خوردگی میکروبیولوژی و نحوه کنترل آن

مقدمه

میکروارگانیزمها در همه جای طبیعت یافت می شوند. آنها در هوا، آب و خاک پراکنده اند و نقش مهم و حیاتی در تندرستی انسانها و جانوران دارند. بسیاری از میکروارگانیزمها سودمند هستند، در حالی که برخی دیگر بیماری زا می باشند.

فعالیت و زندگی میکروبی بر فرآیند بسیاری از صنایع موثر می باشند. برای مثال، باکتری زوگلوئل در لجن فعال شده و در تصفیه خانه های پساب، سودرسانند. آنها لجن (لرد) پلی ساکاریدها را می سازند که به دیگر باکتریها یاری گوارش مواد آلی را می دهد وگرنه این مواد آلی وارد جریان آب دریافت کننده پساب شده و باعث آلودگی می گردند. برعکس، میکروارگانیزمهایی هستند که در آب دستگاه خنک کن وجود دارند که می توانند اثرات بدی بر بازده بهره برداری از طریق خوردگی و رسوبدهی ایجاد نمایند. در این بخش مشکلات ناشی از میکروارگانیزمها در مورد خوردگی آهن مورد بحث قرار خواهند گرفت. و از آنجا که آب برجهای خنک کن شرایط مناسبی برای رشد این موجودات می باشند دردسرها و اشکالات ناشی از آنها و روشهای به کار رفته جهت کنترل آنها نیز بیان خواهد شد.

میکروارگانیزمهای آب خنک کن

میکروارگانیزمها از دو راه وارد دستگاه خنک کن می شوند. آنها یا از طریق آبرسانی (آب ورودی) به برج و یا از طریق هوائی که از میان برج خنک کن می گذرد وارد سیستم می شوند.

جلبکها، باکتریها و قارچها سه میکروارگانیزم مهم می باشند که در آب برجهای خنک کن یافت می شوند. اطلاعات کلی درباره این میکروارگانیزمها و خصوصیات هریک از آنها و اثرات نامطلوب آنها در دستگاه های خنک کن را به شرح زیر به آگاهی می رسانیم:

جلبکها

برای رشد جلبک سه نیاز اصلی وجود دارد: هوا، آب و آفتاب. حذف هر کدام از این سه نیاز مانع رشد جلبک می شوند. سکوی پخش و دیواره های جانبی برج خنک کن هر سه نیاز را دارا بوده و محیط مناسبی برای رشد فراهم می سازد. جدول 1 برخی از دسته های کلی جلبک های یافت شده در برج خنک کن، دما و PH لازم برای رشد آنها را نشان می دهد. جلبکها اکسیژن ساز هستند که می توانند واکنش خوردگی را غیرقطبی نموده و خوردگی دستگاه را تسریع نمایند. جلبکهای سبز- آبی مانند نوستوک و آنابااِنا قادرند ازت هوا را استخراج نموده و به ترکیبات دیگر تبدیل نمایند. ضمناً تثبیت ازت توسط جلبکها سبب تجزیه سریع بازدارنده های پایه نیتریت می شود. دیاتومه ها سبب انباشتگی سیلیس شناخته شده اند، زیرا دیواره یاخته آغشته به سیلیس پلیمری شده، اُپالین است (اُپالین سنگی نرمتر و سبکتر از دُرکوهی می باشد.).

جدول 1- شرایط رشد جلبک و انواع گونه های آن

شرایط رشد		مثال	گروه جلبک
PH	ْf دما
9/8 – 5/5	95 – 86	(تک یاخته ای) Chlorella (رشته ای) Ulothix (رشته ای) Spirogyra	سبز
9/8 – 5/6	104 – 95	(تک یاخته لردساز) Amacystis (رشته ای) Phomidium (رشته ای) Osillatoria	سبز- آبی دارای ماده رنگی آبی
9/8 – 5/5	96 – 64	(در رشته های دراز و نازک) Flagilaria (بهم پیچیده) Cyclotella (بیشتر به شکل راست گوشه و نوار) Diatorma	دیاتومه ها (دارای ماده رنگی) قهوه ای و سیلیسم در دیواره یاخته

قارچها

غالباً قارچها را در دسته بندی گیاهان غیرفتوسنتزیک قرار می دهند. تاکنون تقریباً 80000 نوع قارچ شناخته شده است که از شماره جلبکها که 25000- 18000 می باشد، بیشتر هستند.

قارچهای خمیرمایه ای باعث بدرنگ شدن آب و چوب می شوند. جدول 2 خلاصه برخی از مشخصه های مهم زندگی قارچها را نشان می دهد. در جدول مذکور می تواند دید که PH و دمای لازم برای رشد آنها در بیشتر دستگاه های خنک کن وجود دارد.

قارچها کلروفیل ندارند، بنابراین از راه فتوسنتز خوراک نمی سازند و سوخت و ساز آنها از دیگر مواد آلی تامین می گردد. این موضوع بیشتر در برج خنک کن اهمیت دارد، زیرا تقریباً ده درصد قارچها توانایی آن را دارند که از چوب به عنوان منبع غذائی استفاده نمایند و بنابراین می توانند چوبهای برج خنک کن را نابود کنند.

جدول 2 – شرایط رشد قارچ و انواع گونه های آن

مشکلاتی که ایجاد می کند	شرایط رشد		ویژگیها	مانند	نوع قارچ
	PH	ْf دما
پوسیدگی سطحی چوب و لرد باکتری مانند	8-2 بهترین6-5	100- 32	سیاه، آبی، خرمائی رنگ، سبز، زرد، سفید، خاکستری قهوه ای، خرمائی  قهوه ای، صورتی	Aspergillos Penecilium Fusarinm Alternaria	کپک رشته ای
لرد باکتری مانند بدرنگ شدن آب و چوب	2-8 بهترین6-5	100- 32	رشد چرمی یا لاستیکی وار معمولاً دارای ماده رنگی	Torula Saccharomces	خمیرمایه مانند
پوسیدگی درونی چوب	8-2 بهترین6-5	100-32	سفید یا قهوه ای	Poria lenzites	Basisdiomy Cetes

باکتریها

در دستگاه خنک کن گونه های بسیاری از باکتریها یافت می شوند. به طور کلی آنها از نظر شکل ظاهری، دما، اکسیژن مورد نیاز و خوراک لازم به صورت زیر دسته بندی می شوند:

- شکل ظاهری

1- کوکوس (کره ای منحنی شکل)

2- باسیل (میله ای شکل)

3- اسپی ریلوم (مارپیچ شکل)

4- کوما (خمیده ای شکل)

- دمای لازم

1- سایکروفیلیک (سرمادوست Cْ25 – 0)

2- مزوفیلیک (دوستار دمای متوسط Cْ45- Cْ20)

3- ترموفیلیک (گرمادوست Cْ70- Cْ45)

- اکسیژن لازم

1- باکتریهای هوازی: برای زندگی هوا لازم دارند.

2- باکتریهای دلبخواه: بهم با هوا، هم بدون هوا می توانند زندگی کنند، هر چند در هوا میزان رشد آن افزایش می یابد.

3- باکتریهای بی تفاوت: می توانند با هوا و یا بدون هوا زندگی کنند، ولی در نبود هوا بیشتر رشد می کنند.

4- باکتریهای بی هوازی: باید محیط بدون هوا باشد تا بتوانند زندگی کنند.

- خوراک لازم

1- باکتریهای خوراک خودکار: انرژی لازم را از اکسید شدن مواد کانی به دست می آورند.

2- باکتری های خوراک گوناگون: انرژی لازم را از ماده خام کانی و آلی به دست می آورند.

3- باکتریهای خوراک انگلی: انگلهایی هستند که خوراک خود را از مواد آلی زنده به دست می آورند.

4- باکتریهای مرده خوار: زندگی آنها بستگی به مواد مرده و پوسیده دارد.

بخشی از مهمترین باکتریهایی که در دستگاه خنک کن یافت می شوند در جدول 3 دیده می شود. این جدول همه چیز را در برندارد، ولی مثالهای جمعیت آنها و ویژگیها و اشکالاتی را که در دستگاه خنک کن باعث می شوند، نشان می دهد.

جدول 3- شرایط رشد باکتریها و انواع گونه های آن

مشکلاتی که ایجاد می کنند	شرایط رشد		نمونه	نوع باکتری
	PH	ْF دما
لرد باکتری زیادی درست می شود.	8-4 بهترین4/7	104-68	Aerobacter Aerogenes Flavobacteriom Proteus Vulgais Psudomonas Aeroginosa Serratia Alcaligenes	هوازی غلاف دار
لرد باکتری (برطرف کردن سپور درست شده دشوار است)	8-5	104-68	Bacillus Mycoides Bacillus Subtilis	هوازی سپورساز
گوگرد یا سولفور به جوهر گوگرد اکسید می شود	6-6/0	104-68	Tiobacillus Thio o xdans	هوازی گوگردی
زیرلرد هوازی رشد می کنند هیدروژن سولفوره می سازند و باعث خوردگی می شوند.	8-4	104-68	Desulfuricoms	بی هوازی احیاء کننده سولفات
ته نشین هیدرات فریک مانند غلافی گرداگرد یاخته را می پوشاند. لرد پرحجم می سازد.	9/5-4/7	104-68	Crenotrix Leptotrix Gallionella	آهن

* معمولاً همه این باکتریها در دمای حدود Fْ104-68 رشد می کنند و در بعضی شرایط برخی از گونه ها در دمای Fْ158-40 رشد می نمایند.

به طور کلی رشد میکروارگانیزمها بستگی به شرایط فیزیکی (درجه حرارت، PH، نور آفتاب، فشار و...) و مواد غذائی (آب، CO₂، نیتروژن، فسفر و...) دارد.

غالباً رشد میکروارگانیزمها با افزایش درجه حرارت زیاد می شود. در محیط های مختلف میکرو و یا ماکروارگانیزمها قادرند شرایط زندگی خودشان را با درجه حرارت آب وفق دهند. مطلوب ترین درجه حرارت برای بیشتر میکروارگانیزمها بالاتر از Cْ10 می باشد و برای ارگانیزمهای آب و خاک Cْ35-Cْ25 مطلوبترین درجه حرارت است.

PH آب تاثیر عمده ای بر رشد میکروارگانیزمها ندارد. برای باکتریهای SRB بهترین شرایط PH برابر 7 می باشد. البته باید توضیح داد که تاثیرات میکروب کشها با تنظیم PH بسیار بهبود می باشد.