Kühlwasserbehandlung von Aquaprox Aquaprox 1. Auflage Springer 2007 Verlag C.H. Beck im Internet: www.beck.de ISBN 978 3 540 71098 1 Zu Leseprobe schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG
Inhaltsverzeichnis Einleitung... 1 1 Analyse des Wassers... 7 1.1 Physikalische Eigenschaften des Wassers... 7 1.1.1 Dichte... 7 1.1.2 Thermodynamische Eigenschaften... 8 1.1.3 Wasser-Luft-Systeme... 9 1.2 Verschiedene Arten des Wassers... 10 1.3 Verunreinigende Stoffe des Wassers... 11 1.3.1 Feste Schwebestoffe... 11 1.3.2 Gelöste Feststoffe... 12 1.3.3 Gelöste Gase... 13 1.4 Ausgewählte Einheiten für die Wasseranalyse... 14 1.5 Auswertung einiger Elemente... 18 1.5.1 Wasserhärte... 18 1.5.2 Alkalität: alkalimetrische Titer... 18 1.5.3 Auswertung der Alkalitäten... 19 1.5.4 Gesamtauswertung der Analyse: Ionen- und Gewichtsbilanz... 22 1.6 Ausgewählte Methoden und erforderliche Prüfgeräte... 23 1.6.1 Bestimmung der Alkalität... 23 1.6.2 Freie Mineralacidität... 25 1.6.3 Gesamthärte... 26 1.6.4 Calciumhärte... 27 2 Wasserbehandlung... 29 2.1 Vorbehandlung... 30 2.1.1 Grobabsiebung oder Rechenreinigung... 31 2.1.2 Belüftung oder Oxidation... 31 2.2 Chloren... 35 2.2.1 Chemie des Chlorens... 35 2.2.2 Sonstige Chlorungsmittel... 35 2.3 Sedimentation oder Absetzung... 35 2.3.1 Beschränkung der Methode... 36 2.3.2 Verwendete Apparatur... 37
VIII Inhaltsverzeichnis 2.4 Klärung Koagulation Ausflockung... 37 2.4.1 Beschreibung des Verfahrens... 37 2.4.2 Theorie der Koagulation... 37 2.4.3 Verwendete Koagulierungsmittel... 38 2.4.4 Einsatz synthetischer Ausflockungsmittel... 39 2.4.5 Verwendete Apparaturen... 41 2.5 Kalk-Soda-Enthärtung... 42 2.5.1 Beschreibung des Verfahrens... 42 2.5.2 Verwendete Apparaturen... 44 2.6 Enthärtung durch Ionenaustauscherharze... 44 2.6.1 Ionenaustausch durch Harze im Natriumkreislauf... 44 2.6.2 Entkarbonisierungsenthärtung... 45 2.6.3 Enthärtung durch Vollentsalzung... 47 2.6.4 Vergleich der Enthärtungsverfahren... 48 2.7 Filterung... 50 2.7.1 Art der Filterelemente... 50 2.7.2 Filtertypen... 51 2.7.3 Membrantechniken... 51 3 Kühlwasser... 55 3.1 Erhaltung des Rohstoffs Wasser... 55 3.2 Erhaltung der Energie... 56 3.3 Behandlung des Rohstoffs Wasser... 58 3.4 Kühlkreise... 62 3.4.1 Arbeitsprinzip... 62 3.4.2 Wärmeübergang... 62 3.4.3 Offene Kreisläufe... 64 3.4.4 Halboffene Kreisläufe... 65 3.4.5 Geschlossene Kreisläufe... 67 4 Kühltürme... 69 4.1 Arbeitsprinzip... 69 4.2 Berechnungselemente des Kühlsystems mit Verdampfung... 71 4.2.1 Begriff des Konzentrationszyklus... 71 4.2.2 Ablaufprozentsatz... 71 4.2.3 Definition der für die Berechnungen verwendeten Begriffe... 72 4.2.4 Anzahl der Konzentrationszyklen... 73 4.2.5 Schlussfolgerung... 74 4.2.6 Berechnung des Konzentrationsverhältnisses... 75 4.3 Notwendigkeit der Kühlwasserbehandlung... 76
Inhaltsverzeichnis IX 5 Ablagerungen und Ihre Behandlung... 83 5.1 Kesselstein... 83 5.1.1 Kesselsteinbildung... 83 5.1.2 Einfluss der Temperatur auf das Löslichkeitsprodukt... 84 5.1.3 Einfluss des ph-wertes auf das Löslichkeitsprodukt... 85 5.1.4 Calciumcarbonat... 85 5.2 Kesselsteinverhütung... 88 Subtraktive Verfahren... 88 5.2.1 Additive Verfahren... 90 5.3 Verschmutzende Ablagerungen... 95 5.3.1 Prinzip der Ablagerungsbildung... 95 5.3.2 Verhütung der verschmutzenden Ablagerungen... 97 5.3.3 Ablagerungsverhindernde Behandlungen... 99 5.4 Kontrolle und Beobachtung... 102 5.4.1 Prüfung des Ablagerungsumfangs auf einer Kontrollfläche... 102 5.4.2 Prüfung des Leistungsverlusts eines Testaustauschers... 102 5.4.3 Prüfung eines Kontrollaustauschers... 102 6 Korrosion und ihre Behandlung... 105 6.1 Theorie der elektrochemischen Korrosion der Metalle... 106 6.1.1 Korrosion durch örtliche Zellen... 106 6.1.2 Korrosion durch Differenzialkonzentration... 108 6.1.3 Mikrobiologische Korrosion... 110 6.2 Korrosionsarten... 110 6.3 Methoden zur Messung der Korrosion... 112 6.3.1 Elektrische Methoden der Korrosion... 112 6.3.2 Messungen durch Korrosionskontrolle... 114 6.4 6.5 Spontane Korrosionsbeständigkeit der Metalle... 116 Korrosionsschutzbehandlungen... 118 7 Mikrobiologische Kontamination und ihre Behandlung... 127 7.1 Mikrobiologie der Kühltürme... 127 7.1.1 Bakterien... 128 7.1.2 Algen... 132 7.1.3 7.1.4 Pilze... 133 Biofilm... 135 7.2 Legionärsbakterie oder Legionella pneumophila... 136 7.2.1 Definition und Beschreibung... 136 7.2.2 Kontamination und Pathologie... 138 7.2.3 Risikoinstallationen... 138 7.2.4 Luftkühltürme... 139 7.2.5 Risikoanalyse... 140 7.2.6 Empfohlene Behandlungen... 141
X Inhaltsverzeichnis 7.2.7 Gesetzliche Regelung... 142 7.2.8 Nachkontrolle... 142 7.3 Kontrolle der Mikroorganismen... 143 7.4 Schäden durch biologische Invasion... 144 7.4.1 Korrosion... 144 7.4.2 Ablagerungen... 145 7.4.3 Holzzerstörung... 145 7.5 Biozidbehandlungen... 146 7.5.1 Oxidierende Biozide... 146 7.5.2 Organische Biozide... 153 7.5.3 Biologische Dispersionsmittel... 155 7.5.4 Behandlungsarten... 155 7.6 Sonstige Behandlungen: UV... 156 8 Inbetriebnahme der Kühlanlage... 159 8.1 Kühlturm... 160 8.2 Schutz der Wärmeaustauscher... 160 8.2.1 Reinigung... 162 8.2.2 Schutzfilm... 163 8.3 Kontrolle der Wasserbehandlung... 164 8.4 Schlussfolgerung... 164 9 Anhang... 165 9.1 Die Wasseranalyse... 165 9.2 Glossar... 167 9.3 Bibliografie... 175