Vodakva bude využívat novou technologii pro desinfekci pitné vody
Pracovníci technického oddělní Vodakvy navštívili úpravnu vody v Ženevě, aby se seznámili s novou technologií desinfekce pitné vody – dávkování chlornanu sodného za využití elektrochlorace. Na podrobnosti jsme se zeptali Jiřího Doubravy, specialisty technologických zařízení.
Proč jste se začali zabývat otázkou nových technologií desinfekce pitné vody?
Na velkých úpravnách vody, které provozuje naše společnost, používáme pro desinfekci pitné vody dávkování plynného chloru. Nevýhodou této metody je nebezpečí při transportu, skladování a manipulaci s tímto jedovatým plynem. Proto se naše technické oddělení dlouhodobě zabývá otázkou možné náhrady této technologie.
Jaké technologie se dnes k desinfekci pitné vody využívají?
Dnes se v největší míře používají čtyři základní technologie: dávkování plynného chloru, chlordioxydu, roztoku chlornanu sodného a desinfekce ÚV zářením. Jako nejvhodnější alternativa dávkování plynného chloru se jeví desinfekce koncentrovaným roztokem chlornanu sodného. Tato metoda je velmi rozšířená pro desinfekci menších vodních zdrojů a pro následné hygienické zabezpečení vody na vodovodní síti. Pro tento způsob desinfekce se používá průmyslově vyráběný koncentrovaný produkt, který je nutno transportovat v přepravních barelech z místa výroby na místo aplikace, což samo o sobě přináší mnoho problémů. Jeho skladováním a stárnutím dochází ke snížení koncentrace účinné látky a tvorbě sedimentů v produktu. Tyto nedostatky řeší technologie zvaná elektrochlorace.
Co znamená elektrochlorace?
Touto metodou se vyrábí velmi zředěný roztok chlornanu sodného přímo v místě aplikace. Desinfekční prostředek vzniká elektrolýzou z nasyceného roztoku chloridu sodného, tedy z roztoku potravinářské soli. Výrobou v místě aplikace se eliminuje transport a skladování nebezpečného plynného chloru, případně koncentrovaného roztoku chlornanu sodného. Vyrobený produkt je dlouhodobě stabilní a má vyšší desinfekční účinnost, což umožňuje snížit původní dávku chloru až o 30 %. Podrobně jsme se seznámili se dvěma systémy elektrochlorace, které jsou nabízeny v České republice: americký systém s obchodním názvem MIOX a anglický systém s obchodním názvem SELCOPERM.
Měli jste možnost prohlédnou si tyto systémy v provozu?
Oba systémy jsme měli možnost vidět přímo v provozu. Systémem MIOX jsou osazeny úpravny pitné vody Vysoká Pec a Limnice u Nejdku. Jde o první zařízení svého druhu v ČR. Se systémem Selcoperm jsme se podrobně seznámili při krátké exkurzi na jedné z úpraven vody pro švýcarské město Ženeva.
Jak probíhala exkurze?
Prezentaci zprostředkovala firma GRUNDFOS, která technologii Selcoperm dodává. Navštívili jsme úpravnu pitné vody na předměstí Ženevy, která prošla v letošním roce kompletní rekonstrukcí. Má kapacitu 150 l/s a zásobuje pitnou vodou část Ženevy, celkem asi 24 tisíc obyvatel. Úpravna je zásobena vodou z podzemních zdrojů v nedalekém pohoří Jura a povrchovou vodou z Ženevského jezera. Jen pro zajímavost: spotřeba vody ve Švýcarsku je velmi vysoká – ve špičkách a letních měsících je to až 500 l/os/den, průměrná spotřeba se pohybuje kolem 300 l/os/den (pro srovnání průměrná spotřeba v ČR je cca 100 l/os/den). Při rekonstrukci úpravny byla původní technologie čištění v otevřených pískových filtrech nahrazena technologií tlakové filtrace. Na vstupu surové vody do úpravny jsou osazeny sítové filtry, na kterých se odfiltrují hrubé nečistoty. Následuje další stupeň filtrace v uzavřených tlakových pískových filtrech a tlakových filtrech s aktivním uhlím. Vyrobená voda je akumulována ve vodojemu upravené vody s objemem 8 000 m3. Technologické trubní rozvody a zařízení jsou kompletně vyrobeny z nerezu, rozvody chemikálií jsou z plastů (PVC a PE). Provoz úpravny je plně automatizován. Zajímavostí je klimatizace prostorů úpravny, která eliminuje srážení vzdušné vlhkosti na technologickém zařízení a přispívá ke zvýšení životnosti stavebních konstrukcí a elektrozařízení.
Technologie elektrochlorace byla při rekonstrukci zvolena zejména kvůli nebezpečí při transportu a manipulaci s plynným chlorem v hustě obydleném území. Na úpravně jsme si mohli detailně prohlédnout celý systém Selcoperm. Specialisté z dodavatelské firmy nám popsali princip a funkci zařízení, vedoucí úpravny se s námi podělil o provozní zkušenosti po půl roce provozování.
Jaký je tedy závěr návštěvy?
Přímo na místě jsme se mohli přesvědčit, že jde o velmi spolehlivé zařízení, které nemá negativní vliv na životní prostředí a jeho nasazení je ekonomicky přijatelné. Nyní zvažujeme aplikaci technologie elektrochlorace na jedné z hlavních úpraven vody naší společnosti. V současné době probíhají jednání, vedoucí k finalizaci nabídek a výběru dodavatele technologie. Nasazení systému elektrochlorace je reálné v průběhu roku 2009.
Popis technologie
Systém elektrochlorace obsahuje změkčovač vody, elektrolytickou celu a řídící jednotku. Dále je doplněn zásobní nádrží solanky a zásobní nádrží produktu s dávkovacím čerpadlem.
Vstupními surovinami jsou kvalitní potravinářská krystalická sůl, el. energie a technologická voda.
Výstupním produktem je roztok chlornanu sodného s celkovým obsahem Cl2 ≤ 8 g Cl/l, pH 8 – 8,5.
Napájecí voda prochází změkčovačem a vtéká do zásobní nádrže solanky, kde rozpouští sůl. Čerpadlem je dopravován nasycený roztok soli do elektrolytické cely, kde vzniká roztok chlornanu sodného. Při elektrolýze se uvolňuje vodík, který je odvětrán. Vyrobený produkt je akumulován v další nádrži, ze které je pak pomocí dávkovacího čerpadla aplikován do pitné vody.
Výhody elektrochlorace
žádná manipulace s nebezpečnými chemikáliemi – odpadá transport plynného chloru případně roztoku chlornanu sodného
vstupní surovina NaCl (potravinářská sůl) je pro transport a skladování bezproblémová
desinfekční prostředek je vždy čerstvě vyrobený, se stabilním obsahem chloru – odpadají problémy s nerovnoměrnou koncentrací a sedimenty v nakupovaném produktu
výsledný produkt má mírně zásaditou reakci pH 8 – 8,5 na rozdíl od komerčně dodávaného produktu, který je silně zásaditý pH 10
výhodou je déletrvající přítomnost zbytkového chloru v trubní síti a snížená tvorba vedlejších produktů desinfekce
Kvalita soli pro elektrochloraci
Kvalita soli má hlavní vliv na údržbu a životnost systému. Teoreticky může být použita sůl libovolné kvality, ale ztráty na údržbě a životnosti systému jsou vyšší, než výhody plynoucí z nízké ceny soli. Použitá sůl by měla mít minimální obsah bromidů a jodidů. Zvláštní pozornost je třeba věnovat obsahu zbytkového vápníku, který má zásadní vliv na životnost elektrolytické cely.
Maximální přípustné limity znečištění chloridu sodného pro elektrochloraci:
Bromidy max 0,1 %, Kalcium max 0,1 %, Magnesium max 0,1 % (limit jako hmotnostní zlomek v % obsahu NaCl)
Porovnání obou systémů
Generátor systému SELCOPERM je navržen k produkci roztoku chlornanu sodného s obsahem Cl v produktu 6 – 8g Cl /l.
Systém MIOX produkuje desinfekční činidlo s koncentrací Cl v produktu 0,8 – 1,2 g Cl /l a příměsí tzv. směsných oxydantů. Směsné oxydanty mají mít podle výrobce vliv na redukci vedlejších produktů desinfekce, mají zabraňovat nežádoucímu růstu mikroorganismů a vylepšovat chuťové vlastnosti pitné vody.
Systém SELCOPERM
Vstupní suroviny pro výrobu 1 kg Cl2:
sůl NaCl 3 – 3,5 kg, El. energie 4,5 – 5 kW, obsah Cl v produktu < 8g Cl /l, vyšší životnost elektrolytické cely > 10 let, bez předehřevu technologické vody
Systém MIOX
Vstupní suroviny pro výrobu 1 kg Cl2:
sůl NaCl 2,5 – 5 kg, el. energie 7,5 – 10 kW, obsah Cl v produktu 1g Cl /l, nižší životnost elektrolytické cely 1 – 3 roky, nutnost předehřevu technologické vody
Jiřího Doubravu zpovídala Věra Štafflová – Vodakva