Leitfaden zur Aufbereitung von zirkulierendem Wasser: Kalkablagerungen, Korrosion und mikrobielle Kontrolle erklärt

Industrielle zirkulierende Kühlwassersysteme sind wichtige Bestandteile in vielen Prozessen. Während des Betriebs führen jedoch Wasserverdunstung und Seitenverluste zu einer kontinuierlichen Konzentration des zirkulierenden Wassers. Dies führt zu einem erhöhten Salzgehalt, einem Anstieg des Anionen- und Kationengehalts und erheblichen Veränderungen des pH-Wertes, die alle zur Verschlechterung der Wasserqualität beitragen. Darüber hinaus schaffen die Temperatur, der pH-Wert und der Nährstoffgehalt des zirkulierenden Wassers ein günstiges Umfeld für die mikrobielle Vermehrung, wobei Kühltürme, die dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, ideal für das Algenwachstum sind. WirksamAufbereitung von Umlaufwasserist daher unerlässlich, um die Kalkbildung zu kontrollieren, Korrosion zu kontrollieren und die mikrobielle Aktivität zu hemmen.

Häufige Probleme in zirkulierenden Wassersystemen

In zirkulierenden Wassersystemen können mehrere wichtige Probleme auftreten, wenn sie nicht richtig gehandhabt werden:

• Scale Formation: Der stille Effizienzkiller

  Wenn Wasser in Kühlsystemen zirkuliert und verdunstet, steigt die Konzentration des gelösten Salzes. Wenn diese Konzentrationen die Löslichkeit bestimmter Salze überschreiten, fallen sie aus und bilden harte Ablagerungen, die als Zunder bezeichnet werden. Zu den gängigen Typen gehören Calciumcarbonat, Calciumphosphat und Magnesiumsilikat. Der Zunder ist dicht und reduziert die Wärmeübertragungseffizienz erheblich. Eine nur 0,6 mm dicke Schicht Zunder kann den Wärmeübergangskoeffizienten um 20 % senken. Proaktive Maßnahmen, wie z.B. die NutzungUmkehrosmose-AnlagenZur Reinigung von Make-up-Wasser kann die Bildung von Kalkablagerungen erheblich gemildert werden.

• Verschmutzung: Mehr als nur Schmutz

  Verschmutzung wird hauptsächlich durch organisches Material, mikrobielle Kolonien und deren Sekrete, Schlamm und im Wasser schwebenden Staub verursacht. Im Gegensatz zu hartem Zunder sind Verschmutzungen in der Regel weicher, aber ebenso schädlich. Sie behindern nicht nur die Wärmeübertragung, sondern fördern auch die Korrosion unter der Ablagerung, wodurch die Lebensdauer der Geräte verkürzt wird. Die effektive Entfernung dieser Partikel ist ein wesentlicher Bestandteil einer umfassendenAufbereitung von IndustriewasserStrategie, die oft verschiedene Filtrationsstufen innerhalb eines größeren Systems umfasst.

• Korrosion: Die allmähliche Verschlechterung von Vermögenswerten

  Die Korrosion in zirkulierenden Wassersystemen, insbesondere von Wärmetauschern, ist hauptsächlich elektrochemisch. Sie wird durch Faktoren wie Herstellungsfehler in Geräten, einen hohen Gehalt an gelöstem Sauerstoff, korrosive Ionen (z. B. Cl-, Fe2+, Cu2+) und Biofilme, die durch mikrobielle Sekrete gebildet werden, angetrieben. Die Folgen von unkontrollierter Korrosion sind schwerwiegend und können zu einem schnellen Ausfall von Wärmetauschern und Rohrleitungen führen. Die Implementierung einer ordnungsgemäßenWasseraufbereitungsanlageDesign ist entscheidend für eine effektiveKorrosionsschutz.

• Mikrobieller Schleim: Ein Nährboden für Probleme

  Zirkulierendes Wasser enthält oft reichlich gelösten Sauerstoff, optimale Temperaturen und nährstoffreiche Bedingungen, was es für das mikrobielle Wachstum (Bakterien, Algen, Pilze) sehr förderlich macht. Eine unkontrollierte mikrobielle Vermehrung kann schnell zu einer Verschlechterung der Wasserqualität, üblen Gerüchen und Verfärbungen (z. B. Schwärzung) führen. Kühltürme können unter großflächigen Schleimablagerungen, Verstopfungen, drastisch reduzierter Kühleffizienz und verstärkter Korrosion leiden. DeshalbMikrobielle Kontrolle in Wassersystemenist ein kritischer Aspekt bei der Aufbereitung von Umlaufwasser. Lösungen, wie sie in unseremSterilisatoreinschließlich UV-Sterilisatoren und Ozongeneratoren, kann bei der Verwaltung mikrobieller Populationen sehr effektiv sein.

Die Bedrohung durch Mikroorganismen und die notwendige Überwachung

Mikroorganismen in Kühlwassersystemen stammen hauptsächlich aus zwei Quellen: Mikroben aus der Luft, die während des Betriebs des Kühlturms angesaugt werden, und solche, die in der Zusatzwasserversorgung vorhanden sind. Algen betreiben unter Sonnenlicht Photosynthese mit Kohlendioxid und Bikarbonat und setzen dabei Sauerstoff frei. Eine große Algenblüte kann so den gelösten Sauerstoff erhöhen und so Depolarisations- und Korrosionsprozesse beschleunigen.

Weit verbreitetes mikrobielles Wachstum kann dazu führen, dass zirkulierendes Wasser schwarz wird und üble Gerüche entwickelt, die die Umwelt verschmutzen. Es führt auch zur Bildung erheblicher Schleimablagerungen, die die Effizienz des Kühlturms verringern und zu einer Verschlechterung des Holzes führen können. Schleim in Wärmetauschern senkt die Wärmeübertragungsraten, erhöht den Druckabfall und kann zu starker Korrosion unter der Ablagerung führen. Darüber hinaus können diese Biofilme das darunter liegende Metall vor Korrosionsinhibitoren schützen, wodurch sie unwirksam werden. Einige Bakterien produzieren auch Stoffwechselnebenprodukte, die direkt korrosiv sind. Diese Probleme beeinträchtigen zusammen den langfristigen, sicheren Betrieb von zirkulierenden Wassersystemen, was zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten führt. Folglich ist die Kontrolle mikrobieller Gefahren genauso wichtig, wenn nicht sogar wichtiger als die Kontrolle von Zunder und Korrosion.

Die Überwachung der mikrobiellen Aktivität im zirkulierenden Wasser kann durch diese chemischen Analysen erreicht werden:

• Restchlor (freies Chlor):Bei der Verwendung von Chlor zur Desinfektion ist es wichtig, die Erscheinungszeit und den Gehalt an Restchlor zu überwachen. Hohe mikrobielle Belastungen erhöhen den Chlorbedarf erheblich.
• Ammoniak (NH3):Umlaufwasser sollte idealerweise ammoniakfrei sein. Sein Vorhandensein kann auf Prozesslecks oder atmosphärische Verunreinigungen hinweisen. Untersuchen Sie die Quellen und überwachen Sie das Nitrit, um den Ammoniakgehalt unter 10 mg/l zu halten.
• Nitrit (NO2-):Das Vorhandensein von Ammoniak und Nitrit deutet darauf hin, dass nitrifizierende Bakterien Ammoniak umwandeln. Dies erhöht den Chlorbedarf drastisch und macht es schwierig, die angestrebten Rückstände zu erreichen. Streben Sie NO2-Werte unter 1 mg/l an.
• Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB):Eine schwere mikrobielle Vermehrung erhöht den CSB, da bakterielle Sekrete die organische Belastung erhöhen. Die CSB-Analyse hilft bei der Verfolgung mikrobieller Trends; idealerweise sollte der CSB (KMnO4-Methode) unter 5 mg/l liegen.

Die Schäden, die durch Mikroorganismen im Umlaufwasser entstehen, sind groß. Reaktive Maßnahmen nach Auftreten von Problemen sind oft weniger wirksam und kostspieliger und erfordern große Mengen an Bioziden. Daher ist eine proaktive und umfassende Überwachung der mikrobiellen Bedingungen für eine wirksameAufbereitung von Kühlwasser.

Die Bedeutung des Konzentrationsverhältnisses (Konzentrationszyklen)

Das Konzentrationsverhältnis in einem zirkulierenden Wassersystem bezieht sich auf den Grad, in dem gelöste Feststoffe im Wasser durch Verdunstung und Abdrift konzentriert werden, verglichen mit dem Zusatzwasser. Es ist ein wichtiger umfassender Indikator für die Wirksamkeit der Wasserqualitätskontrolle.

Ein niedriges Konzentrationsverhältnis bedeutet einen höheren Wasserverbrauch und höhere Abschlämmmengen sowie eine unzureichende Ausnutzung der chemischen Wirksamkeit der Wasseraufbereitung. Ein höheres Konzentrationsverhältnis kann den Wasserverbrauch reduzieren und die Gesamtkosten für die Wasseraufbereitung senken. Ein zu hohes Konzentrationsverhältnis erhöht jedoch die Neigung zur Kalkbildung, erschwert die Kalk- und Korrosionskontrolle, kann zu einem Versagen der Aufbereitungschemikalien führen und die mikrobielle Kontrolle behindern. Daher ist die Aufrechterhaltung eines optimalen und vernünftigen Konzentrationsverhältnisses entscheidend für einen ausgewogenen Systembetrieb. Weitere Informationen darüber, wie effektive Systeme zu Kosteneinsparungen beitragen, finden Sie unter Allgemeine LösungenKahles Wasser.

Mechanismen der Skalenbildung verstehen

Kalkablagerungen in zirkulierenden Wassersystemen bilden sich aus übersättigten gelösten Bestandteilen. Wasser enthält verschiedene gelöste Salze wie Bikarbonate, Karbonate, Chloride und Silikate. Unter diesen sind gelöste Bikarbonate wie Calciumbikarbonat (Ca(HCO3)2) und Magnesiumbikarbonat (Mg(HCO3)2) am instabilsten und zersetzen sich leicht zu Karbonaten. Wenn bikarbonatreiches Kühlwasser über Wärmetauscheroberflächen strömt, zersetzen sich diese Salze, insbesondere in heißeren Bereichen. Sind Phosphat und Calciumionen vorhanden, fällt auch Calciumphosphat aus. Im Gegensatz zu vielen gängigen Salzen nimmt die Löslichkeit von Calciumcarbonat und Calciumphosphat mit steigender Temperatur ab. Folglich erreichen diese schwer löslichen Salze auf Wärmeübertragungsoberflächen leicht eine Übersättigung und kristallisieren aus der Lösung heraus. Diese Tendenz wird durch geringe Strömungsgeschwindigkeiten oder raue Oberflächen verstärkt, was zur Ablagerung dieser Kristalle als harter Zunder führt. Zu den gängigen Kalkbestandteilen gehören Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Calciumphosphat, Magnesiumsalze und Silikate. Die Behandlung dieser schuppenbildenden Ionen erfordert oft eine Vorbehandlung und eine sorgfältige Auswahl derZubehör und Komponenten für Wasseraufbereitungssystemewie z.B. spezifische Membranen oder Filtermedien.

Fortschrittliche Technologien zur Aufbereitung von Umlaufwasser

Die richtige AuswahlLösungen zur Wasseraufbereitungist von größter Bedeutung, wenn man die spezifischen Eigenschaften des zirkulierenden Wassersystems des Unternehmens, die Prozessbedingungen und die lokale Wasserqualität berücksichtigt. Durch Maßnahmen wie präzise Chemikaliendosierprogramme können die Parameter des zirkulierenden Wassers in einem optimalen Bereich gehalten werden. Dies gewährleistet nicht nur den langfristigen und zuverlässigen Betrieb von Produktionsanlagen, sondern steigert auch die Effizienz des Wasserverbrauchs erheblich. Die Anwendung fortschrittlicher Technologien zur Aufbereitung von Umlaufwasser bietet erhebliche wirtschaftliche Vorteile für Unternehmen und positive Auswirkungen auf die Umwelt für die Gesellschaft. Daher ist seine Einführung dringend erforderlich. Stark Water hat es sich zur Aufgabe gemacht,Aufbereitung von IndustriewasserTechnologien, um diese Herausforderungen wirksam zu bewältigen.