A szén-dioxid, oxigén és ózon szerepe az ipari vizek kezelése során
Szén-dioxid alkalmazások Oxigén és ózon alkalmazások Előadó: Paszera András Dénes
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során
Szén-dioxid alkalmazások • pH beállítás •
Langelier Index (LSI) beállítása
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Miért használjunk szén-dioxidot? Miért a szén-dioxid? A szén-dioxid
A szén-dioxid:
•
Természetes alkotóeleme a környezeti levegőnek
•
Nem mérgező, természetes élelmiszeripari adalék
• •
Inert gáz, nem tűzveszélyes
• •
Nyomás alatt, cseppfolyós állapotban tárolt Oldhatósága vízben 2330 mg/l; 10oC and 1 bar Gyenge sav vízben
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során pH szabályozás szén-dioxiddal
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során CO2 igény összehasonlítása ásványi sav igénnyel 37 %
2,5
96 %
[100 %]
1
100 %
1,5
pH = 8.3
2
pH >10.5
kg sav/ kg NaOH
3
0,5 0
CO2
H2SO4
HCl
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során CO2 és ásványi savak jellemzői CO2 • gyenge sav, nincs túlsavazás • tárolása és kezelése • egyszerű és biztonságos • inert gáz • nincs korrózió • nincs sóadagolás
HCl & H2SO4 • erős savak • bonyolult szabályozás • nehéz tárolás és kezelés • kiold ártalmas gőzöket • korrózió
Természetes komponense a jó minőségű ivóvíznek
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Hogyan használjuk a szén-dioxidot a gyakorlatban? Számos lehetőség áll rendelkezésre a szén-dioxid adagolására a felhasználó igényeire szabva valamint a meglévő technológiát figyelembe véve Messer semlegesítő üzem a következőkből áll:
CO2 ellátás és tárolás (gáz és folyadék fázisban is)
Adagoló panel (szabályzó panel)
Injektáláshoz, beoldáshoz szükséges hardver Messer portfolió: - „Side stream” statikus keverővel * - „Side stream” többszörös recirkulációval * - Gáz-folyadék injektor porlaszó fúvókával - Perforált matrac, diffúzor, fúvó * cseppfolyós adagolásra is alkalmas
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Minden projekthez a legoptimálisabb adagolási formát keressük
Diffúzor
Perforált adagoló
Semmi Fúvó
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Telepítési séma Nyomás alatti vízkör, statikus keveréssel
pH control
QC
NeutraBox
CO2- tartály
*Cseppfolyós CO2 adagolás
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során
TAT Trambouze (F)
Janssen Pharmaceutica in Belgium Neutralbox, 200 kg CO2/h
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Telepítési séma Lúgos szennyvíz bevezetés
pH mérés
elfolyó
CO2- tartály
CO2- injektálás CO2 víz
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során „Side stream” csőreaktorral
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során CO2 adagolás perforált matraccal vagy diffúzorral
CO2- tartály
Elpárologtató szabályzás
pH szonda
Mikro buborékok
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Perforált tömlő rozsdamentes kereten Edelstahlwerke Breitenfeld (AT); semlegesítés koaguláció után
Gáz diffúzor tejüzemi szennyvíz semlegesítésére Diary Mlekarna Klatovy (CZ)
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során pH érték és a vízkőképződés Langelier Saturation Index (LSI) LSI= pH-pHs pHs= (9,3+A+B)-(C+D) A= (Log10[TDS] -1)/10 B= -13,12 x Log10 (oC+273)+34,55 C= Log10 [Ca2+ mint CaCO3] -0,4 D= Log10 [lúgosság mint CaCO3] LSI<0 korrózióra hajlamos LSI=0 egyensúly LSI>0 vízkőképződésre hajlamos Gyakorlatban szükséges feltétel: -0,5 ≤ LSI ≤ +0,5
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során A pH szabályozás döntően meghatározza a víz minőségét
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során pH és LSI szabályozása CO2 –dal egy nyitott hűtő rendszerben Előnyök: - Könnyű és biztonságos pH szabályozás - lúgosság szabályozása - CO2 nem veszélyes anyag - környezetbarát, nem korróziv - csökkentett sókibocsátás Gazdaságosság: - CO2-fogyasztás általában kisebb mint az ásványi sav fogyasztás - Csökkentett friss víz fogyasztás, inhibitor és/vagy biocid fogyasztás
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során
Oxigén alkalmazások
• Ózonos alkalmazások • Oxigén a szennyvíztisztításban
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során A tiszta oxigén előnyei a levegővel szemben
• Tiszta és meghatározó alkotórész: magas oldhatóság • Nincs nitrogén beinjektálás elkerülhetőek a hidraulikus problémák • Gazdaságos Jellemzők: Oxigén Nitrogén Argon CO2 Szennyeződés
Oxigén > 99,5 %
} < 0,5 % -
Levegő 20,95 % 78,09 % 0,93 % 0,033 % +
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Oxigén előnyei a levegővel szemben: oldhatóság 100
2 wt% ozone 13 wt % ozone
Oldhatóság [mg/l]
80
100 vol % oxygen 20,9 vol% oxygen
60
40
20
0 0
10
20
30
Hőmérséklet [oC]
40
50
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Hűtővíz kezelése ózonnal Mi is az ózon ?
O3
•
Ózon =
•
a klórt megelőzve - a fluor után a második legerősebb oxidáns
•
mesterségesen előállítható O2-ből
•
instabil, könnyen O2-re bomlik
•
erősen toxikus
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során
Oxigén előnyei a levegővel szemben: gazdaságosság Költségmegtakarítás - Ózon tiszta oxigénből • Energiaigény 50 - 90 %-al kevesebb • Karbantartás (levegő előkészítés) • Injektálási eljárás • Hatékonyabb tömegáram • Maradék O3 kezelés • Kevesebb csővezeték építés
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Egy ózon rendszer fő komponensei
Ózon megsemmisítő Oxigén tartály
O3 adagolás Ózon generátor PLC-vel
Hűtővíz
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Ózon alkalmazási lehetőségei
•
fertőtlenítés és csíramentesítés
•
algaszám csökkentése ill. eltávolítása
•
íz- és szageltávolítás
•
Fe és Mn oxidáció, eltávolítás
•
szerves anyagok lebonthatóságának megnövelése
•
színanyagok roncsolása
•
nagytiszta vízipari felhasználás
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Ózon alkalmazási lehetőségei: hűtővíz kezelése A hűtővíz kezelés problémái • korrózió
• lerakódás (ásványi anyagok lerakódása és üledékesedése) • rothadás (biomassza pl. baktériumok, alga, nyálka, gomba képződése)
Hogyan kezeljük a problémákat? • korrózió • lerakódás • rothadás
inhibitorok (e.g. szervetlen foszfátok) lerakódást gátló inhibitorok (e.g. akrilátok) biocidek
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Ózonos hűtővíz kezelés - Előnyök • biztosított
a kiváló hűtővíz minőség
• mikroorganizmusok kialakulása (pl. alga) meggátolva • a jobb hőcsere révén megnövekedett rendszerhatékonyság • a Legionella baktérium hatékony kordában tartása (a Legionella rezisztens lehet a Cl-al szemben) • nincs káros melléktermék • nincs szükség tisztítási üzemszünetre • csökkentett sótartalom
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Sematikus hűtővízkör különböző ózon adagolási pontokkal
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Alga a hűtőtoronyban
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Hőcserélő összehasonlítása
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Korrózió összehasonlítása, ózonos kezelés előtt és után
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Hol van szükség kapacitásnövelésre? •
Tisztítóberendezés folyamatosan túlterhelt
•
Napszakosan vagy szezonálisan túlterhelt
•
A törvényi szabályozás megváltozik
•
Szag-, zajproblémák jelentkeznek
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Lehetséges megoldások •
PSB - eljárás: A meglévő levegőztetés mellett tiszta oxigén bevezetésével biztosítjuk a kívánt DO szintet
•
BIOX-N - eljárás: Biokémiai nirtogén oxidáció és eltávolítás
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során PSB (részleges oxigéndúsítás)
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során PSB eljárás előnyei: • kis tőkeberuházás
• kis térfogatszükséglet • Ideiglenes megoldásként is • nagy hatékonyság • gyors megvalósítás • nitrogén-összetevők eltávolítása • alacsony működtetési költségek • nincs zavaró kellemetlen szag
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Oxigénadagolás nyomócsőbe
Ipari gázok alkalmazási lehetőségei vízkezelés során Előnyök: •
nincs kellemetlen szag
• nincs korrózió • alacsony ráfordítási költségek
Köszönöm megtisztelő figyelmüket!
