,加深对知识的掌握以及调动学习的热情。这一优势在“抗生素发酵”这章内容中体现得尤为明显,通过多媒体教学将复杂的抗生素发酵以网络途径彼此连接,使学生了解抗生素发酵的过程,链接微生物的代谢途径,掌握每条代谢途径线路的特点及在生产实际中应用,从而为发酵工程在医药企业的实际应用奠定基础。
金黄色葡萄球菌是个常见的杀手
金葡菌在显微镜下看起来呈葡萄串状,在培养基平板上散发金黄色的美丽光泽且为球形凸起,因而得名。它是食品中较常见的一种致病菌,是个美丽的杀手。
金黄色葡萄球菌在自然界中分布很广,空气、水、灰尘及人和动物的排泄物中都可找到它,健康人的鼻腔中也含有。因而食品受其污染的机会很多。
它还是最常见的化脓性球菌之一,经常是通过化脓性炎症的人或带菌者接触食品后使食品污染,所以食品生产线上不允许有手受伤感染的操作工直接接触食品。水饺、馄饨、汤圆这类包制的速冻食品,从原材料到加工、包装、运输过程中,如果卫生条件控制不严都可能造成金葡菌污染。金黄色葡萄球菌生长温度在6.5℃~46℃之间,但在速冻食品中它也能存在,甚至能在冰冻环境下生存,不过它最适温度为30℃~37℃,在温暖的环境中它繁殖很快,在很干燥的条件下仍能存活。在一些营养丰富而又未经加热的食品中,尤其是牛奶、肉、蛋、鱼类、奶油蛋糕、冰淇淋,金葡菌极易繁殖,在剩饭剩菜中生长也很快。
金黄色葡萄球菌
对人体有什么危害?
金葡菌分泌的肠毒素是致病的根源,常规烹饪等处理方式不能破坏肠毒素。所以,被金葡菌污染的食物,通常在20℃~30℃下放置3~5小时,就开始产生足以引起中毒的肠毒素。人吃了这种肠毒素,2~5个小时就会有呕吐、腹痛、腹泻等中毒症状。
近年来,由金葡菌引起的食物中毒很多,成为世界性卫生难题,主要难在金葡菌污染广,难以杜绝。美国疾病控制中心报告显示,目前,由金黄色葡萄球菌引起的感染占第二位,仅次于大肠杆菌。而且金葡菌要在80℃时加热30分钟才被杀死,而其产生的肠毒素则要在100℃下加热2个小时才能被破坏。因此,如果速冻食品中含少量的金葡菌,一般烧煮便可杀死,但是一旦产生肠毒素就要长达2小时的时间烧煮才行,但水饺不可能煮2个小时。有些不经加热直接食用的食品一旦染菌,很容易引起食物中毒。所以,关键是要防止肠毒素的产生,一般来说,食品存放的温度越高。产生肠毒素的时间越短,如在20℃~37℃下产生肠毒素需3~8个小时,而在5℃~6℃时,18天才会产生肠毒素。此外,食品受金葡菌污染越严重,越容易产生肠毒素。不过,速冻食品在控制金葡菌数量上有得天独厚的优势,因为速冻食品的生产、储藏、运输过程的温度远低于适宜金葡菌生长及毒素产生的温度。
速冻水饺比手包制的水饺更安全
有传言说:“既然速冻水饺不安全,还不如自己在家亲手包制水饺呢!那样才安全。”综合前面所提到的,金葡菌在自然界中分布十分广泛,生长温度在6.5℃~46℃,即使自己在家中包制水饺,受到金葡球菌污染的风险仍然很高。而速冻的水饺,无论是生产、储藏还是运输,由于一直处于冷链之中,大大降低了金葡菌的生长繁殖速度以及延缓了毒素的产生。从这方面来说,速冻水饺比手包制的水饺更安全。
《速冻面米制品》新国标
是否倒退?
在多家速冻水饺遭遇金葡门后,卫生部公布了《速冻面米制品》新国标,却因将金葡菌含量中“不得检出”改为“有限检出”而遭质疑。
原国标规定金葡菌“不得检出”,是采用一个样品检测来判定产品微生物污染情况,这种采样方案和限量规定不能全面、真实地反映产品微生物污染状况,与国际上食品中微生物控制和管理方式有明显差距。新标准将金葡菌用多个样品定量检测结果进行综合判定,不以一个样品检验结果判定该批产品是否合格,更加符合国际食品微生物采样检测要求,是科学合理的。因而,“新标准比老标准要求低”的说法是误读。
如何防范金黄色葡萄球菌中毒?
1.要防止金葡菌污染食品
除了食品工厂人员要控制污染外,一般消费者也要注意,特别是家里掌勺的家庭主妇,如果不小心手被割破或受伤感染,就不要下厨了,切记“轻伤也要下火线”,尤其不要接触直接入口的食物。
2.防止金葡菌肠毒素的产生
应在低温和通风良好的条件下贮藏食物,以防金葡菌肠毒素形成。在气温高的春夏季,食物即使放在冷藏或通风阴凉处也不能超过6小时,且食用前要彻底加热,对于不能加热的食品要注意新鲜度和冷藏,严防污染。
关键词:核岛设备;冷却水系统;水质控制
中图分类号:TB
文献标识码:A
doi:10.19311/ki.1672-3198.2017.16.103
核电站是我国经济的重要组成部分,冷却水形系统则是促进设备正常运行的关键。基于这一点,企业应重视核岛设备冷却水系统的水质控制,尤其是针对腐蚀和结垢。核岛设备运行复杂,冷却水系统的水质问题始终是我们重点探讨的问题,文章从这一角度出发,对该问题进行细致的分析。
1 核岛冷却水系统水质问题分析
核岛冷却水系统在运行过程中,会由于热量交换能力降低,出现水质污染严重的问题。设备结垢和腐蚀是常见现象,为进一步了解决这一问题,我们对设备结垢的原因进行分析。
1.1 结垢
结垢的主要因素是循环水在长期使用中出现的水变质而导致的过饱和,水中会有大量的晶核析出。当晶核足够大时就会吸附于换热器的表面,其中主要影响因素包括水温、水流速、水质和换热的温差。具体过程为:循环水运行过程中,会吸收一定的热量而出现挥发,使微生物的浓度提高,这样其吸附能力和结垢可能性提高。另外,在补充水时,水质盐碱度、硬度以及pH值,都对循环水的饱和状态具有一定的影响,并且pH值越高,系统循环水就越容易饱和,越容易结垢。组成核岛设备冷却水水垢的主要成分是由碳酸钙、碳酸镁等微溶解度盐组成,这是由于这部分盐的溶解度会随着水温的升高而降低。水垢的附着率与循环水的流速呈反向相关,通常水流速越慢,越容易沉淀和结垢。水流速度足够快时,对污垢具有一定的冲击力,减缓其附着能力。
1.2 腐蚀
核岛设备冷却水腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。判断其是否发生腐蚀可以通过测试水的监督、硬度或者浊度来完成,腐蚀主要分为点蚀、溶解氧腐蚀和微生物腐蚀等。点蚀是由于天然水中所含的氯离子,该离子为阴性并且具体较高的极性,能够介质穿透金属表明的预制膜,从而造成点蚀。点蚀严重的地区通常都为死角或者通道具有较大的变化的情况,温度对氯离子具体较大的诱惑作用,温度是化学反应的重要因素,当水中含有氯离子,则温度将影响腐蚀,并且呈正相关。也就是温度越低,腐蚀的程度越低,高温则会增加设备被腐蚀的概率。
溶解度腐蚀是源于冷却系统的结构,在核岛设备设计上,水系统多设计为敞开式结构,水在冷却塔内出现喷洒,溶解度将受到影响而提高,进而加大对设备的腐蚀程度。溶解度腐蚀在划分上属于电化学腐蚀,这是由于金属的电极电位为低氧的电位,电化学腐蚀在检测时往往会在热交换器上出现褐色或者红褐色的鼓包,腐蚀产物不断的增加导致设备的性能下降,这也是除去溶解度腐蚀后出现坑陷的主要原因。金属铁腐蚀后,会产生大量的亚铁离子,属于不稳定化学物质,并且能够与其余的游离物质结合,造成再次的腐蚀。微生物腐蚀则是一种类似颠覆式的局部腐蚀现象,微生物是在长期的水垢、水温升高滋养出来的。微生物中包含大量的细菌、藻类等原发性生物,对设备造成影响。此外,冷却水系统还容易出现菌藻污泥,使微生物快速繁殖,并且由于设备为敞开式结构,因此光合作用促进了腐蚀过程。藻类死亡产生微生物和腐烂物质,加速腐蚀过程。粘泥影响热传递,导致设备性能下降。
2 循环冷却水系统控制方法
根据冷却系统的具体运行,确定水质的控制目标,并制定具体的控制方法。其中主要控制项目包括冷却循环系统中水的pH值、盐度、咸度、浊度、亚铁离子浓度以及氯离子浓度等。针对结垢和腐蚀采取不同的控制方法,具体分析如下。
2.1 结垢的控制方式
对结垢的控制主要是降低其浊度,并严格控制补给水的盐度等基本参数,使其水质满足基本要求。增设旁滤装置,对水中的杂质进行控制,旁流量通常为循环水量的3%左右。通过控制提高水流速度,降低水流温度,一般要求水流速要在0.8~1.2m/s。控制水中的pH值,可以通过加酸或者输入二氧化碳的方式来降低pH值,防止水的碱性过高。可以针对性的使用除垢剂,正确选择浓缩倍数,设计工艺流程,有效的进行循环水冷却水结垢处理。
我公司根据目前的冷却水系统水质情况,安装了自动加酸装置,向循环冷却水中投入硫酸,降低水的pH值,当然要控制酸的加入量,以防止检测过敏,同样造成腐蚀。可以通过在硫酸储罐中加入一日量加酸罐作为过渡,这样就可以正确的控制加入酸的量。为了监测腐蚀状况,我公司还将循环水挂片作为抗腐蚀的方法,取得了不错的效果,将碳钢挂片腐蚀率控制在要求之内,并且远低于国家标准。
2.2 腐蚀的控制方法
根据我公司腐蚀的特点,笔者提出四种控制腐蚀方案,其中包括pH值控制,氯离子控制、微生物控制和含氧量控制等。将根本上进行水质控制,制定控制标准并严格执行,将pH值控制在合理的范围内,对于腐蚀而言,适当增加pH值则可以降低腐蚀速率,使水质自然升高,但是过高则会增加结垢的几率。以此,同样需要加入浓硫酸来控制水的pH值。由于水在冷却塔内喷洒曝气,导致其氧溶解度极大的提高,在温度和压力下,氧的饱和浓度过高,进而对设备造成腐蚀。我公司在工艺装置区间进行冷却水系统腐蚀测试,发现该部分设备的腐蚀程度较高,因此有必要降低曝气,控制氧的含油量。可以控制循环水越过冷却塔而使用旁通管道的方式,使溶解度得到控制。
腐蚀是常见现象,可以通过适当的方法控制,但是无法完全消除,此时需要适量的药剂来进行腐蚀控制,我公司所采用的腐蚀剂主要为锌盐和聚磷盐酸,具有效果好,成本低等特点。两种方法同时使用具有除垢和抗腐蚀两大作用,单独使用锌盐效果不是十分理想。磷酸离子对微生物的滋长具有促进作用,而常用的锌盐就是由硫酸锌和氧化锌两种,实践证明,锌盐的防腐蚀性并不高,因此常常需要与其他有效的缓蚀剂联合使用。并且新金属具体一定的毒性,对于生物的生长具有影响,可造成严重的环境污染,因此对于使用后的排污要进行必要的处理,或尽量减少锌金属的使用。
2.3 生物菌藻类污泥控制方法
在生产过程中,我们可以使用氧化杀菌剂和非氧化杀菌剂进行生物杀菌,交替使用则可以降低微生物的抗药性、在生产过程中,非氧化杀菌剂是由另种药物交替使用来控制生物菌藻,夏季温度高,光照条件较好,可以将其暴露于空气中,降低腐蚀,进而提高质量。冬季则适当的降低频率。氧化剂为主,需要每天加一次,而非氧化剂每月加一次即可。当然还可以根据季节或者温度的不同进行分配和调整,上文已经进行了详细的分析。氧化性杀菌剂的使用,主要目的是在于防止微生物过多而产生粘泥或者形成污垢、腐蚀。
3 总结
核电厂是我国主要的发电方式之一,冷却水系统的水质对其发电效果具有一定的影响。在核电工程中,冷却水系统负责为发热装置提供冷却水。因此,在整个过程中,保持冷却水系统内的水质是主要任务之一,在实际生产中,应认真观察水质,加强日常监测。根据水质的基本情况,进行综合处理,切忌单一的处理方式,腐蚀和结垢往往是相对的,要在完成处理任务的前提下,尽量降低成本。对后期生产则分析原因,调整冷却水系统的结构,保证水质。
参考文献
[1]蒋大东.核岛设备冷却水系统水质控制措施优化[J].科技世界,2016,(13).