Blog Ko Buijs: Het bestrijden en voorkomen van corrosieve biofilms

Men vraagt mij wel eens hoe men de vorming van biofilms kan voorkomen op allerlei oppervlakken. Dat dit belangrijk is, heeft te maken met het feit dat dergelijke films een opmaat kunnen zijn voor het ontstaan van microbieel geïnduceerde corrosie, dat kortweg MIC wordt genoemd. Steeds meer grijpt deze verwoestende corrosievorm om zich heen en dat leidt tot veelal onherstelbare schade aan o.a. warmtewisselaars, vaten, kademuren, schepen, gemalen, rioolzuiveringen, zwembaden enz.


Door Ko Buijs - Innomet Consultancy BV

Koolstofstaal en roestvast staal zijn zeer gevoelig voor deze corrosievorm. Koperlegeringen bieden wat meer weerstand vanwege de biocidale eigenschappen van koper. Titaan blijkt overigens in de praktijk ongevoelig te zijn voor deze corrosievorm. De schade die door MIC ontstaat, bedraagt ongeveer 1% van het bruto nationaal product en daarom komt er steeds meer belangstelling om deze vorm van corrosie grondig te bestrijden. Micro-organismen kunnen zelfs gehele systemen dicht laten slibben, naast de corrosie die zij veroorzaken. Dat kan leiden tot grote problemen bij het goed functioneren van sprinklerinstallaties. Een voorbeeld van bacteriën, die gemakkelijk corrosie initiëren, zijn sulfaat reducerende bacteriën (SRB’s) die zich in een slijmerige biofilm hechten aan het oppervlak en uiteindelijk sulfaat omzetten in zwavelzuur. Daar zijn de meeste metalen niet tegen bestand en de praktijk toont zelfs aan dat ook beton wordt aangetast.

Daarom is het voorkomen van biofilmvorming zo belangrijk. Maar bestrijding en preventie van dergelijke biofilms is niet eenvoudig. Het is zelfs moeilijker om een biofilm effectief te verwijderen, dan water steriel te maken. Dit komt omdat de bovenste laag van een biofilm een zekere resistentie kan ontwikkelen tegen een biocide. Daardoor worden de onderliggende organismen, die zich dus onder deze bovenste laag bevinden, beschermd. Om deze reden is monitoren tijdens een waterbehandeling van groot belang. Ook het vaststellen met welk type biofilm men te maken heeft, is essentieel voor een optimale waterbehandeling. Bij de behandeling moet ook rekening worden gehouden met de stromingscondities. In dode einden zijn biofilms uiterst moeilijk effectief aan te pakken, terwijl bij turbulente stroming een biofilm relatief eenvoudig kan worden verwijderd. Blijft er wat biofilm achter in een dode hoek, dan kan bijvoorbeeld een procesinstallatie weer geheel besmet raken zodra het systeem weer in gebruik wordt genomen.

Bij het ontwerp van een installatie moet met de volgende aspecten rekening worden gehouden. Dat zijn de stromingscondities, de samenstelling van het water, de temperatuur en of het water behandeld mag worden. Ook speelt de oppervlakteruwheid een belangrijke rol. E.e.a. kan onderstaand als volgt nader worden toegelicht.

 

• De stromingscondities spelen een grote rol, want bij snelle stroming of turbulentie is er beduidend minder kans op biofilmvorming.
• De watersamenstelling is van groot belang voor de vorming van een biofilm. M.a.w. zijn er in het water bepaalde voedingsstoffen aanwezig, die hiervoor verantwoordelijk zijn.
• De temperatuur van het water, want boven de 60°C vormt er zich normaal gesproken geen biofilm meer. Er is echter wel een aanwijzing dat door mutatie bepaalde bacteriën al hogere temperaturen kunnen weerstaan. Maar praktisch gezien zal vooral tussen de 25 en 40°C zich snel en gemakkelijk een biofilm vormen.
• Ook is het de vraag of waterbehandeling wel of niet noodzakelijk en/of mogelijk is. Er zijn vele tientallen middelen en methodes voor desinfectie of het bestrijden van biofilmvorming. Een goedkoop en effectief desinfectiemiddel is natriumhypochloriet (chloorbleekloog) dat echter bij onjuist gebruik ook bijzonder corrosief kan zijn voor staal en roestvast staal. Men moet dan goed letten op de concentratie, de contacttijd, de pH-waarde en de temperatuur.
• Ook zijn er goede resultaten te bereiken met kathodische bescherming, voorzien van fluctuerende elektrische stromen. Daarmee wordt de zuurgraad voortdurend beïnvloed, wat bacteriën a.h.w. frustreert om zich af te zetten.
• In de praktijk is ook gebleken dat ultraviolete straling (Uv-licht) ook een goede remedie is tegen deze bacteriegroei. Echter praktisch gezien is het niet altijd eenvoudig om hier gebruik van te maken.
• De oppervlaktegesteldheid speelt een grote rol, want hoe gladder het oppervlak is hoe minder er kans is op de gevreesde biofilmvorming. Vooral ruwe doorlassingen en de warmte-beïnvloedde zones bieden een ideale ‘huisvesting’ aan biofilms en ongewenste bacteriën.

Zoals eerder is gesteld, wordt MIC vooral veroorzaakt door vooral zwavel reducerende bacteriën, maar soms ook wel door ijzer en mangaan oxiderende micro-organismen. MIC komt eigenlijk alleen voor in waterige milieus.