1 Dezynfekcja z użyciem chloru i dwutlenku chloru– Doświadczenia i przykłady – Dr.-Ing. Burkhard Wricke

2 Treść Wprowadzenie Dezynfekcja z użyciem chloru i podchlorynówDezynfekcja z użyciem dwutlenku chloru Przykłady zastosowania

3 Rozwój w Niemczech Dezynfekcja tylko w ok. 50 % zakładów wodociągowychNajczęściej stosowane jest chlorowanie. Wzrasta zastosowanie dwutlenku chloru i dezynfekcji promieniem UV.

4 Technika zastosowania chloruDesinfektion mit chemischen Stoffen – Chlor und Hypochlorite Technika zastosowania chloru Dozowanie chloru (DIN EN 937, W623) Dozowanie podchlorynu sodu (DIN EN 901, W623) Dozowanie podchlorynu wapnia (DIN EN 900, W623) Wytworzenie w elektrolizie i dozowanie chloru gazowego, roztworów chloru i roztworów podchlorynu sodu (W229, W623)

5 Desinfektion mit chemischen Stoffen – Chlor und HypochloriteStężenie dozowanych roztworów standardowy roztwór podchlorynu sodu g/l wolnego chloru elektroliza membranowa1) – 30 g/l wolnego chloru elektroliza komorowa – 8 g/l wolnego chloru 1) przy zastosowaniu rozcieńczonego roztworu kwasu solnego lub podchlorynu sodu ok. 1g /l

6 Desinfektion mit chemischen Stoffen – Chlor und HypochloriteGranice zastosowania chlorowania określa się przez następujące parametry jakościowe wody: Wartość pH Stężenie amonu Stężenie i struktura huminów

7 Reakcje chloru przy dozowaniuDesinfektion mit chemischen Stoffen – Chlor und Hypochlorite Reakcje chloru przy dozowaniu do wody

8 Desinfektion mit chemischen Stoffen – Chlor und HypochloriteRównowaga Cl2-HClO-ClO w wodzie przy wprowadzeniu Cl2 z [Cl-] = 1mval/l (z Axt 1970)

9 Reakcje chloru z amonemDesinfektion mit chemischen Stoffen – Chlor und Hypochlorite Reakcje chloru z amonem NH4+ + HOCl NH2Cl + H2O NH2Cl + HOCl NHCl2 + H2O NHCl + HOCl NCl3 + H2O

10 Schemat punktu przegięcia chlorowaniaDesinfektion mit chemischen Stoffen – Chlor und Hypochlorite Schemat punktu przegięcia chlorowania

11 Partnerzy reakcji i produktyDesinfektion mit chemischen Stoffen – Chlor und Hypochlorite Partnerzy reakcji i produkty reakcji chloru

12 Czynniki wpływające na tworzenie się haloformówDesinfektion mit chemischen Stoffen – Chlor und Hypochlorite Czynniki wpływające na tworzenie się haloformów Stężenie i rodzaj prekursorów Wartość pH Temperatura Stężenie bromku

13 Minimalne tworzenie się THM po 24 godzinach w wybranych wodociągachDesinfektion mit chemischen Stoffen – Chlor und Hypochlorite Minimalne tworzenie się THM po 24 godzinach w wybranych wodociągach

14 Powody coraz częstszego zastosowania dwutlenku chloruDesinfektion mit chemischen Stoffen – Chlordioxid Powody coraz częstszego zastosowania dwutlenku chloru Uniknięcie lub zmniejszenie tworzenia się THM W odróżnieniu od chloru: lepsze działanie przy wyższych wartościach pH Mniejszy wpływ na zapach i smak przy zastosowaniu wody powierzchniowej w uzdatnianiu wody do spożycia Zaawansowana technologia wytwarzania i dozowania

15 Potencjał redoks dwutlenku chloru i chloru w zależności od wartości pHDesinfektion mit chemischen Stoffen – Chlordioxid Potencjał redoks dwutlenku chloru i chloru w zależności od wartości pH

16 Desinfektion mit chemischen Stoffen – ChlordioxidMetody wytwarzania dwutlenku chloru

17 Desinfektion mit chemischen Stoffen – ChlordioxidInstalacja dwutlenku chloru wytwarzanego w reakcji chloryn/kwas z proporcjonalną do przepływu regulacją (Źródło:

18 Reakcje dwutlenku chloruDesinfektion mit chemischen Stoffen – Chlordioxid Reakcje dwutlenku chloru

19 Tworzenie się chlorynu przy różnych wartościach pHDesinfektion mit chemischen Stoffen – Chlordioxid Tworzenie się chlorynu przy różnych wartościach pH

20 Reakcja chemiczna z substancjami istniejącymi w wodzieDesinfektion mit chemischen Stoffen – Chlordioxid Reakcja chemiczna z substancjami istniejącymi w wodzie Chlor Dwutlenek chloru Amon Chloramin Brak reakcji Fenole Chlorofenol Utlenianie Związki huminowe Chlorowanie, THM, AOX Żelazo-II, Mangan-II

21 Wartości c.t dla uśmiercenia lub dezaktywacji patogenówDesinfektionswirkung Wartości c.t dla uśmiercenia lub dezaktywacji patogenów

22 Teoretyczne wartości c.t przy niemieckich wymaganiachDesinfektionswirkung Teoretyczne wartości c.t przy niemieckich wymaganiach dot. dezynfekcji

23 Zakres i warunki graniczne zastosowania chloru, związków chloru i dwutlenku chloru

24 Przykład 1: Wpływ dozowania dwutlenku chloru na tworzenie się związków biodegradowalnych

25 System dezynfekcji w austriackim zakładzie wodociągowymWW HB ClO2 O3

26 Wpływ systemu dezynfekcji na liczbę kolonii

27 Przykład 2: Przykład zażaleń dot. zapachu wody przy zastosowaniu chloru i dwutlenku chloru

28

29 Przykład 3: Możliwości wyeliminowania amonu w uzdatnianiu w celu zapewnienia skutecznej dezynfekcji przy zastosowaniu chloru

30 Charakterys- tyka wody gruntowej Możliwe etapy uzdatnianiaUwagi NH4+ < 2 mg/l Napowietrzanie (otwarte lub zamknięte) Otwarte: Woda surowa zawierająca wodorosiarczki i/lub metan, w której nie ma równowagi wapń-kwas węglowy; Zamknięte: Woda surowcowa z równowagą wapń-kwas węglowy Filtracja szybka (zwykle filtr jednowarstwowy) Odżelazianie, nitryfikacja i odmanganianie w złożu filtrującym, w miarę możliwości unikać utleniania metanu w filtrze NH4+ > 2 – 4 mg/l Filtracja jednostopniowa: poddawanie działaniu technicznego tlenu Filtracja dwustopniowa: Napowietrzenie przed każdym etapem filtracji, ewentualnie użycie zamkniętego filtra ciśnieniowego Filtracja sucha Patrz wyżej. Przy dużym ciśnieniu filtra, ewentualnie też przy jednostopniowej filtracji napowietrzanie ciśnieniowe wystarczające Przy dwustopniowej filtracji zazwyczaj odżelazianie w 1. etapie, nitryfikacja i odmanganianie w 2. etapie NH4+ > 4,0 mg/l Filtracja dwustopniowa: poddawanie działaniu technicznego tlenu Filtracja sucha Napowietrzanie ciśnieniowe zwykle niewystarczające nawet przy dwustopniowej filtracji

31 Streszczenie Granice zastosowania chloru i dwutlenku chloru są określone przez cechy wody. Działanie chloru jest mniej skuteczne w wysokim pH (> 8) i zwiększonym stężeniu amonu. W takich warunkach lepiej zastosować dwutlenek chloru. Tworzenie się produktów ubocznych jest dla chloru określone przez DOC, zawartość bromku i dawkę chloru, a dla dwutlenku chloru przez DOC, wartość pH i dawkę dwutlenku chloru. W odróżnieniu od chloru, dwutlenek chloru wykazuje mniejszy potencjał tworzenia substancji zmieniających smak i zapach wody.