再生水板式換熱器微生物污垢熱阻的預測

1 概述

再生水換熱設備污垢嚴重是污水源熱泵面臨的關鍵問題之一

。由城市污水處理后的再生水，仍然含有大量微生物、有機污染物和懸浮物，易在流經換熱設備表面時產生大量微生物污垢，降低換熱設備的換熱效率，增大流動阻力，嚴重影響換熱系統的安全和經濟運行。

Kern等人

建立了污垢熱阻模型，認為污垢熱阻隨時間的變化是由沉積率與剝蝕率兩部分疊加，這就是著名的Kern-Seaton模型，此后的大多數污垢模型是基于這一模型發展的。但是微生物具有活性，問題就變得更為復雜。曹生現等人

基于微生物生長動力學模型建立了工業循環冷卻水系統中管殼式換熱器微生物污垢的傳熱傳質模型，得到了水質參數與微生物污垢的關聯關系，并驗證了該模型的準確性。徐志明等人

將Capdeville生物膜增長體系引入Kern-Seaton模型，建立了新的微生物污垢熱阻模型，認為微生物污垢的沉積率由活性生物量的累積率和非活性生物量的累積率兩部分組成，并采用鐵細菌和管式換熱裝置對模型進行了實驗驗證。結果表明：除誘導期外，新的微生物污垢熱阻模型的計算數據和實驗數據的相對誤差小于20%。Chen等人

將污水處理廠的鐵細菌和硫酸鹽還原細菌進行分離和培養，在500 mm×60 mm×50 mm的不銹鋼流道中進行了微生物污垢的生長實驗，實驗結果表明微生物污垢在7～8 d逐漸達到平衡狀態。

文孝強等人

搭建了光管污垢實驗系統，測量了管壁溫度及出入口溫度等參數，以3組管壁溫度、出入口溫度作為預測模型的輸入變量，以污垢熱阻作為預測模型的輸出變量，利用偏最小二乘算法擬合出污垢熱阻預測方程。……