Zkušenosti a aplikací směsných oxidantů pro oxidaci, dezinfekci a hygienické zabezpečení vody v ČR

Transkript

1 Zkušenosti a aplikací směsných oxidantů pro oxidaci, dezinfekci a hygienické zabezpečení vody v ČR Ing. Lubomír Macek, CSc., MBA Aquion, s.r.o., Osadní 324/12a, Praha 7, Česká Republika, tel: , lubomir.macek@aquion.cz 12. Bienální konference a výstava CZWA VODA 2017 Poděbrady, září 2017

2 Voda základ života a zdraví: každé vylepšení kvality vody se počítá Dobrá chuť vody Hygienická a zdravotní nezávadnost Přiměřené náklady Eliminace rizik nakládání s nebezpečnými látkami Snížení rizik spojených s distribucí vody

3 Plynný chlor Chlornan sodný nakupovaný Chloraminace Chlordioxid Ozón UV záření Chlornan sodný on line (řada H*) Směsné oxidanty on line (řada M**) Porovnání dezinfekce Efektivita Ano Ano Ano Ano Ano Ano Ano Ano Bezpečnost Ne Ne Ne Ne Ne Ano Ano Ano Zbytkový chlor Ano Ano Ano Ne Ne Ne Ano ANO*** Redukce vedlejších produktů dezinfekce THM/HAA5 Ne Ne Ano Ano Ano Ano Ne Ano Redukce chloritanů/ bromičnanů Ano Ano Ano Ne Ne Ano Ano Ano Odstranění biofilmu Ne Ne Ne Ano Ne Ne Ne Ano Eliminace řas Ne Ne Ne Ano Ano Ne Ne Ano Vylepšení mikroflokulace Ne Ne Ne Ano Ano Ne Ne Ano Vylepšení chuti a zápachu Ne Ne Ne Ne Ano Ne Ne Ano Snadná údržba Ano Ne Ne Ne Ne Ne Ano Ano Snížení celkových nákladů Ano Ne Ne Ne Ne Ne Ano Ano

4 Podrobnější porovnání: Směsné oxidanty vyráběné v místě použití elektrolýzou a Chlornan sodný vyráběný v místě použití elektrolýzou

5 Bezpečnost Eliminuje použití nebezpečných chemikálií, pro výrobu je použita pouze voda, sůl a elektrická energie Eliminuje skladování a nakládání s plynným chlorem nebo nakupovaným chlornanem, snižuje míru rizika Nejsou potřeba bezpečnostní plány Není potřeba výcvik školení a výcvik v oblasti nakládání s nebezpečnými látkami, dýchací přístroje ani speciální přeprava Není nutné aplikovat protipožární předpisy pro skrápěče chloru Nízká koncentrace (do 1 %) chrání zařízení před korozí Směsné oxidanty: Bezpečnější voda nižší koncentrace vedlejších produktů dezinfekce a nižší výskyt škodlivých mikroorganismů, možnost lepšího řízení zbytkového volného aktivního chloru

6 Řízení zbytkového chloru Směsné oxidanty Spotřeba oxidantu je snížena, tj. nižší dávka (typicky o 33 % méně zajistí stejný nebo vyšší reziduum Nižší dávka znamená nižší provozní náklady a menší tvorbu vedlejších produktů dezinfekce. Zbytkový volný aktivní chlor vydrží mnohem déle, v potrubí (více než 40 km) a je účinnější po delší dobu (15 dní ve vodojemech) Často odstraňuje nutnost dávkování amoniaku nebo instalaci dochlorovacích stanic, což ústí v dalším snížení provozních nákladů. Chlornan sodný Beze změny potřeby oxidantu v porovnání s tradičním chlorováním Provozní náklady nebudou ovlivněny sníženou dávkou Zbytkový chlor je obdobný jako u tradiční chlorace, nebude dosažena větší vzdálenost nebo delší čas Pro dlouhé doby zdržení při dopravě a distribuci vody budou potřeba dochlorovací stanice nebo kombinace a amoniakem.

7 Jsou směsné oxidanty stabilnější i v rozsáhlejších sítích? (porovnání s plynným chlorem)

8 Vedlejší produkty dezinfekce Směsné oxidanty Snižuje tvorbu vedlejších produktů dezinfekce až o % Netvoří chloritany ani bromičnany Produkuje v minimální koncentraci chlorečnany a chloristany Chlornan sodný Nedochází ke snížení tvorby vedlejších produktů dezinfekce, bez snížení THM nebo HAA5 Netvoří chloritany ani bromičnany Produkuje v minimální koncentraci chlorečnany a chloristany Může se stát, že hodnoty celkových THM přesáhnou u povrchových vod s organickým oživením požadavky vyhlášky na kvalitu pitné vody

9 Je nižší tvorba vedlejších produktů dezinfekce? (porovnání s plynným chlorem) Snížená Reduced tvorba Formation trihalometanů of TTHMs Chlorine Gas (Q2 '05 - Q1 '06) Mixed Oxidants (Q2 '06 - Q1 '07) 20 0 Q2 Q3 Q4 Q1 Coto Laurel, Puerto Rico

10 Účinnost Směsné oxidanty 2-10krát účinnější než chlor Širší inaktivační spektrum. Inaktivuje při použitelných dávkách Giardia, mnohem účinnější proti Cryptosporidium než chlornan Silnější dezinfekce Potřeba nižších dávek Důkazy, že C x T hodnoty jsou nižší než u tradičního chlorování Chlornan sodný Účinně inaktivuje některé mikroorganismy Vyšší hodnoty C x T (je potřeba delší čas a vyšší dávka) než směsné oxidanty Chová se spíše jako konvenční nakupovaný chlornan, který je neúčinný vůči Cryptosporidium a dalším resistentním patogenním mikroorganismům

11 Jaká je účinnost inaktivace mikroorganismů?

12 Odstranění biofilmu a řas Směsné oxidanty Odstraňuje existující biofilm z nádrží a potrubí Zabraňuje opětovnému růstu biofilmu Působí proti zápachu a příchuti vody způsobeném květem řas Eliminuje organické materiály, které přispívají k tvorbě vedlejších produktů dezinfekce a zajišťují trvalejší zůstatek oxidantu Chlornan sodný Méně účinný proti biofilmu Opětovný růst se objeví poté, co se vysoké čistící dávky pro spálení biofilmu vrátí na původní normální úroveň Více organického materiálu v potrubí znamená vyšší tvorbu vedlejších produktů dezinfekce Biologické oživení konzumuje zbytkový chlor a zvyšuje potřebu oxidantu

13 Jak je eliminován biofilm? Město v Texasu: Při použití plynného chloru byl pozorován hnědý biofilm na stěnách potrubí (i cca 60 m za úpravnou) Směsné oxidanty, 1 rok po nasazení (800 m od úpravny)

14 Předúprava vody Směsné oxidanty Může být použít pro zlepšení mikroflokulace za současného snížení dávek síranu hlinitého cca o 40 % Vločky se tvoří rychleji, dokonce i při nižší teplotě Snižuje množství vytvořeného kalu Zlepšuje filtrační cyklus Snižuje zákal a tím prodlužuje filtrační cyklus Chlornan sodný Pro použití při předúpravě nemá vhodné vlastnosti Typicky zvyšuje koncentrace vedlejších produktů dezinfekce až nad zákonný limit

15 Zákal (NTU) Santa Fe: úprava povrchové vody z Rio Grande: 3 2,5 2 1,5 aqualum MOS/aqualum 1 0,5 0 Dávka flokulantu (ppm)

16 Chuť a pach vody Směsné oxidanty Fakticky eliminují stížnosti na pach a chuť vody Účinný proti problémům se zápachem způsobeným květem řas, pravděpodobně odstraňuje geosmin a methylisoborneol Rychle oxiduje H 2 S Minimalizuje tvorbu zápachu a chuti po chloru způsobenou di- a trichloraminy Zápach po chloru se obvykle nevyskytuje, dokonce při koncentraci nad 5 ppm Výborná chuť reakce s amoniakem a fenoly netvoří chemickou chuť ani zápach. Algicidní vlastnosti eliminují chuť a zápach způsobený řasami. Chlornan sodný Beze změny v chuti a zápachu v porovnání s tradičními technologiemi chlorace Není účinný proti zápachu po zatuchlině způsobeným květem řas Často přináší chuť a zápach po chlóru, zvláště pokud je v kombinaci s amoniakem. Pomalejší reakce při oxidaci H 2 S Když je kombinován s amoniakem, bod zlomu je obtížnější dosáhnout, což umožňuje přetrvávání di- a trichloraminu

17

18 Oxidace ostatních látek Směsné oxidanty Mnohem rychleji oxiduje železo a mangan, brání jejich usazování v potrubí Může eliminovat použití KMNO 4 Dosahuje bodu zlomu při nižších koncentracích (praktické zkušenosti ukazují, že bod zlomu se dosáhne asi při poloviční dávce v porovnání s chlornanem) Chlornan sodný Pomalejší reakce při oxidaci železa a manganu Dávka potřebná pro dosažení bodu zlomu může být dvojnásobná než se směsnými oxidanty

19 ;; Snížení koroze, porovnání v rozvodech TUV Ocel Měď Chlornan sodný a brom vs. Směsné oxidanty

20 Úpravna vody Francisco Wiesner, Bogotá, Columbie, směsné oxidanty 2x450 kg/den

21 Ž, Směsné oxidanty 6,8 27,2 kg/den

22 Důvody ke změně instalace v Nejdku u Karlových Var Původně používán plynný chlor Zápach po chloru Nedostatečná inaktivace mikroorganismů Manipulace se starými tlakovými lahvemi s plynným chlorem V nepřetržitém provozu od , Blížíme se provozních hodin

23 v

24 ÚV Vysoká Pec V provozu od ! Brzy provozních hodin!

25 ÚV Limnice V provozu od !

26 Siemens Elektromotory Frenštát pod Radhoštěm proč změna? Původně používán plynný chlor Nedostatečná inaktivace mikroorganismů Nemožnost udržet zbytkový volný aktivní chlor přes vysoké dávky chloru Složitý servis stávající chlorace

27 Dezinfekce a hygienické zabezpečení výrobní areál Siemens Elektromotory Frenštát p. R.

28 Úpravna pro obec cca 1000 obyvatel

29 Odstranění železa, manganu a arsenu Náhodou jsme přišli na to, že odstraňujeme z vody také arsen Pozor na přepětí, podpětí a proudové rázy! Může způsobit poruchy elektrotechnických částí

30 Směsné oxidanty: 450 nebo 900 g/den a analyzátor volného aktivního chloru, zákazník z průmyslu

31

32 Kde všude můžete využít směsné oxidanty Nápojový a potravinářský průmysl Bazény a termální lázně Bazény hotelů u Kasina City of Dreams, Macao Odpadní vody Úpravna vody Keokuk, Iowa Golfové hřiště, Pueblo Santa Anna, Nové Mexico Otevřené chladící okruhy District Cooling Towers Chicago

33