1、廣泛存在于能源化工領(lǐng)域的換熱設(shè)備微生物污垢問題影響因素眾多，形成機(jī)制復(fù)雜，而目前的抑制或減輕微生物污垢的手段和方法有限，大多難以達(dá)到徹底根除微生物污垢的目的。表面改性技術(shù)為減輕換熱設(shè)備表面冷卻水微生物污垢提供了新的思路和可能性。本文主要對改性表面在靜置微生物菌懸液中的污垢特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。采用化學(xué)鍍的方法對換熱設(shè)備常用的碳鋼表面進(jìn)行表面改性，制備出具有實(shí)際應(yīng)用價值的Ni-P合金鍍層和Ni-P-PTFE復(fù)合鍍層，測試了鍍層的表面能和孔隙

2、率，利用劃痕實(shí)驗(yàn)和熱淬實(shí)驗(yàn)分析了鍍層與基材的結(jié)合力，利用反復(fù)清洗的方法測試了鍍層的穩(wěn)定性，結(jié)果表明，制備的鍍層表面大多屬疏水性較強(qiáng)的低表面能表面，與基材結(jié)合能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，具備實(shí)際應(yīng)用條件。
　　以冷卻水中常見的鐵細(xì)菌和黏液形成菌為目標(biāo)微生物，開展鍍層靜置的微生物污垢實(shí)驗(yàn)。得出不同工藝參數(shù)下的Ni-P合金鍍層和Ni-P-PTFE復(fù)合鍍層表面質(zhì)量和微生物菌懸液OD值的變化，通過計(jì)算還得出了不同工藝參數(shù)鍍層表面受微生物腐蝕失重量和微

3、生物污垢附著量，分析了鍍層表面能和孔隙率對鍍層腐蝕失重量和微生物污垢附著量的影響;對不同工藝參數(shù)下的Ni-P合金鍍層和Ni-P-PTFE復(fù)合鍍層進(jìn)行了鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)，得到了鍍層表面在鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)后的宏觀形貌和鹽霧腐蝕失重量，分析了鍍層表面能和孔隙率對鍍層耐蝕性的影響。結(jié)果表明，低表面能和低孔隙率的鍍層表面微生物腐蝕失重量、微生物污垢附著量及鹽霧腐蝕失重量相應(yīng)較低，展示較強(qiáng)的抗蝕抑垢能力。
　　針對微生物菌懸液在靜置實(shí)驗(yàn)中濃度不斷變化

4、的情況，采用粘附功等表面理論分析了菌懸液濃度變化對其附著能力的影響。首先，以培養(yǎng)的目標(biāo)微生物菌懸液的原液為基礎(chǔ)，分別配置OD400約為0.2的鐵細(xì)菌茵懸液和OD600值為0.5的黏液形成菌菌懸液;然后，在測量菌懸液OD值隨時間變化的基礎(chǔ)上，利用JC2000C1接觸角/界面張力測量儀，每隔12h測量不同OD值下對應(yīng)的菌懸液表面張力和接觸角;最后，計(jì)算得到不同OD值下菌懸液的粘附功，并結(jié)合菌懸液OD值和其粘附功的關(guān)聯(lián)變化分析了微生物污垢的形

5、成過程。
　　采用電化學(xué)工作站測量了兩種鍍層的極化曲線和交流阻抗譜，分析了鍍層在微生物菌懸液中的電化學(xué)行為。通過分析鍍層表面在微生物菌懸液中極化曲線的分布，得出了兩種鍍層表面在微生物菌懸液中的耐蝕性，通過分析鍍層總阻抗值隨浸泡時間的變化，探討了鍍層表面在微生物菌懸液中的腐蝕和微生物污垢附著過程。結(jié)果表明，兩種鍍層表面的自腐蝕電流均小于碳鋼，其阻抗值均遠(yuǎn)大于碳鋼表面，利用鍍層表面可以很好地阻止碳鋼基材的腐蝕發(fā)生，在所制備的兩種鍍層中