A szén-dioxid, oxigén és ózon szerepe az ipari vizek kezelése során

Átírás

1 A szén-dioxid, oxigén és ózon szerepe az ipari vizek kezelése során Szén-dioxid alkalmazások Oxigén és ózon alkalmazások Előadó: Paszera András Dénes

2

3 Szén-dioxid alkalmazások ph beállítás Langelier Index (LSI) beállítása

4 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; 10 o C and 1 bar Gyenge sav vízben

5 ph szabályozás szén-dioxiddal

6 CO 2 igény összehasonlítása ásványi sav igénnyel 3 kg sav/ kg NaOH 2,5 2 1,5 1 ph >10.5 ph = % 96 % [100 %] 37 % 0,5 0 CO 2 H 2 SO 4 HCl

7 CO2 és ásványi savak jellemzői CO 2 gyenge sav, nincs túlsavazás tárolása és kezelése egyszerű és biztonságos inert gáz nincs korrózió nincs sóadagolás HCl & H 2 SO 4 erős savak bonyolult szabályozás nehéz tárolás és kezelés kiold ártalmas gőzöket korrózió Természetes komponense a jó minőségű ivóvíznek

8 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: CO 2 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

9 Minden projekthez a legoptimálisabb adagolási formát keressük Diffúzor Perforált adagoló Semmi Fúvó

10 Telepítési séma Nyomás alatti vízkör, statikus keveréssel ph control QC Neutra- Box CO 2 -tartály *Cseppfolyós CO 2 adagolás

11 TAT Trambouze (F) Janssen Pharmaceutica in Belgium Neutralbox, 200 kg CO 2 /h

12 Telepítési séma Lúgos szennyvíz bevezetés ph mérés elfolyó CO 2 -tartály CO 2 -injektálás CO 2 víz

13 Side stream csőreaktorral

14 CO 2 adagolás perforált matraccal vagy diffúzorral CO 2 -tartály Elpárologtató szabályzás ph szonda Mikro buborékok

15 Perforált tömlő rozsdamentes kereten Edelstahlwerke Breitenfeld (AT); semlegesítés koaguláció után Gáz diffúzor tejüzemi szennyvíz semlegesítésére Diary Mlekarna Klatovy (CZ)

16 ph érték és a vízkőképződés Langelier Saturation Index (LSI) LSI= ph-ph s ph s = (9,3+A+B)-(C+D) A= (Log10[TDS] -1)/10 B= -13,12 x Log10 ( o C+273)+34,55 C= Log10 [Ca 2+ mint CaCO 3 ] -0,4 D= Log10 [lúgosság mint CaCO 3 ] LSI<0 korrózióra hajlamos LSI=0 egyensúly LSI>0 vízkőképződésre hajlamos Gyakorlatban szükséges feltétel: -0,5 LSI +0,5

17 A ph szabályozás döntően meghatározza a víz minőségét

18

19 ph és LSI szabályozása CO 2 dal egy nyitott hűtő rendszerben Előnyök: - Könnyű és biztonságos ph szabályozás - lúgosság szabályozása - CO 2 nem veszélyes anyag - környezetbarát, nem korróziv - csökkentett sókibocsátás Gazdaságosság: - CO 2 -fogyasztás általában kisebb mint az ásványi sav fogyasztás - Csökkentett friss víz fogyasztás, inhibitor és/vagy biocid fogyasztás

20 Oxigén alkalmazások Ózonos alkalmazások Oxigén a szennyvíztisztításban

21 A tiszta oxigén előnyei a levegővel szemben Tiszta és meghatározó alkotórész: magas oldhatóság Nincs nitrogén beinjektálás elkerülhetőek a hidraulikus problémák Gazdaságos Jellemzők: Oxigén Levegő Oxigén > 99,5 % 20,95 % Nitrogén 78,09 % } Argon < 0,5 % 0,93 % CO 2-0,033 % Szennyeződés - +

22 Oxigén előnyei a levegővel szemben: oldhatóság wt% ozone Oldhatóság [mg/l] wt % ozone 100 vol % oxygen 20,9 vol% oxygen Hőmérséklet [ o C]

23 Hűtővíz kezelése ózonnal Mi is az ózon? Ózon = O 3 a klórt megelőzve - a fluor után - a második legerősebb oxidáns mesterségesen előállítható O 2 -ből instabil, könnyen O 2 -re bomlik erősen toxikus

24 Oxigén előnyei a levegővel szemben: gazdaságosság Költségmegtakarítás - Ózon tiszta oxigénből Energiaigény %-al kevesebb Karbantartás (levegő előkészítés) Injektálási eljárás Hatékonyabb tömegáram Maradék O 3 kezelés Kevesebb csővezeték építés

25 Egy ózon rendszer fő komponensei Oxigén tartály Ózon megsemmisítő O 3 adagolás Ózon generátor PLC-vel Hűtővíz

26 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

27 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

28 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

29 Sematikus hűtővízkör különböző ózon adagolási pontokkal

30 Alga a hűtőtoronyban

31 Hőcserélő összehasonlítása

32 Korrózió összehasonlítása, ózonos kezelés előtt és után

33 Hol van szükség kapacitásnövelésre? Tisztítóberendezés folyamatosan túlterhelt Napszakosan vagy szezonálisan túlterhelt A törvényi szabályozás megváltozik Szag-, zajproblémák jelentkeznek

34 Lehetséges megoldások PSB - eljárás: A meglévő levegőztetés mellett tiszta oxigén bevezetésével biztosítjuk a kívánt DO szintet BIOX-N - eljárás: Biokémiai nirtogén oxidáció és eltávolítás

35 PSB (részleges oxigéndúsítás)

36 PSB eljárás előnyei: kis tőkeberuházás kis térfogatszükséglet Ideiglenes megoldásként is nagy hatékonyság gyors megvalósítás nitrogén-összetevők eltávolítása alacsony működtetési költségek nincs zavaró kellemetlen szag

37 Oxigénadagolás nyomócsőbe

38 Előnyök: nincs kellemetlen szag nincs korrózió alacsony ráfordítási költségek

39 Köszönöm megtisztelő figyelmüket!