徐志明，王宇航，王景濤，沈藝雯，張一龍，劉坐東

(1.東北電力大學(xué) 能源與動力工程學(xué)院，吉林 吉林 132012；2.東北電力大學(xué) 自動化工程學(xué)院，吉林 吉林 132012)

?

溫度對黏液形成菌污垢特性的影響

徐志明1，王宇航1，王景濤1，沈藝雯1，張一龍2，劉坐東1

(1.東北電力大學(xué) 能源與動力工程學(xué)院，吉林 吉林 132012；2.東北電力大學(xué) 自動化工程學(xué)院，吉林 吉林 132012)

為了探討溫度對黏液形成菌污垢特性的影響，對不同入口溫度和不同水浴溫度條件下黏液形成菌在不銹鋼光管中的污垢特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明：隨著入口和水浴溫度的升高，誘導(dǎo)期時間縮短，污垢熱阻達(dá)到漸近值所需時間減少。在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，入口溫度為30 ℃時污垢熱阻漸近值最大，35 ℃時次之，25 ℃時最小。所以，污垢熱阻漸近值隨著水浴溫度的升高而減小。

溫度；黏液形成菌；結(jié)垢；生物膜；酶；水質(zhì)參數(shù)

換熱設(shè)備被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個領(lǐng)域之中，90%以上的換熱器都存在不同程度的污垢問題[1]，換熱設(shè)備污垢問題一直是亟待解決的工業(yè)難題之一。在化工行業(yè)中，換熱設(shè)備污垢的產(chǎn)生很大一部分原因是由循環(huán)冷卻水中存在的致垢微生物引起的。微生物污垢的產(chǎn)生會影響換熱器傳熱效率，誘導(dǎo)管壁表面發(fā)生結(jié)垢及腐蝕，甚至還會堵塞流道而引發(fā)停機(jī)故障，威脅設(shè)備安全，造成能源的不必要浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。

微生物污垢是指由細(xì)菌等微生物及其代謝產(chǎn)物沉積在固體表面生長、繁殖而形成的生物黏膜[2]。國外學(xué)者對生物污垢問題研究較早，Melo等[3]人對水系統(tǒng)中多種微生物在換熱表面形成生物膜的發(fā)展機(jī)理進(jìn)行了闡述，并研究了流體速度、溫度和顆粒等因素對生物膜的增長及穩(wěn)定性的影響。Zacarias等[4]人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，生物膜整體被微生物細(xì)胞和胞外聚合物(EPS)所填充，其內(nèi)部形成空隙和通道，空隙和通道彼此連接，成為營養(yǎng)物質(zhì)、信息傳遞等現(xiàn)象發(fā)生的場所。Swee等[5]人用實(shí)驗(yàn)的方法證明生物污垢形成的初期是多糖附著形成的生物凝膠，這種凝膠可進(jìn)一步誘導(dǎo)蛋白質(zhì)等大分子的附著。ManoIarakis等[6]人提出了幾種量化生物污垢的指標(biāo)，認(rèn)為可以把三磷酸腺苷(ATP)、細(xì)胞數(shù)目、異養(yǎng)菌數(shù)目作為指標(biāo)，結(jié)果精度較高。Tian[7]研究了微生物和鈣離子之間的相互作用，發(fā)現(xiàn)鈣離子對生物膜有明顯的影響，得出了在微生物污垢的不同形態(tài)階段內(nèi)鈣離子有著不同作用的結(jié)論。換熱設(shè)備生物污垢問題在國內(nèi)同樣受到了越來越多的重視，多位學(xué)者展開了多方面的研究。于大禹等[8-10]人闡述了微生物污垢檢測技術(shù)研究的地位、作用和特點(diǎn)，歸納了微生物污垢的形成過程及其主要影響因素，分析了目前國內(nèi)外應(yīng)用較廣的微生物污垢檢測方法、優(yōu)缺點(diǎn)及其最新研究動態(tài)，展望了微生物污垢檢測技術(shù)未來的發(fā)展趨勢；利用了實(shí)驗(yàn)的方法研究了黏液形成菌的污垢特性，通過灰色關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)方法分析了各水質(zhì)參數(shù)與微生物污垢關(guān)聯(lián)的權(quán)重比例，研究了水質(zhì)參數(shù)與污垢熱阻之間的關(guān)系，為制定有效的除垢、抑垢對策提供理論參考。昝成等[11]人研究了溫度及流速對板式換熱器內(nèi)城鎮(zhèn)二級出水結(jié)垢特性的影響，得到了溫度對于以微生物污垢為主的混合污垢形成的影響呈單調(diào)性的結(jié)論。楊倩鵬等[12]人針對微生物污垢形狀多樣的特點(diǎn)，提出了形狀因子的概念，分析了形狀因子與受力的關(guān)系，簡化了污垢形狀與受力的關(guān)聯(lián)分析，有助于不同形狀污垢的對比。徐志明等[13-15]人在實(shí)驗(yàn)方面，分別研究了板式換熱器中鐵細(xì)菌和黏液形成菌在不同的運(yùn)行工況下各自的污垢特性；在數(shù)值模擬方面，根據(jù)微生物污垢與顆粒污垢形成機(jī)理的相似性，嘗試了顆粒污垢模型應(yīng)用于微生物污垢的可行性，得到了顆粒Kern-Seaton模型的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相對誤差最小的結(jié)論。

目前，溫度對不銹鋼光管內(nèi)黏液形成菌污垢特性影響的研究較少，本文以冷卻水中存在的致垢細(xì)菌黏液形成菌為研究對象，通過實(shí)驗(yàn)探究了不銹鋼管中改變?nèi)肟跍囟群退囟葘︷ひ盒纬删酃柑匦杂绊憽?/p>

1　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及裝置

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示，由工質(zhì)循環(huán)流動系統(tǒng)，冷卻流動系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)三部分組成。(1)工質(zhì)循環(huán)流動系統(tǒng)：循環(huán)工質(zhì)由于重力而自發(fā)地由高位水箱流過實(shí)驗(yàn)管路進(jìn)入下方低位水箱，再經(jīng)由循環(huán)水泵做功抽取工質(zhì)從由下至上注入高位水箱，如此往復(fù)循環(huán)。為了保證工質(zhì)在實(shí)驗(yàn)循環(huán)中流速一定，需要在高位水箱上裝一根溢流管以維持工質(zhì)液面高度不變。實(shí)驗(yàn)管路中的循環(huán)工質(zhì)在具有三根三千瓦的加熱棒的恒溫水浴槽中進(jìn)行換熱。(2)冷卻流動系統(tǒng)：冷卻系統(tǒng)負(fù)責(zé)將循環(huán)工質(zhì)多余的熱量帶走，保證循環(huán)工質(zhì)能以實(shí)驗(yàn)要求允許的溫度從高位水箱流進(jìn)實(shí)驗(yàn)管路內(nèi)。(3)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：測量水浴溫度的溫度傳感器為T型熱電偶。除了采集水浴溫度的兩個溫度傳感器外，其余熱電阻均為兩根實(shí)驗(yàn)管路對應(yīng)分別布置，每根實(shí)驗(yàn)管路兩端均裝有PT100型熱電阻，以便采集實(shí)驗(yàn)管路進(jìn)出口溫度。所有測量的信號都經(jīng)由經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡在工控計(jì)算機(jī)中進(jìn)行儲存、計(jì)算和處理。整個實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)自動化程度較高，可以24小時在線監(jiān)控。

圖1　實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖

1.2實(shí)驗(yàn)原理

單位時間內(nèi)工質(zhì)流經(jīng)實(shí)驗(yàn)管段吸收的熱量Φ可表示為

Φ=ρπd2vcp(tfo-tfi)/4 ，

(1)

總傳熱系數(shù)表示為

k=Φ/(πdlΔtm) ，

(2)

式中：cp為定壓比熱容，kJ/(kg·K)；tfo和tfi分別為強(qiáng)化管內(nèi)工質(zhì)的出口溫度和進(jìn)口溫度，K；Δtm為對數(shù)平均溫差；d為管內(nèi)徑，m；l為實(shí)驗(yàn)管長，m；v為管內(nèi)工質(zhì)流速，m/s。

將公式(1)代入公式(2)中可得：

(3)

其中，對數(shù)平均溫差Δtm：

(4)

式中：tsy為水域溫度，K。

污垢熱阻Rf的基本定義式可表達(dá)為

(5)

式中：k0、k分別為清潔狀態(tài)下與污垢狀態(tài)下強(qiáng)化管的總傳熱系數(shù)，W/(m2·K)。

1.3黏液形成菌簡介

黏液形成菌是水中存在數(shù)量最多的一類典型致垢微生物，它不是單一的菌屬而是屬于多種混合的菌屬，其混合的種類包括：腸桿菌屬、假單胞菌屬、氣單胞菌屬及葡萄球菌屬等。此菌株革蘭氏染色呈陰性，生理生化指標(biāo)和掃描電鏡鑒定為微球菌屬。黏液形成菌可利用水中的醇、糖、酸等物質(zhì)中獲得新陳代謝和生長繁殖的能量，在其生命活動過程中可以產(chǎn)生一種黃褐色的粘附性很強(qiáng)的膠狀或黏泥狀沉積物，能堵塞流道、增大流動阻力，嚴(yán)重影響設(shè)備的換熱效率。這一類的細(xì)菌雖然不能直接腐蝕固體材料表面，但它新陳代謝產(chǎn)生的膠狀或黏泥狀物質(zhì)會覆蓋固體表面產(chǎn)生局部缺氧區(qū)，局部缺氧的環(huán)境會有利于厭氧菌(如：硫酸鹽還原菌，等)的產(chǎn)生和繁殖，會引起嚴(yán)重的垢下腐蝕。

1.4細(xì)菌的培養(yǎng)

本實(shí)驗(yàn)所采用的黏液形成菌為國內(nèi)某電廠循環(huán)冷卻塔塔底黏泥中分離純化得出的。細(xì)菌的培養(yǎng)基為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，其中：牛肉膏3g，蛋白胨10 g，氯化鈉5 g，去離子水1 000 mL。用酸或堿將上述培養(yǎng)基的pH值調(diào)節(jié)為7.2，用蒸汽壓力滅菌鍋在(121±1) ℃的環(huán)境下滅菌15 min，冷卻后經(jīng)紫外線消毒，在凈化工作臺內(nèi)進(jìn)行接種，然后在(29±1) ℃溫度下的生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72 h。

1.5實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)開始時，對實(shí)驗(yàn)工況進(jìn)行調(diào)試，用人工稱重法來調(diào)整工質(zhì)流速，入口溫度由風(fēng)冷系統(tǒng)、變頻器及水冷系統(tǒng)共同控制。待實(shí)驗(yàn)工況穩(wěn)定后，在低位水箱中加入培養(yǎng)好的黏液形成菌，保持上下水箱的封閉狀態(tài)，以免受到其他因素影響。實(shí)驗(yàn)過程中的溫度變化經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)記錄，在實(shí)驗(yàn)過程中，每隔12 h使用分光光度計(jì)離線監(jiān)測低位水箱中水質(zhì)參數(shù)OD值。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行后期的處理。

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1工質(zhì)入口溫度對黏液形成菌污垢特性的影響

在水浴溫度為50 ℃，流速為0.4 m/s，菌液濃度為實(shí)驗(yàn)用水的 1%(體積比1∶100)的條件下，改變工質(zhì)入口溫度25 ℃、30 ℃和35 ℃，進(jìn)行3組對比實(shí)驗(yàn)。入口溫度對黏液形成菌污垢特性影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖2所示。三組實(shí)驗(yàn)均存在明顯的誘導(dǎo)期，誘導(dǎo)期結(jié)束后，污垢熱阻曲線快速增長，一段時間后達(dá)到平穩(wěn)。隨著入口溫度的升高，誘導(dǎo)期時間縮短，并且污垢熱阻達(dá)到漸近值所需的時間減少。在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，當(dāng)入口溫度為30 ℃時，污垢熱阻漸近值最大；當(dāng)入口溫度為35 ℃時，污垢熱阻漸近值次之；當(dāng)入口溫度為25 ℃時，污垢熱阻漸近值最小。

圖2　入口溫度對黏液形成菌污垢特性影響

圖3　OD值與污垢熱阻值對照曲線

圖4　不同入口溫度OD值對比圖

在生物膜形成的初期階段，首先是細(xì)菌培養(yǎng)基內(nèi)的大分子物質(zhì)(如：蛋白質(zhì)，等)吸附在潤濕的表面上形成調(diào)試膜[16]，調(diào)試膜的形成對黏液形成菌在換熱面的附著起到了鏈接的作用。入口溫度的增加，不僅加強(qiáng)了蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的布朗運(yùn)動，提高其吸附于潤濕換熱面的幾率，加快了調(diào)試膜的形成，也為之后黏液形成菌的吸附提前做好了準(zhǔn)備，為細(xì)菌的吸附創(chuàng)造了更多的機(jī)會和有利條件。

入口溫度30 ℃時，水質(zhì)參數(shù)OD值與污垢熱阻值對照曲線如圖3所示，黏液形成菌的生長規(guī)律影響著污垢的形成過程。黏液形成菌總量快速上升，細(xì)菌的對數(shù)生長期正對應(yīng)著污垢形成過程中的誘導(dǎo)期；隨后細(xì)菌數(shù)量較為穩(wěn)定，細(xì)菌處于穩(wěn)定生長期時，此時污垢熱阻值快速增加；最后細(xì)菌進(jìn)入衰亡期時，污垢熱阻值趨于平穩(wěn)。不同入口溫度OD值對比如圖4所示，當(dāng)入口溫度為35 ℃時，由于初始時期在一定范圍內(nèi)提高溫度會有利于黏液形成菌的酶促反應(yīng)，促進(jìn)細(xì)菌生長，導(dǎo)致黏液形成菌的對數(shù)生長期時間較短。持續(xù)的高溫會造成酶等蛋白質(zhì)的不可逆性失活，黏液形成菌快速大量死亡，導(dǎo)致穩(wěn)定生長期極短，提前進(jìn)入衰亡期。入口溫度為25 ℃時，較低的溫度會抑制黏液形成菌的新陳代謝，細(xì)菌生長緩慢，故對數(shù)生長期和穩(wěn)定生長期時間較長。當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)大量消耗后，生存環(huán)境惡化，黏液形成菌的死亡率大于生長率，進(jìn)入了衰亡期。

入口溫度在一定范圍內(nèi)的升高，不僅增強(qiáng)了生物膜的通透性，有利于營養(yǎng)物質(zhì)和溶解氧由膜外向膜內(nèi)運(yùn)輸，還會加快黏液形成菌的酶促反應(yīng)的速率，提高細(xì)胞膜的流動性，增強(qiáng)黏液形成菌的新陳代謝，對黏液形成菌的生長繁殖起到了促進(jìn)作用，加快生物膜生長。生物膜的增厚會增大壁面流體的阻力，從而加強(qiáng)了剝蝕效果。所以，升高入口溫度加速了生物膜生長和脫落的動態(tài)平衡，縮短了污垢熱阻值達(dá)到漸近值的時間。與此同時，持續(xù)的高溫環(huán)境和營養(yǎng)物質(zhì)的逐漸匱乏會導(dǎo)致黏液形成菌的死亡率快速升高，黏液形成菌的生長和死亡提前達(dá)到了動態(tài)平衡。升高入口溫度會縮短黏液形成菌的穩(wěn)定生長期，如圖4所示。因此，污垢熱阻達(dá)到漸近值的時間隨著入口溫度的升高而減少。

在循環(huán)工質(zhì)中懸浮的細(xì)菌可以看作是顆粒溶液[17]，當(dāng)細(xì)小顆粒(黏液形成菌)處于存在溫度梯度的環(huán)境中時，由于溫度不同導(dǎo)致分子熱運(yùn)動速率不同，顆粒之間的撞擊也不同，從而使得顆粒由高溫向低溫方向運(yùn)動，即熱泳效應(yīng)。當(dāng)顆粒越小，溫度梯度越大，熱泳效應(yīng)越明顯[18]，黏液形成菌會因熱泳力作用遠(yuǎn)離較高溫度的管內(nèi)壁，更接近于較低溫度的工質(zhì)的主流區(qū)。所以，入口溫度升高，溫度梯度變小，循環(huán)工質(zhì)中懸浮的黏液形成菌的熱泳效應(yīng)不強(qiáng)烈。因此，入口溫度為30 ℃和35 ℃時，污垢熱阻漸近值均大于入口溫度為25 ℃時的污垢熱阻漸近值。入口溫度為30 ℃時，黏液形成菌為最適溫度，生命活動最為旺盛，相應(yīng)的生物膜也會最厚，污垢熱阻漸近值最大。當(dāng)溫度超過或低于細(xì)菌生長最適宜溫度會抑制生物膜的生長，且低溫的抑制作用更為明顯[19]。 所以，當(dāng)溫度為35 ℃時，污垢熱阻漸近值小于30 ℃時的污垢熱阻漸近值，但大于25 ℃時的污垢熱阻漸近值。

圖5　水浴溫度對黏液形成菌污垢特性影響

圖6　不同水浴溫度OD值對比圖

2.2水浴溫度對黏液形成菌污垢特性的影響

在入口溫度30 ℃，流速0.4 m/s，菌液濃度為實(shí)驗(yàn)用水的 1%的條件下，改變水浴溫度50 ℃、55 ℃和60 ℃，進(jìn)行3組對比實(shí)驗(yàn)。水浴溫度對黏液形成菌污垢特性影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖5所示。三組實(shí)驗(yàn)均存在誘導(dǎo)期，誘導(dǎo)期結(jié)束后污垢熱阻曲線先上升后達(dá)到穩(wěn)定。隨著水浴溫度的升高，誘導(dǎo)期時間縮短，污垢熱阻達(dá)到漸近值的時間減少，并且污垢熱阻漸近值隨著溫度的升高而逐漸變小。

升高水浴溫度，在換熱壁面處的大分子物質(zhì)布朗運(yùn)動劇烈，同樣會使調(diào)試膜形成的時間縮短，為黏液形成菌的附著提供了良好條件和更多機(jī)會。壁面上溫度的提高在初始時期會加快壁面上附著細(xì)菌的生長繁殖，但隨后持續(xù)的高溫環(huán)境會使生物膜通透性和細(xì)胞膜的流動性變差，不銹鋼管內(nèi)細(xì)菌的生長速率下降，黏液形成菌的死亡率開始上升，對數(shù)生長期此時變短，從而導(dǎo)致了誘導(dǎo)期時間的縮短。

不同水浴溫度OD值對比，如圖6所示?？梢钥闯?，水浴溫度的升高不但會使細(xì)菌的穩(wěn)定生長期提前，還會縮短細(xì)菌的穩(wěn)定期，甚至出現(xiàn)60 ℃時那樣的極短的穩(wěn)定生長期，致使生物膜的生長和脫落快速達(dá)到動態(tài)平衡，進(jìn)而使污垢熱阻提前達(dá)到平穩(wěn)漸近值。所以，污垢熱阻達(dá)到漸近值的時間隨著水浴溫度的升高而減少。

在循環(huán)工質(zhì)流動的過程中，過高的壁面溫度會使生物膜通透性變差，在換熱壁面處會產(chǎn)生較大的營養(yǎng)濃度梯度；同時，氧氣在水中的溶解度是隨著溫度的升高而降低的，壁面溫度的升高能產(chǎn)生較大的氧氣濃度梯度。黏液形成菌是好氧菌，根據(jù)細(xì)菌的趨化性、趨氣性和趨溫性的正趨性運(yùn)動可知，細(xì)菌會自發(fā)地向有利于自己生存的營養(yǎng)濃度較大溶解氧充足的主流區(qū)方向運(yùn)動，即遠(yuǎn)離換熱壁面。升高了水浴溫度，管內(nèi)會產(chǎn)生較大的溫度梯度，這并不利于黏液形成菌的附著；并且管內(nèi)持續(xù)高溫環(huán)境會使黏液形成菌快速死亡，胞外聚合物(EPS)的粘附作用和架橋作用減弱，降低了生物膜對不銹鋼壁面的粘附力，生物膜疏松脆弱，故污垢熱阻漸近值隨著水浴溫度的升高而減低。

3　結(jié)　　論

(1)隨著循環(huán)工質(zhì)入口溫度的升高，誘導(dǎo)期時間縮短，污垢熱阻達(dá)到漸近值所需的時間減少。在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，當(dāng)入口溫度為30 ℃時，污垢熱阻漸近值最大；當(dāng)入口溫度為35 ℃時，污垢熱阻漸近值次之；當(dāng)入口溫度為25 ℃時，污垢熱阻漸近值最小。

(2)隨著水浴溫度的升高，誘導(dǎo)期時間變短，污垢熱阻達(dá)到漸近值所需的時間減少，并且污垢熱阻漸近值隨著溫度的升高而逐漸變小。

[1]楊善讓，徐志明，孫靈芳，等.換熱設(shè)備污垢與對策[M].2版.科學(xué)出版社，2004：1-2.

[2]TIAN Lei，CHEN Xiaodong，YANG Qianpeng，et al.Effect of Silica Dioxide Particles on the Evolution of Biofouling by Bacillus Subtilis in Plate Heat Exchangers Relevant to a Heat Pump System Used With Treated Sewage [J].Chcmical Engineering Journal，2012，188：47-56.

[3]Melo L F，Bott T R.Biofouling in water systems[J].Experimental Thermal and Fluid Science，1997，14(4)：375-381.

[4]Zacarias G D，F(xiàn)erreira C P，Hernandez JXV.Porosity and tortuosity relations as revealed by a mathematical model of biofilm structure[J].Journal of Theoretical Biology，2005，233(2)：245-251.

[5]Swee Loong Khordeng，Darren Delai Sun.Biofouling development and rejection enhancement in long SRT MF membrane bioreactor[J].Process Biochemistry，2007，42(12)：1641-1648.

[6]Vrouwenvelder J S，Manolarakis S.A，et al.Quantitative biofouling diagnos in full seale nanofiltration and reverse osmosis installatlons[J].Water Research，2008，42(19)：4856-4868.

[7]TIAN Lei，CHEN Xiaodong，CHEN Qian，YANG Qianpeng，et al.Effect of calcium ions on the evolution of biofouling by Bacillus subtilis in plate heat exchangers simulating the heat pump system used with treated sewage in the 2008 Olympic Village[J].Colloids and Surfaces，2012(94)：309-316.

[8]于大禹，門洪，穆勝偉，等.微生物污垢檢測技術(shù)的特點(diǎn)、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].微生物學(xué)通報，2008，35(12)：1955-1960.

[9]于大禹，尹旭，張靜，等.基于模擬循環(huán)冷卻裝置的微生物污垢形成的影響因素[J].化工學(xué)報，2011，62(12)：3503-3510.

[10] 于大禹，張靜，尹旭，等.循環(huán)冷卻水管路微生物污垢形成的動態(tài)模[J].化工進(jìn)展，2010，29(11)：2193-2197.

[11] 昝成，史琳，歐鴻飛.溫度及流速對板式換熱器內(nèi)城鎮(zhèn)二級出水結(jié)垢特性的影響[J].清華大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2009，49(2)：240-243.

[12] 楊倩鵬，陳曉東，田磊，等.微生物污垢的生長模型與受力分析[J].清華大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2014，54(2)：247-252.

[13] 徐志明，賈玉婷，王丙林，等.板式換熱器鐵細(xì)菌生物污垢特性的實(shí)驗(yàn)分析[J].化工學(xué)報，2014，65(8)：3178-3183.

[14] 徐志明，王景濤，賈玉婷，等.板式換熱器黏液形成菌生物污垢特性的實(shí)驗(yàn)研究[J].熱科學(xué)與技術(shù)，2015，14(1)：19-25.

[15] 徐志明，夏玲麗，張一龍，等.顆粒污垢模型在微生物污垢研究中的適用性[J].東北電力大學(xué)學(xué)報，2015，35(1)：18-22.

[16] Characklis W G.Microbial Fouling：A process analysis//Somercales E F C，Knudsen G.Fouling of Heat Transfer Equipment Proceedings of International Conference at Rensselaer[C].Polytechnic Institute USA，1976：13-17.

[17] 張艷輝.微生物污垢誘導(dǎo)期及影響因素分析[D].吉林：東北電力大學(xué)，2011.

[18] Nikkhah V，Sarafraz M M，Hormozi F，et al.Particulate fouling of CuO-water nanofluid at isothermal diffusive condition inside the conventional heat exchanger-experimental and modeling[J].Experimental Thermal and Fluid Science，2015(60)：83-95.

[19] 鄔卓穎，齊枝花，魏博，等.管材、營養(yǎng)元素和溫度對模擬給水管網(wǎng)生物膜形成的影響[J].給水排水，2010，11(45)：161-164.

Experimental Analysis on Effect of Temperature on Bio-fouling of Slime-forming Bacteria

XU Zhi-ming1，WANG Yu-hang1，WANG Jing-tao1，SHEN Yi-wen1，ZHANG Yi-long2，LIU Zuo-dong1

(1.Energy Resource and Power Engineering College，Northeast Dianli University，Jilin Jilin 132012；2.School of Automation Engineering，Northeast Dianli University，Jilin Jilin 132012)

In order to study on the effect of temperature on fouling characteristics of slime-forming bacteria，the slime-forming bacteria fouling characteristics in stainless steel tube heat exchanger was experimentally studied by changing the inlet temperature and water bath temperature.The results show that，induction period and the time to stabilization both reduce with the increasing of inlet and water bath temperature.The asymptotic value of fouling resistance is maximum at 30 ℃ in the experimental temperature range，then following at 35 ℃，and minimum at 25 ℃.With the increasing of water bath temperature，fouling resistance asymptotic value decreases.

Temperature；Slime-forming bacteria；Fouling；Biofilm；Enzyme；Water quality parameter

2016-04-12

國家自然科學(xué)基金(51476025)

徐志明(1959-)，男，吉林省九臺市人，東北電力大學(xué)能源與動力工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向：節(jié)能理論與技術(shù)、換熱設(shè)備的污垢與對策和強(qiáng)化換熱.

1005-2992(2016)04-0049-06

TP29

A