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學院食品安全專家技術團隊打造的第三方食品安全檢測及技術服務機構。中農孚德專注于生物安全檢測技術領域,包括農產品、食品以及加工設備和環境的相關微生物衛生指標的檢測及研究,同時開展生物技術在快速檢測領域中的研究與應用。中農孚德同時是“中國食源性微生物檢測技術創新戰略聯盟”常務理事單位、“首都科技條件平臺檢測與認證領域中心”成員單位。
中農孚德在北京和武漢分別建有專業的生物安全檢測實驗室及熱力殺菌驗證實驗室,均具備檢驗檢測機構資質(CMA)、并獲得中國合格評定國家認可委員會(CNAS)的認可和國際實驗室認可合作組織(ILAC)成員間的國際互認。
實驗室概況
中農孚德目前在北京和武漢共設有3處固定實驗室和兩處移動實驗室:微生物檢測實驗室取得資質認定和實驗室認可的領域包括食品、食品接觸材料及器具、飼料、生活飲用水等;快速檢測產品研發實驗室可以完成膠體金免疫技術、化學發光免疫技術、酶聯免疫技術、熒光偏振免疫技術、量子點熒光免疫等方面的技術以及產品研發。另外,中農孚德還擁有一輛嚴格按照國家微生物檢測標準、自行研發設計改裝并取得實驗室認可(CNAS:L8135)的檢測車(“食品安全移動實驗室”),可提供現場無菌取樣檢測和快速檢測服務;熱加工驗證實驗室配備國際最先進的無線溫度驗證系統,可對食品生產、加工、運輸、貯藏各個環節涉及的殺菌等控溫關鍵控制點進行驗證并提供數據分析及優化解決方案。
服務范圍
中農孚德致力于為食品及農產品生產、加工、銷售及餐飲企業和各級食品安全監管部門提供食品安全控制管理及監控方面的全方位服務,主要包括三大服務領域:其一,食品安全衛生監控與驗證,包括食品及農產品相關加工環節環境、人員、設備設施、原輔料及成品等的微生物衛生指標的抽樣及檢測,并提供衛生控制體系設計及相關解決方案等;其二,食品安全管理技術推廣與應用,包括食品安全技術服務體系的建立、運行、優化、培訓等,國外相關法規的咨詢以及注冊,無菌罐裝系統無菌驗證,農業種養殖環境的修復與治理,小龍蝦質量保障體系的建立與監控等;其三,食品安全快速檢測研發與驗證,包括抗生素、農藥殘留、真菌毒素、違法添加物、塑化、維生素等膠體金檢測卡和酶聯免疫試劑盒的研發與應用,以及相關產品的性能驗證與評價、抗原抗體的篩選優化及評價。
實驗室的主要特點和優勢
近年來,食品安全已經被廣泛認定為重大、甚至最重要的民生問題之一。除了“民以食為天”的傳統觀念外,這幾年食品安全事故頻發也成為各界重視和關注這一問題的重要原因。食品生產、加工、運輸、貯存、銷售和烹調等環節都有可能潛藏著安全危機。作為專注于食品安全檢測技術領域的第三方檢測服務機構,中農孚德在各地按照統一的設計標準建設專業微生物檢測實驗室,北京和武漢的實驗室占地面積分別為350平方米和290平方米,設有樣品間、準備間、天平室、無菌間、霉菌間、培養間等。實驗室定期參加國內和國外權威機構組織的能力驗證和測量審核,保證檢測結果的準確性和權威性。實驗室人員全部經過嚴格的內部、外部培訓和定期考核后持證上崗。
移動實驗室
中農孚德配備有按照國家微生物檢測標準設計改裝的“食品安全生物檢測車”,并已取得實驗室認可證書(CNAS)。中農孚德針對檢測需求,按照國家微生物檢測標準、自行研發設計改裝的“食品安全移動實驗室”(檢測車)可以實現現場抽樣和現場快速檢測,與公司專業采樣團隊和微生物檢測實驗室配合協作,可提供及時專業的上門無菌取樣和其他現場檢測服務。
中農孚德食品安全生物檢測車的優勢與特點:車載必備微生物檢測設備(如空氣凈化系統、高壓蒸汽滅菌鍋、生化培養箱、均質器、水浴鍋等),完全符合國家標準且拆卸方便,可與固定微生物檢測實驗室配合作業;隨時可用于水質檢測,也可承接食品衛生監控日常巡檢等項目;配有專業通訊和操控系統,與公司固定微生物檢測實驗室保持同一檢測標準,保證所有環節的專業性和檢測準確度。
專家庫和管理體系
中農孚德自成立以來就得到了中國農大食品學院食品安全專家團隊的技術支持,并長期聘用食品安全各領域的權威專家組成“中農孚德食品安全專家顧問團隊”,旨在通過與專家們的交流與合作,為廣大用戶提供最專業、最及時、最周到的一對一服務。
中農孚德依據ISO/IEC 17025標準及《檢驗檢測機構資質認定評審準則》的要求,不斷完善自身管理體系,形成了有效的監督及自我改進機制。根據計劃定期地對實驗室的管理體系和檢測活動進行評審,確保體系的持續適用和有效運行。為保證檢測質量,實驗室還定期進行相關的質量監督和內部質量控制,同時積極參與國內外權威機構組織的能力驗證和測量審核工作。
中農孚德成為“首都科技條件平臺檢測與認證領域中心”成員單位
2016年12月27日,由首都科技條件平臺與認證領域中心主辦的“創新背景下檢測儀器研發與成果轉化輪壇”在北京召開。在此次會議上,中農孚德檢測技術(北京)有限公司被北京市科學技術委員會授予“首都科技平臺檢測與認證領域中心成員單位”。
首都科技條件平臺是國家科技基礎條件平臺指導下的北京地方科技條件平臺,建設包括研發實驗服務基地、領域中心和區縣工作站的服務體系,跨部門、跨領域整合儀器設備、科技成果和科技人才三類科技資源,提供測試檢測、聯合研發及技術轉移等服務。
高層視角
孫宏偉:根據世界衛生組織和我國疾控中心公布的食源性疾病數據顯示,由于微生物引起的食物中毒人數占總人數的50%以上。因此食品微生物的監控與控制,對于食品安全及食源性疾病的控制具有重要的作用和意義。中農孚德作為民營第三方食品安全檢測及技術服務機構,主要定位于微生物檢測及生物技術在食品安全檢測方面的應用。
中農孚德目前主要為食品安全加工企業、餐飲企業、零售企業提供全面的微生物監控服務,幫助企業驗證微生物控制體系的有效性,發現微生物控制過程中存在的漏洞及薄弱環節,從而提高企業的衛生控制水平,降低食品安全風險。我們正在逐步建設自己的實驗室網絡并配合自行研發改裝設計的食品安全生物檢測車,從而保證檢測結果的時效性及準確性。同時,我們匯集行業內的知名專家組成顧問團隊,針對檢測的結果進行分析,提供科學、有效、可行的改進方案。從而實現對企業衛生控制體系乃至整個食品安全管理體系的“診斷及治療”。
在水中存在Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、CO32-、SO42-、PO43-、SiO2等離子。在一般的情況下是不會造成無機物結垢,但是在反滲透系統中,由于源水一般濃縮4倍,并且pH也有較大的提高,因此比較難溶解的物質就會沉積,在膜表面形成硬垢,導致系統壓力升高、產水量下降,嚴重的還會造成膜表面的損傷,使系統脫鹽率降低。
衡量水質是否結垢有兩種計算方法:
控制苦咸水結垢指標
對于濃水含鹽量TDS≤10,000mg/L的苦咸水,朗格利爾指數(LSIC)作為表示CaCO3結垢可能性的指標:
LSIC=pHC-pHS
式中:LSIC:反滲透濃水的朗格利爾指數
pHC:反滲透濃水pH值
pHS:CaCO3溶液飽和時的pH值
當LSIC≥0,就會出現CaCO3結垢。
控制海水及亞海水結垢指標及處理方法:
當濃水含鹽量TDS>10,000mg/L的高鹽度苦咸水或海水水源,斯蒂夫和大衛飽和指數(S&DSIC)作為表示CaCO3結垢可能性的指標。
S&DSIC=pHC-pHS
式中:S&DSIC:反滲透濃水的斯蒂夫和大衛飽和指數
pHC:反滲透濃水pH值
pHS:CaCO3溶液飽和時的pH值
當S&DSIC≥0,就會出現CaCO3結垢。
其它無機鹽結垢預處理的控制方案
碳酸鈣結垢預處理的控制方案
在反滲透系統的結垢中,以碳酸鹽垢為主,大多數地表水和地下水中的CaCO3幾乎呈飽和狀態,由下式表示CaCO3化學平衡:
Ca2++HCO3–<——>H++CaCO3
從化學平衡式可以看出,要抑制CaCO3的結垢,有幾種途徑:
降低Ca2+的含量
降低了Ca2+含量,可以使化學平衡向左側移動,不利于形成CaCO3垢。
達到這種目的的方法有:離子交換軟化法、石灰軟化法、電滲析、納濾等方法,他們都能有效地降低的Ca2+含量,從而達到抑制鈣垢的生成。
Ca2+的增溶
主要是以增加Ca2+的溶解度,從而降低結垢的風險。
方法:添加螯合劑、阻垢劑,增加Ca2+的溶解度,使平衡向左移動。
調節pH值
主要是通過添加無機酸,從而提高H+的濃度,使平衡向左移動。化學原理如下:
CO2+H2O<——>H2CO3――――⑴
H2CO3<——>H++HCO3-――――⑵
HCO3-<——>H++CO32-――――⑶
離子交換除堿法
主要是通過降低CO32-的濃度來降低碳酸鈣結垢的風險。
硫酸鈣結垢預處理的控制方案
離子交換除鈣
石灰軟化除鈣
添加反滲透專用阻垢劑
氟化鈣結垢預處理的控制方案
離子交換除鈣
石灰軟化除鈣
陰樹脂交換
添加反滲透專用阻垢劑
硫酸鍶結垢預處理的控制方案
離子交換除鍶
陰樹脂交換
添加反滲透專用阻垢劑
硫酸鋇結垢預處理的控制方案
離子交換除鋇
陰樹脂交換
添加反滲透專用阻垢劑
硅酸鹽結垢預處理的控制方案
預處理中的過濾
石灰軟化
提高進水的溫度
提高進水的pH值
添加硅分散劑
二、膠體、顆粒物沉積
膠體、顆粒物污染是比較常見的反滲透系統污染。水中大量存在粘泥、膠體硅、金屬的氧化物及有機質等顆粒物,在反滲透系統預處理中可以將源水中的這些污染源控制在一定程度,不致使對系統短期運行造成一定的影響。但由于系統長時間的運行預處理處理效果不理想、預處理反沖洗不徹底、操作人員的日常操作不到位等原因,都會造成系統膠體、顆粒物的污染。
針對膠體污染,通過淤泥密度指數(SiltDensityIndex,SDI)來衡量。SDI數值反應了在規定時間內,孔徑為0.45um測試膜片被測試給水中的淤泥、膠體、黏土、硅膠體、鐵的氧化物、腐植質等污染物堵塞的比率和污染程度。
測試如下:首先應充分排除過濾池中的空氣壓力,使給水以30psi的恒定壓力通過直徑為Φ47mm、孔徑為0.45um的測試濾膜后開始測定:首先測定開始通過濾膜的500毫升水所需要的時間T0;在使水連續通過濾膜15分鐘(T)后,再次測得通過濾膜的500毫升水所需要的時間T1;在取得以上3個時間數據之后,由此可以計算出該水源的SDI值:
即SDI=(1-T0/T1)×100/T
在實際中,當T1為T0的四倍時,SDI為5;在SDI為6.7時,水會完全堵塞測試膜,而無法取得時間數據T1,在這種情況下需要對反滲透預處理系統進行調整,使其SDI值降至5.0以下。SDI值不能反應完全反滲透系統的污堵情況,因為SDI儀測試是死端過濾,而反滲透系統是錯流過濾。
為了防止反滲透系統膠體污染,我們要求進水SDI值小于5(最好是小于3),這樣有利于系統長期安全運行。
降低反滲透進水膠體、顆粒物污染最有效的方法:
合適的預處理(錳砂過濾、多介質過濾、活性炭過濾、超濾、微濾等等);
添加膠體分散劑;
系統預防性的清洗;
三、微生物的污染
自來水一般通過控制余氯來抑制微生物的滋生,但是余氯有較強的氧化性,它能使反滲透膜表面氧化,影響膜的壽命和產水水質,因此反滲透系統運行對余氯要求非常嚴格(<0.1),這給微生物的生存繁殖提供了有利的環境。微生物生長及排泄出的酸性粘泥會堵塞膜的微孔,致使壓差上升,給系統的安全運行埋下了嚴重的安全隱患。
微生物的污染也是最常見的污染,經過大量的元件解剖及污染物分析實驗,大多數污染是由微生物的繁殖引起的。
微生物污染過程主要有以下階段:第一階段腐殖質、聚糖至于其他微生物代謝產物等大分子在膜面上的吸附,形成具備微生物生存條件的生物膜;第二階段進水微生物中黏附速度快的細胞形成初期黏附過程(生物膜生長緩慢);第三階段后續大量菌種的黏附,特別是EPS(細胞聚合物,ExtracelluarPolymers.它黏附在膜面上的細胞體包裹起來,形成黏度很大的稅和凝膠層,進一步增強了污垢和膜的結合力)的形成,加劇了微生物的繁殖和群聚;第四階段生物污染的最終形成階段,生物膜的生長和脫除達到平衡。造成膜的不可逆的堵塞氏過濾阻力上升,膜通量下降。
抑制反滲透系統微生物繁殖的方法:
反滲透進水微生物的控制。通過源水的菌藻控制(一般通過控制余氯),盡量減少預處理的死角,防止微生物繁殖;
反滲透系統微生物控制。通過連續式或間歇式加入非氧化性且對膜沒有影響的殺菌劑,可以有效地控制和殺死反滲透系統滋生的微生物,再通過濃水將其帶出系統。
四、化學污染
化學污染是指進水中某些物質與膜面發生化學反應,從而引起沉積、沉淀以及膜表面的非常規老化,使膜表面發生污染或使膜的性能變差。
常見的情況有:預處理時絮凝劑選用不當;運行時阻垢劑的選用不當;清洗時清洗藥劑選用不當;預處理控制不嚴格,致使進水中帶入對膜有危害的物質(如:余氯的超標導致膜面活性層的氧化)。
【關鍵詞】微生物學 改革 探索
【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)03-0242-02
現代生物技術是21世紀高新技術革命的核心內容,因此21世紀被譽為是生命科學的世紀,而微生物學已貫穿整個生命科學領域,是生命科學各專業的重要基礎課程和主干課程之一,是遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程、酶工程、發酵工程等理論及其實驗課程的基礎。因此,如何培養適應新世紀發展需要的創新型人才和服務型人才,成為該課程所面臨的重要的現實問題。為了實現這一目標,適應科學技術的發展的需要,全面培養學生的動手實踐能力,微生物的教學改革勢在必行。筆者通過多年來的教學經驗以及查閱大量的相關資料,將改革的方式成功的運用到教學中來,極大地激發了學生的學習興趣,提高了教學的質量,利于學生對知識內容的理解和掌握,受到學生的一致好評,為培養優秀的服務型人才打下堅實的基礎。
1.模塊化、項目化教學
1.1 選用合適教材
教材是連接學生與教師之間的橋梁,是豐富知識理論的載體,一本合適的教材,可以在很大程度上提升教學的質量,激發學生求知學習的欲望。因此,選擇具有系統性、科學性、合理性的教材是確保教學質量的關鍵。目前,國內關于微生物教學方面的教材版本繁多,側重點各有不同。我院根據人才培養方案的設計,以及經過大量的社會考察調研活動,并結合社會發展的需要,最終選定李丹丹等在中國醫藥出版社出版的全國醫藥高等職業教育藥學類規劃教材《微生物學基礎》(第二版),該教材集必備知識、實用講義、實訓預習、實訓報告、實訓評價為一體,內容新穎,重難點突出,適合我院生物技術專業理論教學的要求。
1.2 模塊化、項目化教學
教學內容的改革是教學改革的核心。微生物學是貫穿整個生命科學領域的基礎學科,與其他課程相互融合相互滲透,因此,如何避免與其他課程的重復,同時又可為后續知識學習提供良好的銜接變得尤為重要。我們以系統性、基礎性作為出發點和立足點,以新進展、新技術和實用性為主體,將內容設計上安排了五大教學模塊:預備知識、鏡檢技術、消毒滅菌技術、微生物培養技術、崗位應用。五大模塊的設計呈逐步深入式,側重于對技術的掌握,基礎知識的運用,為培養技術型人才提供有力的保障。同時,具體將五大模塊劃分為17個項目,包括概述微生物、顯微鏡觀察各類微生物形態、染色制片技術、化學消毒劑、殺菌劑和防腐劑、物理消毒滅菌技術、微生物的營養、微生物的人工培養與技術、GMP中微生物控制崗位、菌種崗位、微生物鑒定崗位、QA中的菌檢崗位、微生物發酵生產崗位、藥物體外抗菌崗位、無菌產品生產崗位、免疫制品的生產和質量控制崗位、血清學檢測崗位等。這些模塊化、項目化的教學方式,有利于培養專項人才,使學生可以有側重點的針對醫藥企業崗位的需求,對于知識的掌握和了解得到有效的保障。實踐證明,我們為江蘇恒瑞醫藥有限公司以及揚子江藥業集團培養了大批一線抗生素藥物的生產員工以及微生物鑒定崗位和QA菌檢崗位的人才,為我們不斷采用和深化教學內容提供強大的保障。
2.科學利用現代化教學手段提高教學質量
2.1 合理利用多媒體教學手段
隨著各學校硬件及軟件設施的逐漸完善,多媒體教學已經成為當代高等院校教學的主要手段之一,多媒體教學課件是授課教師通過查閱大量的教學資料將書本上的知識以多種豐富的形式向學生傳輸知識的一種有效地的途徑,其優勢在于可節省大量板書時間,在有限時間內向學生介紹大量知識;同時,多媒體教學能夠體現圖文并茂、生動活潑的特點,將微觀的、描述性的、抽象的內容,變得具體化、形象化。在微生物的課程教學中,可以將人類肉眼無法直接可見的微生物世界通過圖片、動畫等形式展示給學生;利用教學視頻,使學生能夠輕松掌握接種、純種分離等實驗步驟,為后續實驗打下基礎。這些方式可以有效地將微觀世界生動形象地展現在學生面前,使一些抽象微觀的結構具體化,復雜生理活動簡單化,生動化,激發了學生的學習興趣和求知欲望,對學過的知識形成整體認識,培養學生的綜合思維能力。
此外,多媒體課件可反復回放教學內容,起到加深、鞏固、再學習的目的,也可以通過在制作課件時設置超鏈接對前后彼此聯系的內容進行鏈接,對一些案例事件和視頻進行超鏈接,加深對知識的掌握以及調動學習的熱情。這一優勢在“抗生素發酵”這章內容中體現得尤為明顯,通過多媒體教學將復雜的抗生素發酵以網絡途徑彼此連接,使學生了解抗生素發酵的過程,鏈接微生物的代謝途徑,掌握每條代謝途徑線路的特點及在生產實際中應用,從而為發酵工程在醫藥企業的實際應用奠定基礎。
金黃色葡萄球菌是個常見的殺手
金葡菌在顯微鏡下看起來呈葡萄串狀,在培養基平板上散發金黃色的美麗光澤且為球形凸起,因而得名。它是食品中較常見的一種致病菌,是個美麗的殺手。
金黃色葡萄球菌在自然界中分布很廣,空氣、水、灰塵及人和動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機會很多。
它還是最常見的化膿性球菌之一,經常是通過化膿性炎癥的人或帶菌者接觸食品后使食品污染,所以食品生產線上不允許有手受傷感染的操作工直接接觸食品。水餃、餛飩、湯圓這類包制的速凍食品,從原材料到加工、包裝、運輸過程中,如果衛生條件控制不嚴都可能造成金葡菌污染。金黃色葡萄球菌生長溫度在6.5℃~46℃之間,但在速凍食品中它也能存在,甚至能在冰凍環境下生存,不過它最適溫度為30℃~37℃,在溫暖的環境中它繁殖很快,在很干燥的條件下仍能存活。在一些營養豐富而又未經加熱的食品中,尤其是牛奶、肉、蛋、魚類、奶油蛋糕、冰淇淋,金葡菌極易繁殖,在剩飯剩菜中生長也很快。
金黃色葡萄球菌
對人體有什么危害?
金葡菌分泌的腸毒素是致病的根源,常規烹飪等處理方式不能破壞腸毒素。所以,被金葡菌污染的食物,通常在20℃~30℃下放置3~5小時,就開始產生足以引起中毒的腸毒素。人吃了這種腸毒素,2~5個小時就會有嘔吐、腹痛、腹瀉等中毒癥狀。
近年來,由金葡菌引起的食物中毒很多,成為世界性衛生難題,主要難在金葡菌污染廣,難以杜絕。美國疾病控制中心報告顯示,目前,由金黃色葡萄球菌引起的感染占第二位,僅次于大腸桿菌。而且金葡菌要在80℃時加熱30分鐘才被殺死,而其產生的腸毒素則要在100℃下加熱2個小時才能被破壞。因此,如果速凍食品中含少量的金葡菌,一般燒煮便可殺死,但是一旦產生腸毒素就要長達2小時的時間燒煮才行,但水餃不可能煮2個小時。有些不經加熱直接食用的食品一旦染菌,很容易引起食物中毒。所以,關鍵是要防止腸毒素的產生,一般來說,食品存放的溫度越高。產生腸毒素的時間越短,如在20℃~37℃下產生腸毒素需3~8個小時,而在5℃~6℃時,18天才會產生腸毒素。此外,食品受金葡菌污染越嚴重,越容易產生腸毒素。不過,速凍食品在控制金葡菌數量上有得天獨厚的優勢,因為速凍食品的生產、儲藏、運輸過程的溫度遠低于適宜金葡菌生長及毒素產生的溫度。
速凍水餃比手包制的水餃更安全
有傳言說:“既然速凍水餃不安全,還不如自己在家親手包制水餃呢!那樣才安全。”綜合前面所提到的,金葡菌在自然界中分布十分廣泛,生長溫度在6.5℃~46℃,即使自己在家中包制水餃,受到金葡球菌污染的風險仍然很高。而速凍的水餃,無論是生產、儲藏還是運輸,由于一直處于冷鏈之中,大大降低了金葡菌的生長繁殖速度以及延緩了毒素的產生。從這方面來說,速凍水餃比手包制的水餃更安全。
《速凍面米制品》新國標
是否倒退?
在多家速凍水餃遭遇金葡門后,衛生部公布了《速凍面米制品》新國標,卻因將金葡菌含量中“不得檢出”改為“有限檢出”而遭質疑。
原國標規定金葡菌“不得檢出”,是采用一個樣品檢測來判定產品微生物污染情況,這種采樣方案和限量規定不能全面、真實地反映產品微生物污染狀況,與國際上食品中微生物控制和管理方式有明顯差距。新標準將金葡菌用多個樣品定量檢測結果進行綜合判定,不以一個樣品檢驗結果判定該批產品是否合格,更加符合國際食品微生物采樣檢測要求,是科學合理的。因而,“新標準比老標準要求低”的說法是誤讀。
如何防范金黃色葡萄球菌中毒?
1.要防止金葡菌污染食品
除了食品工廠人員要控制污染外,一般消費者也要注意,特別是家里掌勺的家庭主婦,如果不小心手被割破或受傷感染,就不要下廚了,切記“輕傷也要下火線”,尤其不要接觸直接入口的食物。
2.防止金葡菌腸毒素的產生
應在低溫和通風良好的條件下貯藏食物,以防金葡菌腸毒素形成。在氣溫高的春夏季,食物即使放在冷藏或通風陰涼處也不能超過6小時,且食用前要徹底加熱,對于不能加熱的食品要注意新鮮度和冷藏,嚴防污染。
關鍵詞:核島設備;冷卻水系統;水質控制
中圖分類號:TB
文獻標識碼:A
doi:10.19311/ki.1672-3198.2017.16.103
核電站是我國經濟的重要組成部分,冷卻水形系統則是促進設備正常運行的關鍵。基于這一點,企業應重視核島設備冷卻水系統的水質控制,尤其是針對腐蝕和結垢。核島設備運行復雜,冷卻水系統的水質問題始終是我們重點探討的問題,文章從這一角度出發,對該問題進行細致的分析。
1 核島冷卻水系統水質問題分析
核島冷卻水系統在運行過程中,會由于熱量交換能力降低,出現水質污染嚴重的問題。設備結垢和腐蝕是常見現象,為進一步了解決這一問題,我們對設備結垢的原因進行分析。
1.1 結垢
結垢的主要因素是循環水在長期使用中出現的水變質而導致的過飽和,水中會有大量的晶核析出。當晶核足夠大時就會吸附于換熱器的表面,其中主要影響因素包括水溫、水流速、水質和換熱的溫差。具體過程為:循環水運行過程中,會吸收一定的熱量而出現揮發,使微生物的濃度提高,這樣其吸附能力和結垢可能性提高。另外,在補充水時,水質鹽堿度、硬度以及pH值,都對循環水的飽和狀態具有一定的影響,并且pH值越高,系統循環水就越容易飽和,越容易結垢。組成核島設備冷卻水水垢的主要成分是由碳酸鈣、碳酸鎂等微溶解度鹽組成,這是由于這部分鹽的溶解度會隨著水溫的升高而降低。水垢的附著率與循環水的流速呈反向相關,通常水流速越慢,越容易沉淀和結垢。水流速度足夠快時,對污垢具有一定的沖擊力,減緩其附著能力。
1.2 腐蝕
核島設備冷卻水腐蝕主要分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種。判斷其是否發生腐蝕可以通過測試水的監督、硬度或者濁度來完成,腐蝕主要分為點蝕、溶解氧腐蝕和微生物腐蝕等。點蝕是由于天然水中所含的氯離子,該離子為陰性并且具體較高的極性,能夠介質穿透金屬表明的預制膜,從而造成點蝕。點蝕嚴重的地區通常都為死角或者通道具有較大的變化的情況,溫度對氯離子具體較大的誘惑作用,溫度是化學反應的重要因素,當水中含有氯離子,則溫度將影響腐蝕,并且呈正相關。也就是溫度越低,腐蝕的程度越低,高溫則會增加設備被腐蝕的概率。
溶解度腐蝕是源于冷卻系統的結構,在核島設備設計上,水系統多設計為敞開式結構,水在冷卻塔內出現噴灑,溶解度將受到影響而提高,進而加大對設備的腐蝕程度。溶解度腐蝕在劃分上屬于電化學腐蝕,這是由于金屬的電極電位為低氧的電位,電化學腐蝕在檢測時往往會在熱交換器上出現褐色或者紅褐色的鼓包,腐蝕產物不斷的增加導致設備的性能下降,這也是除去溶解度腐蝕后出現坑陷的主要原因。金屬鐵腐蝕后,會產生大量的亞鐵離子,屬于不穩定化學物質,并且能夠與其余的游離物質結合,造成再次的腐蝕。微生物腐蝕則是一種類似顛覆式的局部腐蝕現象,微生物是在長期的水垢、水溫升高滋養出來的。微生物中包含大量的細菌、藻類等原發性生物,對設備造成影響。此外,冷卻水系統還容易出現菌藻污泥,使微生物快速繁殖,并且由于設備為敞開式結構,因此光合作用促進了腐蝕過程。藻類死亡產生微生物和腐爛物質,加速腐蝕過程。粘泥影響熱傳遞,導致設備性能下降。
2 循環冷卻水系統控制方法
根據冷卻系統的具體運行,確定水質的控制目標,并制定具體的控制方法。其中主要控制項目包括冷卻循環系統中水的pH值、鹽度、咸度、濁度、亞鐵離子濃度以及氯離子濃度等。針對結垢和腐蝕采取不同的控制方法,具體分析如下。
2.1 結垢的控制方式
對結垢的控制主要是降低其濁度,并嚴格控制補給水的鹽度等基本參數,使其水質滿足基本要求。增設旁濾裝置,對水中的雜質進行控制,旁流量通常為循環水量的3%左右。通過控制提高水流速度,降低水流溫度,一般要求水流速要在0.8~1.2m/s。控制水中的pH值,可以通過加酸或者輸入二氧化碳的方式來降低pH值,防止水的堿性過高。可以針對性的使用除垢劑,正確選擇濃縮倍數,設計工藝流程,有效的進行循環水冷卻水結垢處理。
我公司根據目前的冷卻水系統水質情況,安裝了自動加酸裝置,向循環冷卻水中投入硫酸,降低水的pH值,當然要控制酸的加入量,以防止檢測過敏,同樣造成腐蝕。可以通過在硫酸儲罐中加入一日量加酸罐作為過渡,這樣就可以正確的控制加入酸的量。為了監測腐蝕狀況,我公司還將循環水掛片作為抗腐蝕的方法,取得了不錯的效果,將碳鋼掛片腐蝕率控制在要求之內,并且遠低于國家標準。
2.2 腐蝕的控制方法
根據我公司腐蝕的特點,筆者提出四種控制腐蝕方案,其中包括pH值控制,氯離子控制、微生物控制和含氧量控制等。將根本上進行水質控制,制定控制標準并嚴格執行,將pH值控制在合理的范圍內,對于腐蝕而言,適當增加pH值則可以降低腐蝕速率,使水質自然升高,但是過高則會增加結垢的幾率。以此,同樣需要加入濃硫酸來控制水的pH值。由于水在冷卻塔內噴灑曝氣,導致其氧溶解度極大的提高,在溫度和壓力下,氧的飽和濃度過高,進而對設備造成腐蝕。我公司在工藝裝置區間進行冷卻水系統腐蝕測試,發現該部分設備的腐蝕程度較高,因此有必要降低曝氣,控制氧的含油量。可以控制循環水越過冷卻塔而使用旁通管道的方式,使溶解度得到控制。
腐蝕是常見現象,可以通過適當的方法控制,但是無法完全消除,此時需要適量的藥劑來進行腐蝕控制,我公司所采用的腐蝕劑主要為鋅鹽和聚磷鹽酸,具有效果好,成本低等特點。兩種方法同時使用具有除垢和抗腐蝕兩大作用,單獨使用鋅鹽效果不是十分理想。磷酸離子對微生物的滋長具有促進作用,而常用的鋅鹽就是由硫酸鋅和氧化鋅兩種,實踐證明,鋅鹽的防腐蝕性并不高,因此常常需要與其他有效的緩蝕劑聯合使用。并且新金屬具體一定的毒性,對于生物的生長具有影響,可造成嚴重的環境污染,因此對于使用后的排污要進行必要的處理,或盡量減少鋅金屬的使用。
2.3 生物菌藻類污泥控制方法
在生產過程中,我們可以使用氧化殺菌劑和非氧化殺菌劑進行生物殺菌,交替使用則可以降低微生物的抗藥性、在生產過程中,非氧化殺菌劑是由另種藥物交替使用來控制生物菌藻,夏季溫度高,光照條件較好,可以將其暴露于空氣中,降低腐蝕,進而提高質量。冬季則適當的降低頻率。氧化劑為主,需要每天加一次,而非氧化劑每月加一次即可。當然還可以根據季節或者溫度的不同進行分配和調整,上文已經進行了詳細的分析。氧化性殺菌劑的使用,主要目的是在于防止微生物過多而產生粘泥或者形成污垢、腐蝕。
3 總結
核電廠是我國主要的發電方式之一,冷卻水系統的水質對其發電效果具有一定的影響。在核電工程中,冷卻水系統負責為發熱裝置提供冷卻水。因此,在整個過程中,保持冷卻水系統內的水質是主要任務之一,在實際生產中,應認真觀察水質,加強日常監測。根據水質的基本情況,進行綜合處理,切忌單一的處理方式,腐蝕和結垢往往是相對的,要在完成處理任務的前提下,盡量降低成本。對后期生產則分析原因,調整冷卻水系統的結構,保證水質。
參考文獻
[1]蔣大東.核島設備冷卻水系統水質控制措施優化[J].科技世界,2016,(13).