Chlorelektrolyse-System Selcoperm

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1 Grundfos Dosierung/desinfektion/MSR Chlorelektrolyse-System Selcoperm Zuverlässige und einfache Erzeugung von Hypochloritlösung für Desinfektionsanwendungen 7.1 Vertikale mehrstufige Kreiselpumpen 13.2 Unterwasserpumpen Pumpen und Anlagen für die Hauswasserversorgung Druckerhöhungsanlagen Desinfektionssystem 15 MAXA / MAXANA

2 Allgemein Grundlagen der Desinfektion Durch Trinkwasser können eine Reihe von Erkrankungen übertragen werden. Hierbei handelt es sich vor allem um Typhus, Paratyphus, Cholera und Brechdurchfall sowie Viruserkrankungen wie z. B. Hepatitis und Poliomyelitis. Über Legionellen in Dusch- und Badewasser können zudem Lungenerkrankungen erfolgen. Typisch für eine Trinkwasserepidemie ist die explosionsartige Ausbreitung der Erkrankungen über das gesamte Versorgungsgebiet im Gegensatz zu chemischen Beeinträchtigungen des Wassers, bei denen üblicherweise die toxischen Werte erst langsam erreicht werden. Zur Verhütung von Epidemien durch Trinkwasser sollte möglichst immer ein von Hause aus mikrobiologisch einwandfreies, d.h. nicht verunreinigtes Wasser verwendet werden, also vorzugsweise ein Tiefengrundwasser. Leider ist dies nicht überall möglich, sei es aus hydrogeologischen oder aus quantitativen Gründen. Es wird dann auf Oberflächenwasser zurückgegriffen, welches zumeist aufbereitet werden muss. In diesen Fällen gibt es die Möglichkeit, evtl. vorkommende Krankheitserreger aus dem Wasser zu entfernen, oder sie durch Zugabe bestimmter Substanzen zu dem Wasser abzutöten, d. h. das Wasser zu desinfizieren. Desinfektion mit Chlor Das in der Trinkwasseraufbereitung am weitesten verbreitete Desinfektionsmittel ist Chlor, welches in verschiedenen Formen angewendet werden kann. Die Geschichte hat gelehrt, dass die Chlorung des Wassers ein in bakteriologischer Hinsicht relativ sicheres Verfahren zur Trinkwasserentkeimung ist. Schließlich ist es über 75 Jahre her, dass Chlor zum ersten Mal für die Behandlung von Trinkwasser eingesetzt wurde. Die langjährige Erfahrung hat gezeigt, dass bei sachgemäßem Einsatz der Chlorung eine akute Toxizität weitgehend auszuschließen ist. Die Desinfektionswirkung von Chlor beruht auf der Bildung von hypochloriger Säure (HClO) in wässriger Lösung nach der Reaktionsgleichung Cl 2 + H 2 0 HCl + HClO und ist stark vom ph-wert abhängig. Die optimale Wirkung wird bei ph-werten kleiner 7,5 erzielt. Üblicherweise werden drei Verfahren der Chlorung für Trink- und Brauchwässer eingesetzt: 1. Dosierung von Chlorgas 2. Dosierung von Natrium- oder Kalziumhypochloritlösung 3. Elektrolytische Chlorerzeugung Vor allem das dritte Verfahren besitzt viele Vorteile, die sich im Anlagenkonzept der Selcoperm Chlorelektrolyse-Systeme wieder finden. Dissoziation der unterchlorigen Säure in Abhängigkeit vom ph-wert

3 Allgemein Selcoperm Prinzip der Selcoperm-Elektrolyse Bei der Elektrolyse wird Chlor direkt aus einer Kochsalzlösung mit Hilfe von elektrischem Strom hergestellt. NaCl + H 2 O Kathode H 2 NaClO NaOH Cl 2 H + Na + H 2 O NaCl OH Cl NaClO- Lösung Anode Folgende Reaktionen laufen in der Elektrolysezelle ab: 2 NaCl + 2 H 2 O 2 NaOH + Cl 2 + H 2 Das entstandene Chlor reagiert sofort mit der ebenfalls gebildeten Natronlauge zu einer Hypochloritlösung: Cl NaOH NaCl + NaClO + H 2 O Diese Produktlösung hat einen ph-wert zwischen 8,5 und,5 und eine maximale äquivalente Chlor-Konzentration im Bereich von 6-8 g/l. Sie besitzt eine Halbwertszeit von mehreren Monaten und ist somit ideal zur Lagerung in einem Puffertank geeignet. Nach der Dosierung der Produktlösung in den Wasserstrom ist keine ph-wert-korrektur nötig, wie es z.b. bei der Elektrolyse nach dem Membranverfahren oftmals erforderlich ist. Die Natriumhypochloritlösung reagiert so in einer Gleichgewichtsreaktion zur hypochlorigen Säure, dem wirksamen Desinfektionsmittel: NaClO + H 2 O NaOH + HClO Die Dosiermengen hängen von der jeweiligen Anwendung und den lokalen Vorschriften ab. Übliche Konzentrationen nach der Impfstelle betragen 0,3 bis 2 ppm Chloräquivalent. Vorteile der Chlorelektrolyse mit Selcoperm Turnkey-System Sichere und zuverlässige Methode zur Produktion von Chlor vor Ort von Chlorgas mit geringeren Sicherheitsanforderungen. elektrolyse. stellen etc. in Gebieten mit hartem Wasser. Anwendungen Typische Desinfektionsanwendungen für Chlorelektrolysesysteme finden sich insbesondere in der Die Anlagen stellen eine echte Alternative zum Einsatz von Chlorgas oder handelsüblichem Hypochlorit dar Vertikale mehrstufige Kreiselpumpen Unterwasserpumpen Pumpen und Anlagen für die Hauswasserversorgung Druckerhöhungsanlagen Desinfektionssystem MAXA / MAXANA

4 Anforderungen Anforderungen an die Aufstellung Wasser Wasserbedarf Salz Salzbedarf Elektrischer Anschluss Strombedarf Abfluss Abluft 3 3 ), vorzugsweise Trinkwasserqualität zur Verfügung Liter pro kg hergestelltem Chlor werden (max. 0,01%) ca. 4,5-5,5 kwh pro kg hergestelltem Chlor Eine Abflussmöglichkeit vor Ort für das Regenerationswasser des Wasserenthärters wird benötigt. Installationsschema der Selcoperm Elektrolyseanlagen 6 E B 4 A 5 5 D C 2 Anlagenkomponenten: A Selcoperm Elektrolyse- System B Salzlösungstank C Produkttank D Dosierpumpen E Lüftungsrohre Das interne Abluftrohr muss nach außerhalb des Gebäudes verrohrt werden. Minimaler Rohrduchmesser 0 mm. Maximale Länge der Verrohrung m. Die Verrohrung muss ohne Senken installiert und bis zum Auslass ausreichend befestigt werden. 2 Minimaler Rohrdurchmesser 32 mm für die Verrohrung zwischen Gerät und Produkttank. Verrohrung ab dem T-Stück über dem Produktlagertank muss stetig steigend bis zum Venturi-T-Stück verlegt werden. 3 Ein Venturi-T-Stück wird mit der Anlage geliefert und sichert die ausreichende Verdünnung der Abluft. Es sollte so nahe wie möglich am Auslass montiert werden. 4 Oberkante der Salzlösung sollte mindestens 0 mm über dem Ausgang der Salzlösung liegen. 5 Um das Gerät sollte ausreichend Platz für Bedien- und Wartungszugriff gewährleistet sein. 6 Eine möglichst hoch angebrachte und eine untere Raumbelüftung wird empfohlen

5 Aufbau/Dimensionierung Selcoperm Aufbau der Selcoperm-Anlagen Die Selcoperm-Anlage umfasst Elektrolysezelle, Sole-Dosierpumpe, Entgasungssäule, Belüftungsventilator mit Abluftsystem zur Durchlüftung der Elektrolysekammer und ein Wasserenthärtungssystem. Zusätzlich werden Lagertanks für die gesättigte Kochsalzlösung und für die Produktlösung sowie Dosierpumpen benötigt. Eine Mess- und Regeleinrichtung für die Chlordosierung kann den Anlagenaufbau bei Bedarf ergänzen. Die Elektrolyseanlage wird anschlussfertig geliefert, so dass nur noch die Verrohrungen für den Wasseranschluss, die Verbindungen zu dem Salz- bzw. Produktlagertank und die Abluftleitung gelegt werden müssen. Die Dimensionierung der Vorratstanks hängt vom verfügbaren Platz und dem Bedarf an NaClO-Puffervorrat ab. Die Dimensionierung des Salztanks hängt ebenfalls vom verfügbaren Platz ab und davon, ob das Salz manuell oder automatisch nachgefüllt wird. Alleinstellungs-Merkmale Sensor überwacht dies um sicherzustellen, dass immer die richtige Luftmenge durch das System strömt und in den Anlagenraum gelangen kann. sicher, dass der entstandene Wasserstoff durch den entstehenden Unterdruck aus dem Produkttank in die Außenluft geleitet wird. Die Produktlösung mit einer Chlorkonzentration von 6-8 g/l kann mehrere Wochen ohne Degradation gelagert werden. Anlagendimensionierung Selcoperm Standard-Elektrolyseanlagen sind in fünf Leistungsstufen verfügbar. Die Auswahl erfolgt über den maximalen täglichen Chlorbedarf (Dosiermenge x maximaler täglicher Wasserdurchfluss). Auswahldiagramm zur Leistungsbestimmung Wasserdurchfluss (log) Größere Leistungen auf Anfrage 7.1 Vertikale mehrstufige Kreiselpumpen Unterwasserpumpen Pumpen und Anlagen für die Hauswasserversorgung Druckerhöhungsanlagen Selcoperm 2000 Selcoperm 00 Selcoperm 500 Entsprechende Chlormenge 13.2 Desinfektionssystem Kleinere Leistungen auf Anfrage Dosiermenge mg/l Selcoperm 250 Selcoperm MAXA / MAXANA

6 Aufbau Aufbau einer Selcoperm Elektrolyseanlage (Bezeichnungen s. Seite 6-8) Elektrolysezelle und Wasserstoff-Abscheidersäule (1) in vertikaler durchsichtiger PVC-Röhre zur einfachen Prozessbeobachtung und visuellen Elektrodenprüfung - (2) entfernt den gebildeten Wasserstoff über die Lüftungsöffnung und verhindert den Übergang in den Produktlagertank. Der Wasserstoff wird durch den Auslass (F) über eine doppelte Verrohrung in die Umgebungsluft geleitet. Ein integrierter Sensor schaltet das System im Fall einer Blockage ab Hydraulikkammer (3) mit einem weiten Einstellbereich für präzise Dosierung der Salzlösung (4) mit Schalter für sichere Prozessabschaltung, wenn der kritische Minimalwert unterschritten wird (5) zur reproduzierbaren Einstellung des Verdünnungsverhältnisses (6) mit Druckanzeige für Wasserzulauf (7) zur Reduktion der Wasserhärte auf unter 20 mg/l (CaCO 3 ) (B), Salzlösung (C) und Produktlösung (D) Steuerung () IP 55 mit integrierter Wasserkühlung für die Leistungselektronik Spannung, Betriebsstunden und Luftdurchsatzmenge temabschaltung oder Fernabschaltung hohe Spannung, niedrige Spannung, Übertemperatur Elektrolysezelle, Leckage, Übertemperatur Elektronik, Belüftungsfehler, Wasserdurchflussfehler. 12 F Belüftung () mit Luftdurchsatz-Sensor (12) Verdünnung des entstehenden Wasserstoffes am Luftauslass außerhalb des Gebäudes. Die anschlussfertigen Selcoperm Elektrolysesysteme werden vor Auslieferung verrohrt, verdrahtet, beschriftet und als Gesamtsystem geprüft

7 Aufbau/Maße Selcoperm Aufbau und Maße einer Selcoperm Elektrolyseanlage Ansicht linke Seite. 12. Ansicht rechte Seite Vertikale mehrstufige Kreiselpumpen Unterwasserpumpen Pumpen und Anlagen für die Hauswasserversorgung 00 ( ) 00 ( ) 00 ( ) 00 ( ) Maße in mm Druckerhöhungsanlagen Legende 1 Elektrolysezelle 2 Wasserstoff-Abscheidersäule 3 Dosierpumpe 4 Durchflussmesser 5 Durchflussventil 6 Druckreduzierventil 7 Wasserenthärtersystem 8 Niveausensor Rückschlagventil Schaltschrank Belüftungsventilator 12 Abluftsystem mit Luftdurchsatz-Sensor 13 Ablaufstopfen D F Ausgang Produkt zum Produktlagertank Ausgang Lüftung MAXA / MAXANA Desinfektionssystem

8 Maße Aufbau und Maße einer Selcoperm Elektrolyseanlage Rückansicht Frontansicht 12 F 12 D A B C E Maße in mm Anschlüsse Anschluss Innendurchmesser metrisch imperial Eingang Wasser (A) 20 mm 1/2 Ausgang enthärtetes Wasser (B) 20 mm 1/2 Eingang Salzlösung (C) 20 mm 1/2 Ausgang Produkt (D) 32 mm 1 Ausgang Spülwasser (E) 32 mm 1 Ausgang Lüftung (F) 0 mm 3 Legende Schaltschrank Belüftungsventilator 12 Abluftsystem 13 Ablaufstopfen A B C D E F Eingang Wasser Ausgang enthärtetes Wasser Eingang Salzlösung Ausgang Produkt Ausgang Spülwasser Ausgang Lüftung

9 Identifikation Selcoperm Typenschlüssel SES Elektrolysesystem Beispiel: Typenschlüssel SES-250-M/1 = Anlagenleistung 250 g/h, metrische Anschlüsse und Netzanschluss V / 50 Hz Beispiel: SES M /1 Typenauswahl Max. Leistung g/h g/h g/h g/h g/h I M Anschluss imperial metrisch Netzspannung H V / Hz V / 50 Hz V / 60 Hz 7.1 Vertikale mehrstufige Kreiselpumpen Unterwasserpumpen Pumpen und Anlagen für die Hauswasserversorgung Druckerhöhungsanlagen 13.2 Desinfektionssystem 15 MAXA / MAXANA

10 Technische Daten Technische Daten / Bestelldaten Selcoperm Leistung Spannung Phasen Frequenz Anschlüsse Bestell-Nummer Typ [g Cl 2 /h] [kg Cl 2 /Tag] [V] [Hz] SES-125-I/ imperial ( ) SES-125-I/ imperial ( ) SES-125-I/H imperial ( ) SES-125-M/ metrisch ( ) SES-125-M/ metrisch ( ) SES-125-M/H metrisch ( ) SES-250-I/ imperial ( ) SES-250-I/ imperial ( ) SES-250-I/H imperial ( ) SES-250-M/ metrisch ( ) SES-250-M/ metrisch 5702 ( ) SES-250-M/H metrisch 5702 ( ) SES-500-I/ imperial ( ) SES-500-I/ imperial ( ) SES-500-I/ imperial ( ) SES-500-I/ imperial ( ) SES-500-M/ metrisch SES-500-M/ metrisch ( ) SES-500-M/ metrisch ( ) SES-500-M/ metrisch ( )

11 Technische Daten Selcoperm Technische Daten / Bestelldaten (Fortsetzung) Selcoperm Leistung Spannung Phasen Frequenz Anschlüsse Bestell-Nummer Typ [g Cl 2 /h] [kg Cl 2 /Tag] [V] [Hz] SES-00-I/ imperial ( ) SES-00-I/ imperial ( ) SES-00-I/ imperial ( ) SES-00-I/ imperial ( ) SES-00-M/ metrisch ( ) SES-00-M/ metrisch ( ) SES-00-M/ metrisch ( ) SES-00-M/ metrisch ( ) SES-2000-I/ imperial ( ) SES-2000-I/ imperial ( ) SES-2000-M/ metrisch ( ) SES-2000-M/ metrisch ( ) 7.1 Vertikale mehrstufige Kreiselpumpen Unterwasserpumpen Pumpen und Anlagen für die Hauswasserversorgung Druckerhöhungsanlagen 13.2 Desinfektionssystem 15 MAXA / MAXANA

12 Zubehör Salztanks Typ Volumen [kg] Ø [mm] Höhe [mm] Eingangsanschluss [mm] Ausgangsanschluss [mm] SET-150-S Gewicht ca. [kg] SET-300-S SET-500-S SET-1250-S Produktvorratstanks Typ Volumen [l] Ø [mm] Breite [mm] Länge [mm] Höhe [mm] Anschluss Zulauf [mm] Anschluss Ablauf [mm] SET-350-P * SET-501-P ** SET-700-P 700 (2 x 350) Gewicht ca. [kg] ** SET-1-P ** SET-01-P 00 (2 x 500) *** SET-2000-P SET-3000-P SET-5000-P SET-000-P * Höhe Auffangwanne: 450 mm ** Höhe Auffangwanne: 500 mm *** Höhe Auffangwanne: 630 mm Bestell- Nummer (15-150S-1) (15-300S-1) (15-500S-1) ( S-1) Bestell- Nummer (15-350P-1) (15-500P-2) (15-700P2-1) (15-00P-2) (15-00P2-2) ( P-1) ( P-1) ( P-1) (15-000P-1) Eingang enthärtetes Wasser Anschluss Zulauf Ausgang Salzlösung Anschluss Ablauf Salzlösungstank Produkttank Produkttank mit Auffangwanne

13 Zubehör Selcoperm Test Kit Beschreibung Test Kit PWS T00, bestehend aus: 5 Pipetten, 1 Meßzylinder, 1 Härte-Test-Kit, 1 Thermometer, 1 Hydrometer, 1 Test Kit für die Chlorkonzentration der Produktlösung, 1 eingeschweißtes Instruktionsblatt, 1 Tragekoffer aus PP Säurespülset Bestell-Nr ( ) Test kit 7.1 Vertikale mehrstufige Kreiselpumpen Beschreibung Säurespülset bestehend aus manueller Säurespülpumpe und Schlauch Wartungskit Bestell-Nr ( ) und sind somit für zweijährige Wartungsintervalle bestimmt (Wartungskit für Solepumpe, Dichtungssatz für Selcoperm) Beschreibung Wartungskit Dichtungen für Selcoperm 125 bis 500 Wartungskit Dichtungen für Selcoperm 00 bis 2000 Bestell-Nr ( ) ( ) Säurespülpumpe Unterwasserpumpen Pumpen und Anlagen für die Hauswasserversorgung Druckerhöhungsanlagen 13.2 Desinfektionssystem 15 MAXA / MAXANA

14 Anwendungsbeispiel Trinkwasser-Aufbereitung mit Selcoperm Legende 1 Grundwasser 2 Messsystem 3 Selcoperm Elektrolyseanlage 4 Chemikalienbehälter 5 Oxidation 6 Filtration 7 Chemische Konditionierung

15 Anwendungsbeispiel Selcoperm Schwimmbadwasser-Aufbereitung mit Selcoperm Vertikale mehrstufige Kreiselpumpen PAC NaClO ph CAN 3-12 x DIP-A. 3 Unterwasserpumpen Pumpen und Anlagen für die Hauswasserversorgung Legende 1 Schwimmbecken 2 Fernwartung, Datenerfassung per PC 3 DIP Kompaktmess- und Regelsystem 4 DIT Analysesystem 5 Selcoperm Elektrolyseanlage 6 Dosierstation für Flockungsmittel (PAC) 7 Dosierstation für Hypochlorit 8 Dosierstation für ph-korrektur Impfstellen Schwallwasserbehälter Filter 12 Umwälzpumpe 13 Messwasserzulauf 14 Rückführung des Messwassers Druckerhöhungsanlagen Desinfektionssystem MAXA / MAXANA

16 Verantwortung ist unser Ursprung Vorausdenken bestimmt unser Handeln Innovation ist unsere Zukunft GW /200. TD The name Grundfos, the Grundfos logo, and the payoff Be-Think-Innovate are registrated trademarks owned by Grundfos Management A/S or Grundfos A/S, Denmark. All rights reserved worldwide