Biofilmer och mikrobiell korrosion - besvärande för fjärrkylenät?

Bakgrund • Frågade fjärrvärmerepresentanter september 2000 om

erfarenheter av problem med mikrobiell korrosion

• Roland Jansson (Birka Energi): "Fjärrkyla!"

• Fjärrkylevatten strax under 6 ºC - ca 16 ºC extra gynnsamt

• Fjärrkyla av nytt datum; Mälardalens Energis anläggning i Västerås färdig 1992

• Brist: Hanteringsrutiner och riktvärden för att motverka MIC inte

fastställts.

• Avtal mars (maj) 2001 Fjärrvärmeföreningen • Försöka bedöma om problem föreligger och i så fall komma fram

till lämpliga hanteringsrutiner och riktvärden

Teori

• Biofilmen kan skapa en miljö som kraftigt avviker från miljön utanför

biofilmen. • Bakterierna angriper i sig själva inte materialytan, men kan skapa en miljö

som gynnar korrosion, mikrobiell korrosion (MIC). • Även om biofilmen inte skapar gynnsamma förutsättningar skapar de en

isolerand miljö som hämmar värmeöverföring, vilket är ogynnsamt för exempelvis värmeväxlare

• Vanligen pH 4-9, 10º- 50ºC, lågflödande region. • Stryktåliga: Skyddande biofilmer och sporform • Kolstål, rostfritt stål, Al- och Cu- legeringar • Sulfatreducerande bakterier (SRB)/ kolstål: • Vattenanalys opålitlig. Biofilmanalys! Hur stor är risken för att biofilm bildas i fjärrkylenät och hur stor är risken

för efterföljande MIC?

Biofilm: Samling av bakterier av olika slag, sammanbundna med varandra och med materialytan genom sina polymerer

Tillvägagångssätt Exponering av prover i bypass-koppling Etapp 1. Undersöka om mikrobiell förekomst i två anläggningar med olika processvattenkvalitéer • Exponera prover 1-2 månader • Analysera ev. biofilm med avseende på mängd och typ av bakterier

Etapp 2. Tillväxt av biofilm och korrosion för kolstål i sex anläggningar med avvikande processvattenkvalitéer • Exponering av kolstålsprover, och då i olika perioder upp till ett år.

• Efter exponeringstidens slut analyseras proverna med avseende på

beläggningar, typ av korrosion och viktsförluster.

• Mätresultaten jämförs med anläggningarnas vattenkvalitéer, varvid rekommendationer för att minimera biofilmbildning och mikrobiell korrosion utformas.

Anslutning av exponeringscylinder Version 1 (Etapp 1)

Inflöde till exponeringscylindern

Utflöde (till slask)

Flödesmätare

Exponeringscylinder Version 1 (Etapp 1)

En av åtta skruvar (med anslutna provkuponger)

Skruv med provkupong Version 1 (Etapp 1)

Provkupong

Plastskruv

Anläggningar, etapp 1 Hammarbyverket (H): Spädmatas med vatten från fjärrvärmeverket (avgasat, avsaltat, alkaliserat), returvattnet ca 13.5 ºC Värtaverket (V): Främst spädmatats med kommunalt dricksvatten (avgasat, ej avsaltat eller alkaliserat), returvattnet ca 16 ºC Provcylindrarna anslöts 28/6-2001, Bortkoppling 16/8-2001 Resultat, etapp 1 Provkupongerna hade belagts med en biofilm över hela ytan (både H och V) Angreppen på kupongerna i Värtaverkets provcylinder tydliga Angreppen på kupongerna i Hammarbyverkets provcylinder knappt märkbara Halt av livsdugliga SRB i biofilm: Hög i Värtan, låg i Hammarby

Tillflödesvattnet (cm-3) Biofilmen (cm-2) Totalt Livsdugliga Totalt Livsdugliga

Nutrient Plate Malt SRB Nutrient Plate Malt SRB V 9.106 260 150 <10 2 140.106 37000 20000 230 33 H <0.7.106 46 34 <2 0.1 170.106 570 1200 <160 <10

Anläggningar, etapp 1 Hammarbyverket (H): Spädmatas med vatten från fjärrvärmeverket (avgasat, avsaltat, alkaliserat), returvattnet ca 13.5 ºC Värtaverket (V): Främst spädmatats med kommunalt dricksvatten (avgasat, ej avsaltat eller alkaliserat), returvattnet ca 16 ºC Provcylindrarna anslöts 28/6-2001, Bortkoppling 16/8-2001 Resultat, etapp 1 Provkupongerna hade belagts med en biofilm över hela ytan (både H och V) Angreppen på kupongerna i Värtaverkets provcylinder tydliga Angreppen på kupongerna i Hammarbyverkets provcylinder knappt märkbara Halt av livsdugliga SRB i biofilm: Hög i Värtan, låg i Hammarby

Tillflödesvattnet (cm-3) Biofilmen (cm-2) Totalt Livsdugliga Totalt Livsdugliga

Nutrient Plate Malt SRB Nutrient Plate Malt SRB V 9.106 260 150 <10 2 140.106 37000 20000 230 33 H <0.7.106 46 34 <2 0.1 170.106 570 1200 <160 <10

Lock

Exponeringscylinder

Utflöde

Flödesmätare

Provkuponger (sittande på särbara plastenheter)

Inflöde

Etapp 2 • Exponeringscylinder version 2 anslöts i månadsskiftet maj/juni 2002 till fyra

olika fjärrkylenät i Stockholmsregionen. • Planerat att avlägsna tre prover åt gången vid fyra tillfällen under den tid som

exponeringscylindern sitter ansluten, ca 1 år. • Det första avlägsnandet av exponerade prover skedde i slutet av oktober

2002. • Vissa analyser av de avlägsnande proverna kommer ej att vara avslutade vid

tillfället för matarvattenkonferensen, men de resultat som då finns tillgängliga kommer att presenteras under föredragningen.