‘Duurzaam Legionella Beheer in Koeltorens’
Dit project wordt mede mogelijk gemaakt door SNN, koers Noord
Projectgegevens 1. Titel: Duurzaam Legionella beheer in koeltorens
2. Doelstelling: Het duurzaam en effectief bestrijden van Legionella bacteriën in koeltorens met behulp van koper/zilver ionisatie waarbij de milieuemissie van
desinfectiemiddelen wordt teruggedrongen en de emissie van koper en zilver naar het milieu wordt voorkomen.
3. Partners: CEW, Holland Water en GeoConnect-Sensing
4. Looptijd: 1 oktober 2014 t/m 31 december 2016
Huidige situatie • Er zijn naar schatting 4000 koeltorens met een vermogen van max. 4 MW in NL. • Holland Water heeft (als enige) CTGB toelating om deze te mogen behandelen met koper/zilver ionisatie. • Legionella besmettingen in koeltorens worden nog
grotendeels aangepakt met chemicaliën (met name chloor verbindingen). • Grote marktkansen voor koper/zilver ionisatie. • Uitdagingen: controle waterhardheid (complexatie van Cu en Ag), controle Cu en Ag dosering (circulerend systeem, indikking, suppletie), terugwinning gedoseerd Cu en Ag
(hergebruik grondstoffen).
Gewenste situatie • Legionella beheer met koper/zilver ionisatie.
• Controle hardheid koelwater met een in-line sensor. • Controle Cu en Ag dosering met een in-line sensor. • Elektrochemische terugwinning van gedoseerd Cu en Ag
op restant Cu en Ag elektrodes. • Elektrochemische terugwinning op basis van duurzame energie.
• Reductie van de milieuemissie van chemicaliën.
BIFIPRO® systeem • Separate zuivere koper (>99,9 wt.%) en zilver (>99,99 wt.%) elektroden. Geen legeringen. • Dosering: 400 mg/l Cu en 40 mg/l Ag. • Drinkwaternorm: 2000 mg/l Cu • WHO drinkwaternorm: 100 mg/l Ag
Natte koeltoren onthard water Ca. 2 °DH met 0,130 mg/l Cu 0,013 mg/l Ag EC = 0,5 mS/cm
ontharder ontharder
Cu
Ag
Lucht verzadigd met waterdamp
KT Indikking 3
Q
WW
Suppletie water Ca. 10 °DH EC=0,5 mS/cm
EC
onthard water Ca. 2 °DH
Zout (NaCl) Voor regeneratie
lozing Koelwater 0,4 mg/l Cu 0,04 mg/l Ag EC : 1,5 mS/cm
Q
Silco sensor (1) De Silco sensor bestaat uit een:
• • • • • •
Werk-elektrode Referentie-elektrode Tel-elektrode Temperatuur sensor Miniatuur potentiostat Software
In FF III getest onder laboratorium en semipraktijkomstandigheden In FF IV doorontwikkeld (met name Referentie elektrode) en praktijktest in koeltoren (Friesland Campina)
Silco sensor (2) 12
Ag piekhoogte (nA) Silco sensor
160
Ag (mg/l) Silco sensor
120
8
80 4
40 HWT lab
0
0 0
40
80 120 Ag (mg/l) gedoseerd
0
160
Cu piekhoogte (nA) Silco sensor 80
1600
60
1200
40
800
20
HWT lab CEW lab
40
80 120 Ag (mg/l) gedoseerd
160
Cu (mg/l) Silco sensor
400 0
0 0
400
800 1200 Cu (mg/l) achtergrond +gedoseerd
1600
0
400
800 1200 Cu (mg/l) achtergrond +gedoseerd
1600
Silco sensor (3)
600
40
Cu (mg/l)
Ag (mg/l)
50
30 20
400 200
10 0
0 0
10
20
30
0
40
10
30
40
30
40
Meting
Meting 30
600
Cu (mg/l) - cor
Piek hoogte (nA)
20
20 10 meting 0
400 200 0
-0.2
-0.19
-0.18
-0.17
Piek potentiaal
-0.16
0
10
20
Meting
Hardheid sensor (1) De hardheid sensor bestaat uit een: • • • • •
Ca, Mg en / of Na ion specifieke elektrode Referentie elektrode (optioneel) mV logger Temperatuur sensor Software (T, I correctie)
Installeren voor en na de waterontharder (omwisseling Ca en Mg ionen met Na ionen) Ontwikkelen en testen in laboratorium Holland Water, onder semi-praktijkomstandigheden in het WAC en onder praktijkomstandigheden in een koeltoren (Friesland Campina)
Hardheid sensor (2) – zonder REF Na (mV)
1 0.5 0 -0.5 -1
12/13/14
12/20/14
12/27/14
1/3/15
1/10/15
1/17/15
Na-2 (mV)
-20 -30 -40 -50 -60
12/13/14
12/20/14
12/27/14
1/3/15
1/10/15
1/17/15
12/20/14
12/27/14
1/3/15
1/10/15
1/17/15
Na-1 (mV)
-20 -30 -40 -50 -60
12/13/14
Hardheid sensor (3) – zonder REF
Ca (mV)
-10 -20 -30 -40 -50 -60
12/13/14
12/20/14
12/27/14
1/3/15
1/10/15
1/17/15
12/20/14
12/27/14
1/3/15
1/10/15
1/17/15
T (0C)
32 28 24 20 16
12/13/14
Hardheid sensor (4) – met interne REF 160 Y = 53,7 * X + 125 n=7 R2 = 0,99
200
DH 10
Na (mV)
Na (mV)
300
100
3
4
log Na (mg/l)
5
80
DH 1
40 0
0 2
DH 5
Na release afh. DH
Sensor kalibratie 1
120
6
1
1.2
1.4
1.6
1.8
log Na (mg/l)
2
2.2
Terugwin module Twee opties om koper en zilver terug te winnen uit het effluent:
1) Stroomloos: Zilver en koper laten neerslaan op onedeler materiaal. Bv. zilver op koper en koper op ijzer. 2) Met stroom
A) Bijv. met grafietkorrels (Envirocell) B) Koper en zilver op gebruikte elektroden Eerst zilver (is edeler) daarna koper.
Voorkeur gaat uit naar optie 2B. Dit onderdeel wordt momenteel opgestart.
Conclusies •
Goede Ag resultaten – redelijke Cu resultaten (probleem: REF elektrode).
•
Doorontwikkeling REF elektrode Silco sensor – daarna start duurtest onder laboratorium omstandigheden.
•
Stabiele resultaten prototype hardheid sensor – doorontwikkelen in laboratorium in opstelling met waterontharder.
•
Terugwin module: met stroom koper en zilver terugwinnen op restant koper en zilverelektroden – ontwikkelen in circulatiesysteem met Silco sensor als monitor.
Bronnen foto’s • http://www.hollandwater.com/
• http://www.cew-leeuwarden.nl/
• http://www.mertensgroep.nl/nl/webshop/product/gewasbescherming-4/reinigings-enontsmettingsmiddelen/natrium-hypochloriet-brenntag
Duurzaam Legionella beheer in koeltorens
WaterCampus Business Café
Nikolaj Walraven 28 mei 2015
