Desinfektion von Kühlwasser mittels Chlordioxid und Ozon

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1 Desinfektion von Kühlwasser mittels Chlordioxid und Ozon Marcus Voss ProMaqua GmbH Maaßstraße 32/1, D Heidelberg Tel. +49 (6221) , Fax. +49 (6221)

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5 Methoden gegen Biofouling in Wassersystemen mechanische Methoden - manuelle Reinigung z.b. von Rohren oder Wärmetauschern physikalische Methoden - Temperatur (z.b. gegen Muscheln C) - Ultraschall oder andere Schockwellen chemische Methoden - oxidative Chemikalien Chlor, Chloramin Chlordioxid Ozon, Peroxid und andere Oxidationsmittel - organische Biozide und andere Chemikalien 5

6 Vergleich oxidativer Desinfektionsmittel Chlor ClO 2 Ozon Desinfektionskapazität Abhänigkeit vom ph-wert mittel stark am stärksten extrem keine niedrig Depotwirkung Stunden Tage Minuten Desinfektionsnebenprodukte THM, AOX und andere chlorierte organische Stoffe Chlorit evt. Bromat Ressourcen Cl 2 -Gas, Hypochlorit oder Elektrolyse HCl & NaClO 2 Elektrizität, Luft oder Sauerstoff 6

7 Probleme mit Chlor geringe Aktivität bei hohem ph-wert AOX-Bildung Nebenreaktionen - z.b. mit Ammonium Aktivität % Korrosion infolge der hohen Chlor-/Chlorid-Konzentrationen ph Chlor Brom Chlordioxid hohe Chlorkonzentrationen notwendig aufgrund von Resistenzbildungen 7

8 Eigenschaften von Chlordioxid Cl Cl O O O O starke oxidierende und desinfizierende Wirkung löslich in Wasser als Gas - Reaktivität unabhängig vom ph-wert - dringt direkt durch zelluläre Membranen - Biofilme werden nicht nur abgetötet, sondern aktiv entfernt ClO 2 reagiert nur als Oxidationsmittel - keine Bildung von AOX (adsorbierbare organische Halogene) - keine Reaktion mit Ammonium 8

9 Eigenschaften von Ozon O 3 Ozon ist das stärkste Oxidationsmittel zur Wasseraufbereitung Löslichkeit abhängig von Temperatur und Ozonkonzentration in der Gasphase muss wegen kurzer Halbwertszeit vor Ort erzeugt werden reagiert ohne weitere Nebenprodukte zu O 2 ab O O δ + O δ - Ozon reagiert ohne Bildung unerwünschter Nebenprodukte - keine Bildung von THM - keine Bildung von AOX 9

10 Kraftwerk ENEL bei Rom, Italien m³/h Meerwasser für Kühlzwecke Temperatur 8 20 C Rückfluss direkt ins Mittelmeer Antifouling Behandlung mit 4 Anlagen BelloZon à 10 kg/h geplante Dosierung: 0.1 ppm tatsächl. Dosierung: 0.05 ppm 10

11 Ergebnisse ENEL Projekt 0,2 ppm Cl 2 Dosierung Reduzierung des Biofilms belagbildende Organismen nach 120 Tagen vorhanden 0,1 ppm ClO 2 Dosierung Reduzierung des Biofilms keine belagbildenden Organismen nach 20 Tagen Anzahl verschiedener Organismen nach Tagen Behandlungszeit 11

12 Wasserkraftwerk, Itaipu (Brasilien/Paraguay) m³/h Kühlwasser je Turbine Wachstum von Limnoperna fortunei (Goldmuschel) auf jeder nassen Oberfläche, sogar bei 12,5 bar - verstopfter Filter - verstopfte Wärmetauscher häufige Unterbrechungen der Generatoren zur Säuberung von Filter und Wärmetauscher Behandlung des Kühlwassers mit 0,3 ppm Ozon verhindert das Muschelwachstum komplett 12

13 Ergebniss: Sichtkontrolle der Wärmetauscher 3 Monate nach der letzten Reinigung ohne Ozonisierung 3 Monate nach der letzten Reinigung mit Ozonisierung 13

14 Ergebniss: Korrosion keine korrosive Wirkung der Ozonisierung nachweisbar - Bestimmungen der Korrosion gemäß internationaler Norm ASTM D Inkubationsperiode: 87 Tage - Korrosionsrate: 0,3 mpy (mpy = mils per year) 0 bis 2 mpy = ausgezeichnet 3 bis 5 mpy = gut 6 bis 10 mpy = akzeptabel > 10 mpy = unakzeptabel 14

15 Zusammenfassung Chlordioxid und Ozon sind bessere Biozide gegen industrielles Biofouling als Chlor - bessere biozide Wirkung - bessere Umweltverträglichkeit Design von Systemen gegen industrielles Biofouling - Behandlungsziel muss definiert werden soll das System mit Ziel Keimfreiheit desinfiziert werden? soll die Ansiedlung von Organismen (Biofilm) verhindert werden? - geringst mögliche Konzentration von Chlordioxid oder Ozon muss durch Tests ermittelt werden 15

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Weitere Fragen?