Заштита од варовник и корозија SBZ
Поради промена на условите за работа во станбени и деловни згради, честопати е потребно да се преземат мерки за заштита од варовник и корозија. Соодветниот третман на вода може да реши многу од проблемите. Оваа статија покажува дека изборот на вистинскиот агенс за дозирање и исто така самата технологија за дозирање се од одлучувачко значење за успехот на процесот.
Иселувањето на населението од структурно слаби региони, падот на потрошувачката по глава на жител и тенденцијата кон единечни домаќинства претставуваат сериозни проблеми со водоснабдувањето: Падот на потрошувачката на вода доведува до подолго време на задржување на водата во цевководи. Ова влијае не само на јавните линии за снабдување, туку и на значително преголемите домашни водни линии на делумно празни станбени згради, пренатрупани хотели, канцелариски згради, болници и домови за пензионери, како и на малку користените спортски објекти и индустриски капацитети.
Покрај овие здравствени и естетски аспекти, подолгото време на стагнација во инсталацијата на куќата исто така може да доведе до технички проблеми. Во тврда вода, на пример, може да се појават зголемени наслаги од варовник, што доведува до зголемена енергија, трошоци за чистење и поправка. Депозитите на вар се јавуваат главно кога се загрева водата за пиење.
За да се намали растот на легионела, мора да се одржи температура од најмалку 60 ° C на излезот од грејачот за вода за пиење во големи системи во согласност со работниот лист DVGW W 551 [10]. Дури и во случај на фази на загревање во кои содржината на цилиндарот, вклучувајќи ја и фазата на загревање, ≥ 400 l, целата содржина на цилиндар во фазата на загревање мора да се загрева на најмалку 60 ° C еднаш на ден. Оваа температура се препорачува и за мали системи. Овие температури се повисоки од оние што се користеле во минатото за заштеда на енергија. Сепак, повисоките температури значат поголем ризик од калцификација.
Можни решенија
Повеќето од идентификуваните проблеми може да се спротивстават на добро координиран третман на вода. Дозата на минерали се докажа во многу случаи. Важно е средството за дозирање да се совпадне со материјалот на цевката и водата.
Површинската корозија на галванизирани цевководи, што доведува до формирање на 'рѓа вода, може да се инхибира со доза на ортофосфат. Во зависност од цврстината на водата, потребно е да се мешаат ортофосфатите со одреден дел од полифосфат, бидејќи во спротивно, ортофосфатот ќе реагира хемиски со калциумот на тврдоста на водата веднаш по дозирањето, ќе формира калциум фосфат и ќе таложи во близина на местото на инјектирање. Полифосфатната компонента ги одложува врнежите и ја транспортира активната состојка до крајот на инсталацијата.
Полифосфатната компонента зазема друга важна функција. Ја заштитува областа на топла вода од наслаги од варовник. Дури и мала количина на наслаги од варовник на површините за пренос на топлина може да доведе до намален пренос на топлина, а со тоа и до поголемо трошење на енергија. И тука мора да се посвети посебно внимание на составот на активните состојки: Во зависност од температурата и pH вредноста на водата, полифосфатите можат да се хидролизираат, т.е. се распаѓаат на ортофосфати, кои немаат ефект на стабилизирање на цврстината. Ова е особено важно ако областа со топла вода се работи на покачени температури за да се намали растот на легионелата.
Во инсталациите изработени од бакар, дозата на фосфат може да има и позитивно и негативно влијание врз ослободувањето на бакарот [2]. Ова зависи од квалитетот на суровата вода и треба детално да се провери. Средствата за избор за минимизирање на ослободувањето на бакар се агенси за алкализација. За ова, неопходни се многу софистицирани препарати за активна состојка, бидејќи од една страна, балансот на вар-јаглеродна киселина во водата секогаш се менува во случај на алкализација, а со тоа и таложење на калциум може да се појави во областа на местото на вакцинација и препаратот исто така мора да остане стабилен.
Влијание на активните состојки
Општо, за третман на вода за пиење може да се користат само производи што се наведени во списокот на супстанции за третман и методи за дезинфекција во согласност со Дел 11 од уредбата за вода за пиење од 2001 година и кои ги исполнуваат условите за чистота наведени таму. Според оваа листа, дозволеното додавање на орто- или полифосфати е 2,2 mg/l пресметано како P (фосфор). Оваа гранична вредност може да се претвори во претходно вообичаени вредности PO4 3– (фосфат) или P2O5. Постои само фактор на конверзија помеѓу овие детали. Следното се применува: 2,2 mg/l пресметано како P одговара на 6,7 mg/l пресметано како PO4 3– и 5,0 mg/l пресметано како P2O5
Фосфати
Како суровини се користат рудни фосфатни руди (апатит) кои се експлоатираат, хемиски се конвертираат, се чистат и сушат. Два типа на фосфати се користат при третман на вода: таканаречени ортофосфати и полифосфати. Ортофосфатите се соли на ортофосфорна киселина со хемиска формула PO4 3– (Слика 2). Фосфатот е анјон на солта и се состои од елементите фосфор и кислород. Соодветниот катјонски сол е формиран од метален јон, на пример, натриум.
Полифосфатите се производи за полимеризација на овие ортофосфати со различна должина на ланецот. Слика 3 покажува пример на три-фосфат (ланец со три атоми на фосфор). Сепак, ланецот може да се продолжи на ист начин и на тој начин да стане многу подолг, т.е. може да се состои од многу повеќе атоми на фосфор.
Ортофосфати
Ортофосфатите имаат одличен антикорозивен ефект врз материјали од железо како што се леано железо, челик и галванизиран челик [3, 4]. Под влијание на фосфатот се формираат стабилни корозивни производи од железо и цинк (железо-цинк-фосфати) кои го подобруваат површинскиот слој. Со подобрување на формирањето на горниот слој, можно е значително намалување на производите од корозија што влегуваат во водата. Дури и на постојните слоеви на 'рѓа и грутки од' рѓа, стабилен заштитен слој од железо фосфат може да расте со текот на времето и да се спротивстави на формирањето на 'рѓа вода.
Дури и со бакарни материјали, униформната корозија на површината може да се намали со додавање ортофосфати [5]. Во овој случај, односите не се толку јасни како кај црните материјали. Според [2], содржината и составот на TOC (вкупен органски јаглерод) присутен во водата влијае на ефективноста на фосфатот. Органските супстанции содржани во вода (хумични супстанции) можат негативно да влијаат на формирањето на надворешниот слој на внатрешната површина на цевката со забавување на кинетиката на кристализацијата на малахитот. Резултатот е висока концентрација на бакар во водата. Доколку овие околности постојат, концентрацијата на бакар во застојаната вода може да се намали со дозирање ортофосфат.
Ослободувањето на олово може да се намали и во оловните линии со додавање на ортофосфат [6]. Сепак, не може да се предвиди дали оваа мерка ќе ја намали содржината на олово до тој степен што ќе може да се почитува граничната вредност според уредбата за вода за пиење. Барем дозата на фосфат може да послужи како мерка за премостување додека не се замени старата инсталација.
Полифосфати
Полифосфатите имаат изразен ефект на стабилизирање на цврстината. Според [7], тие можат да се користат до вкупна цврстина од 3,8 mol/m 3 (21 ° dH) за да се заштитат од формирање камен. Полифосфатите дејствуваат како т.н. инхибитори на праг, т.е. спречуваат таложење на компонентите на цврстината во супстојхиометриски количини. Не постои хемиска врска помеѓу инхибиторот на прагот и градителите на цврстината, но врз кинетиката на реакцијата се влијае: Врнежите од вар (калцит) се одложуваат со полифосфат, во зависност од условите на околината (pH вредност, температура, итн.), Евентуално на неодредено време . Според Раистрик [8, 9], ефектот на прагот може да се објасни на следниов начин:
Јоните Ca 2+ во калцитниот кристал се нормални на тројната оска на симетријата на аглите на рамностраните триаголници, а растојанијата на Ca-Ca се 4,96 Ангстроми (0,496 nm). Молекулата слична на синџирот на полифосфатот може да се прицврсти на решетките на калцитот, бидејќи во молекулата на полифосфатот растојанието помеѓу атомите на кислородот е 4,99 ангстроми и затоа приближно одговара на Ca-Ca растојанието на калцитниот кристал (Слика 4).
Хидролиза на полифосфати
Со реакција со вода, полифосфатите можат да се разложат на ортофосфати. Оваа реакција се нарекува хидролиза. Брзината на реакцијата зависи првенствено од видот на полифосфат (должина на ланецот), од температурата и од pH вредноста на водата. Високите температури и ниската pH вредност ја зголемуваат стапката на реакција. При неутрална pH вредност и на собна температура, полифосфатите можат да останат стабилни со месеци до години. Затоа е многу важно вистинскиот за одредена апликација да биде избран од мноштвото достапни полифосфати.
Слика 5 покажува, на пример, дека содржината на полифосфат во производот Quantophos F4 е само околу 25% хидролизирана по време на престој од 8 часа на температура од 70 ° C и pH 6,5. Дури и по 48 часа, 50% полифосфат е сè уште присутен и тоа со pH вредност од 6,5, што е најмала дозволена pH вредност според Уредбата за вода за пиење. Лабораториските тестови со Quantophos F4 покажаа дека при почетна концентрација од 1,3 mg/l фосфат (пресметано како P), овој процент е доволен за да се спречи 98 до 100% од тврдоста на водата да не пропадне повеќе од 48 часа (слика 6). 1,3 mg/l P одговараат на само 60% од дозволеното додавање според TrinkwV 2001.
Делумна хидролиза на полифосфатите понекогаш е дури и пожелна, бидејќи ортофосфатите кои се формираат можат да дејствуваат како инхибитори на корозија, како што е опишано погоре. Кога се загрева водата за пиење, хидродинамичките времиња на престој во бојлерите за складирање се во опсег од 19 до 24 часа за едно семејство и 2 до 7 часа за повеќе семејни куќи.
Фосфорот е од витално значење
Нутриционистичката компонента на фосфатите одобрена во прехранбениот сектор е фосфорот. Фосфорот во форма на калциум фосфат е структурна компонента на коските. Покрај тоа, фосфорот е важен дел од клеточните мембрани. Фосфорот игра витална улога во енергетскиот метаболизам на организмот; тој е клучен во производството и складирањето на енергијата [9]. Кај децата, недостаток на фосфор влијае на заостанување во растот, лошо формирање на коски и заби и рахитис. Недостаток на фосфор може да доведе до губење на тежината, губење на коските и замор на која било возраст. Недостаток на фосфор може да остане скриен долго време, бидејќи фосфорот се мобилизира од коските, т.е се распаѓа. По продолжено намалено внесување на фосфор, се јавува таканаречено омекнување на коските од глад. Експерименти врз животни покажаа дека во екстремни случаи недостаток на фосфор може да доведе до смрт поради губење на силата.
Германското друштво за исхрана претпоставува дневна потреба од околу 700 мг фосфор за возрасни. Бремените жени и доилки треба да јадат малку повеќе. За оваа група на луѓе се даваат 800 до 900 мг фосфор како референтна вредност. На младите кои растат им треба и малку повеќе фосфор.
Фосфат во храната
Фосфатите се додаваат во многу храна како стабилизатори и згуснувачи. На слика 7 се прикажани вообичаените нивоа на фосфор во обичната храна. Според Уредбата за вода за пиење, во водата за пиење може да се додаде максимум 2,2 mg/l фосфат, пресметан како фосфор. Оваа количина е исклучително мала во споредба со количините на фосфор кои се наоѓаат во храната.
За илустрација: Ако некое лице јаде 60 гр преработено сирење и пие 0,25 л млеко со него, тој внел 566 мг фосфор со преработеното сирење и 261 мг со млекото. За да ги апсорбира овие 827 мг фосфор преку вода за пиење, тој ќе мора да пие 376 литри третирана вода.
Технологија на дозирање
Кога се вади вода, водомер за контакт ја мери количината на вода што тече низ неа. Контактниот водомер испраќа импулс до електронски контролирана пумпа за дозирање во одреден интервал (2 литри се вообичаени). Овој пулс предизвикува дозарен удар, при што дефинирана количина на активна состојка се дозира во цевката за вода. Меѓутоа, при изборот на технологијата за дозирање, планерот треба да забележи дека е потребен многу долг дел од цевката за да се држат овие 2 литри (слика 8). Лесно е да се забележи дека дури и со гасоводот DN 25 со пулсен интервал од 2 l, мерниот удар се одвива само на гасоводот од 4 m. Со други зборови, на растојание од 4 m, приклучок за дозирно средство турка низ системот за цевки. Затоа е особено важна оптимизирана техника на дозирање.
Во средната технологија за дозирање од BWT се користи степер-моторен систем (слика 9). Секој удар на дозирање е поделен на 48 индивидуални чекори. Како резултат, активната состојка се меша рамномерно за време на дозата. Ова осигурува дека агентите за дозирање можат оптимално да го развиваат својот ефект во однос на формирање на заштитен слој и стабилизација на вар. Благодарение на технологијата на степер мотор, пумпата за дозирање може да се комбинира со контактни водомери со многу мал пулсен интервал. На пример, активните состојки BWT Quantophos може да се комбинираат со дозирна пумпа BWT Medo-II до проток на волумен на вода од 30 m 3/h со контактен водомер со пулсен интервал од 0,25 l.
Минерална доза за да се избегне оштетување на корозија и формирање камен во системите за вода за пиење во станбени и комерцијални згради е метод на избор, особено ако има неповолна комбинација на материјал од цевки, pH вредност и состав на вода и сегашните гранични вредности на уредбата за вода за пиење за тешки метали инаку не се почитуваат би било. Изборот на вистинскиот агенс за дозирање и самата технологија за дозирање се од одлучувачко значење за успехот на процесот (слика 10). Важно е дозирањето да биде автоматизирано и агентот за дозирање да се додава континуирано. Точното поставување на дозата може да се утврди во кое било време со анализа на вода.
[1] Umweltbundesamt, Kinder-Umwelt-Survey 2003/2006, вода за пиење - содржина на елемент во домашна вода за пиење од домаќинства со деца во Германија; C. Шулц и сор.
[2] Јирген Дартман, Торстен Дорш, Клаус Јохансен: Влијание на промена на pH и дозата на фосфатот врз корозијата на бакар во цевки за вода за пиење, 2006
[3] DIN EN 12502 Заштита од корозија на метални материјали - Инструкции за проценка на веројатноста за појава на корозија во системите за дистрибуција и складирање на вода - Дел 3: Фактори на влијание за материјали со галванизиран железо со натоплување. Берлин: Бејт Верлаг, март 2005 година
[4] Др. рер. нат Јохан Вилхелм Еринг, Федерален институт за истражување и тестирање на материјали: Заштита од корозија преку адитиви. Берлин: 19-ти семинар за технологија за вода во Милхајм 1 март 2005 година
[5] DIN EN 12502 Заштита од корозија на метални материјали - Инструкции за проценка на веројатноста за корозија во системите за дистрибуција и складирање на вода - Дел 2: Влијателни фактори за бакарни легури и бакарни легури. Берлин: Бејт Верлаг, март 2005 година
[6] DIN 50930 Корозија на метални материјали во внатрешноста на цевководи, контејнери и апарати кога се изложени на корозија од вода, Дел 6 Влијание врз квалитетот на водата за пиење. Берлин: Бејт Верлаг, август 2001 година
[7] VDI 6001, реновирање на санитарни системи - вода за пиење, лист 1. Берлин: Беут Верлаг јули 2004 година
[8] М.Н. Елиот, Контрола на скала според третман на праг, десалинизација; 8, 221-236, 1970 година
[9] Светска здравствена организација: Хранливи материи во вода за пиење, 2005 година
[10] Работен лист DVGW W 551, системи за греење на вода за пиење и вода за пиење; Технички мерки за намалување на растот на легионела; Планирање, изградба, работа и реновирање на инсталации за вода за пиење. Бон: wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, април 2004 година