WEDECO MiPRO - Water Solutions

WEDECO MiPRO™
NAJLEPSZE ROZWIĄZANIA W ZAKRESIE ZAAWANSOWANEGO UTLENIANIA
W WALCE Z DOWOLNYM RODZAJEM MIKROZANIECZYSZCZEŃ
Dlaczego zaawansowane procesy utleniania?
Na całym świecie donosi się o tendencji wzrostowej stężenia mikrozanieczyszczeń w komunalnych zasobach wodnych. Ślady organicznych
/ nieorganicznych polutantów, takich jak
NDMA, MTBE czy 1,4-dioksan często występują
w wodach gruntowych i powierzchniowych.
Powodów coraz większego poziomu zanieczyszczeń należy szukać w procesach industrializacji,
intensywnej działalności rolnej oraz ogólnej
działalności medycznej. Przedostanie się wspomnianych mikrozanieczyszczeń poprzez wodę
pitną do łańcucha pokarmowego człowieka
stwarza długoterminowe zagrożenie dla zdrowia,
a nawet uszkodzenia ludzkiego i zwierzęcego
NDMA (N-Nitrozodimetyloamina)
» jest wysoce toksyczna; możliwe działanie
rakotwórcze,
» jest produktem ubocznym i pozostałością
po wielu procesach przemysłowych,
» szkodliwa w wodzie pitnej nawet przy niskim
stężeniu,
» trudna do usunięcia z wody pitnej. Nie ulega
łatwo biodegradacji, absorpcji ani parowaniu.
Zatem nie można jej usunąć za pomocą węgla
aktywowanego; łatwo przemieszcza się w
glebie.
Pestycydy
» stanowią jedną z przyczyn skażenia wody
ponieważ tylko ich mała część wchłaniana jest
przez gatunki docelowe,
» są polutantami częściowo trwałymi przyczyniającymi się do skażenia gleby,
» powodują skażenie wód powierzchniowych
w wyniku spływania z obszarów rolnych do rzek
(przestrzenne ognisko zanieczyszczenia wód).
2
materiału genetycznego. Tradycyjne metody
oczyszczania nie dają już wystarczającej gwarancji
całkowitego usunięcia tych zanieczyszczeń.
Z powodu zmian klimatycznych i demograficznych,
w najbliższej przyszłości należy spodziewać się
dalszego zwiększenia poziomu zanieczyszczeń
zasobów wody pitnej. Pociąga to za sobą większe
ryzyko niedostatku wody, co z kolei spowoduje
wzrost zapotrzebowania na pośrednie lub bezpośrednie wtórne użycie wody ściekowej jako wody
pitnej. Zaawansowane procesy utleniania
(Advanced Oxidation Process - AOP) są najlepszym
wyborem w przypadku tych nowych form zanieczyszczenia wody.
1,4-dioksan
» powoduje podrażnienie oczu i dróg oddechowych oraz,
prawdopodobnie, uszkodzenie ośrodkowego układu
nerwowego, wątroby i nerek,
» stosowany w rozpuszczalnikach w sektorze produkcyjnym,
w fumigantach i płynach do chłodnic samochodowych.
Jest składnikiem kosmetyków, takich jak dezodoranty,
szampony, pasty do zębów i płyny do płukania jamy ustnej,
» po uwolnieniu do środowiska tworzy chmury zanieczyszczeń w wodach gruntowych,
» trudny do usunięcia ze względu na niską wiązalność z glebą
oraz odporność na naturalne procesy biodegradacyjne.
Pozostałości środków farmaceutycznych
» przedostają się do środowiska przez ścieki po
wydaleniu z organizmu lub niewłaściwej utylizacji
niezużytych środków. Głównym źródłem w wodach
powierzchniowych są komunalne oczyszczalnie
ścieków, ścieki z zakładów farmaceutycznych,
hodowli zwierząt oraz ośrodków medycznych,
» są częściowo trwałe. W związku z tym poziom
zanieczyszczeń w obiegu wodnym i organizmach
jego użytkowników stale rośnie (bioakumulacja),
» mogą powodować zaburzenia hormonalne u ludzi
i zwierząt.
Twoja najszybsza droga do AOP
AOP jest połączeniem dwóch lub więcej procesów
w celu generowania rodników hydroksylowych
(rodników OH) lub zwiększenia ich liczby. Rodniki OH
przyczyniają się do utleniania niepożądanych
substancji. W porównaniu z innymi utleniaczami,
rodniki OH posiadają znacznie większy potencjał
utleniający.
Po utworzeniu się w wodzie, rodniki hydroksylowe
wchodzą w natychmiastową reakcję z praktycznie
wszystkimi istniejącymi substancjami utlenialnymi.
Wysoka skuteczność degradacji oraz szybka kinetyka
reakcji chemicznej tego procesu są przepisem na
sukces w eliminacji licznych trwałych zanieczyszczeń.
Teoretycznie istnieje 20 metod technicznego wywołania rodników hydroksylowych. W praktyce, ugruntowaną pozycję mają dwa podstawowe procesy:
Ozon + nadtlenek wodoru
W obecności nadtlenku wodoru (H2O2), ozon
(O3) wchodzi w reakcję z anionem nadtlenku
wodoru (HO2-) generując w ten sposób rodniki
hydroksylowe. Reakcja ta jest szybsza i skuteczniejsza od reakcji samego ozonu z wodą.
rodnik OH
ozon*
nadtlenek wodoru*
nadmanganian*
Światło ultrafioletowe + nadtlenek
wodoru
podchloryn*
chlor
dwutlenek chloru*
* mierzony przy pH = 0
cząsteczka tlenu*
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
Potencjał utleniający [V]
3,0
W procesie tym promieniowanie elektromagnetyczne (światło UV) wchłaniane jest przez nadtlenek wodoru rozpuszczony w wodzie. Teoretycznie proces ten prowadzi do powstania dwóch
rodników OH z jednej cząsteczki H2O2.
W porównaniu z innymi utleniaczami,
rodniki OH posiadają znacznie większy
potencjał utleniający
3
Inżynieryjne rozwiązania
dla różnych zastosowań
Koncepcja WEDECO MiPRO™ firmy Xylem opiera
się na trzech kluczowych składnikach: ozonie,
nadtlenku wodoru i świetle ultrafioletowym. Łącząc
te technologie otrzymaliśmy elastyczne rozwiązania
dla indywidualnych wymagań. Wybór kwalifikowanych technologii zawsze zależy od konkretnej
substancji stanowiącej problem, lokalnych warun-
ków, takich jak ilość miejsca zajmowanego przez
system, prędkość przepływu oraz koszty energii.
Kierujemy się filozofią dążącą do opracowania
każdego rozwiązania WEDECO MiPRO™ jako
doskonałego uzupełnienia istniejącego procesu.
Naszym ogólnym celem jest zapewnienie możliwie
najwyższej efektywności w usuwaniu zanieczyszczeń.
H2O2
Ozon
Ozon, sam w sobie jest silnym, wielofunkcyjnym utleniaczem posiadającym wiele pozytywnych skutków oczyszczających, takich jak dezynfekcja,
odbarwianie, redukcja ChZT. Systemy WEDECO wytwarzają ozon na miejscu
z ciekłego tlenu lub powietrza. Gaz może być wprowadzony do wody za
pomocą naczyń/zbiorników reakcyjnych lub systemów pompowtryskiwaczy.
Światło UV
Nadtlenek wodoru jest bladoniebieską (lub, jako rozcieńczony bezbarwną) cieczą złożoną z wodoru (H) i tlenu (O). Działa utleniająco;
stosowany jest jako środek bielący i dezynfekujący. Nadtlenek wodoru
przechowywany jest lokalnie i dawkowany do wody w stanie płynnym.
Światło ultrafioletowe jest światłem bogatym w energię, o długości
fali 200 – 400 nanometrów (nm). Światło UV posiada szeroki wachlarz zastosowań - może być użyte do dezynfekcji wody oraz w procesach utleniania.
Światło generowane jest przez specjalne lampy UV, dla ochrony umieszczone w wodoodpornych tulejach kwarcowych. Woda (czysta lub z dodatkiem
ozonu i/lub nadtlenku wodoru) ulega napromieniowaniu światłem UV
podczas przepływu wzdłuż tulei.
4
MiPRO™ eco3plus
MiPRO™ eco3
MiPRO™ photo
Elementy systemu:
» System WEDECO Ozone
» Dozownik H2O2
» Wtryskiwacz / reaktor
» System destrukcji resztek
ozonu
Elementy systemu:
» System WEDECO Ozone
» Dozownik H2O2
» Wtryskiwacz / reaktor
» System destrukcji resztek
ozonu
» System WEDECO UV
Zastosowanie
» Najskuteczniejszy gdy
zanieczyszczenia ulegają
efektywnemu rozpadowi na
drodze reakcji rodnikowej
Zalety:
» Niskie koszty eksploatacji
» Szeroki zakres zwalczanych
substancji
Elementy systemu:
» System WEDECO UV
» Dozownik H2O2
Zastosowanie
» Efektywna redukcja
substancji wysoce światłoczułych, takich jak NDMA
Zalety:
» Dodatkowa dezynfekcja
wody światłem UV
Zastosowanie
» Wszelkie organiczne /
nieorganiczne mikrozanieczyszczenia oraz inne
trwałe substancje
Zalety:
» Poza mikrozanieczyszczeniami, system skutecznie
redukuje również substancje światłoczułe
» Dodatkowa dezynfekcja
światłem UV
5
Twój wybór: najlepsza dostępna technologia
Dla najlepszego rezultatu, zanieczyszczona woda
powinna być oczyszczana za pomocą najefektywniejszych procesów. Dlatego zastosowanie zaawansowanego procesu utleniania w zakładach wodociągowych i oczyszczalniach ścieków powinno zaczynać się
od jego właściwego wyboru.
Zastosowanie
Przemysłowe
substancje
chemiczne
Pestycydy
Środki
farmaceutyczne
Zanieczyszczenia
Ozon
Xylem oferuje Państwu pomoc w znalezieniu właściwego rozwiązania przed podjęciem długoterminowych decyzji. Mogą Państwo polegać na naszym
wieloletnim doświadczeniu w dziedzinie AOP i jego
kluczowych elementach. Technologie UV oraz
ozonowe WEDECO oferują w pełni rozwinięte
systemy uzdatniania wody ustanawiające standardy
w tej dziedzinie już od ponad trzech dekad.
UV
MiPRO™ eco3
MiPRO™ photo MiPRO™ eco3 plus
1,4-dioksan
0
0
++
+
++
MTBE
0
0
++
0
++
NDMA
0
+
+
++
++
atrazyna
+
0
++
+
++
bromacyl
++
0
++
+
++
diklofenak
++
+
++
++
++
karbamazepina
++
0
++
+
++
ibuprofen
+
0
++
+
++
kwas aminotryzonowy
+
+
+
++
++
ioheksol
+
+
++
++
++
hormony
++
0
++
+
++
geosmina
++
0
++
+
++
Substancje
smakowe i zapachowe MIB
++
0
++
+
++
Odbarwianie
++
0
++
0
++
Usuwanie rozpuszczonej materii organicznej
0
0
+
0
+
Dezynfekcja
+
++
+
+ +
++
++ = usuwa 81 - 100%
+ = usuwa 51 - 80 %
0 = usuwa mniej niż 50%
Zastosowanie zaawansowanych procesów utleniania
zawsze powinno się zacząć od właściwego wyboru.
Często zadawane pytania
„Czy naprawdę średniociśnieniowe światło UV
i nadtlenek wodoru to najlepsze procesy AOP?”
„Czy istnieje możliwość powstania bromianów przy
zastosowaniu ozonu z AOP?”
Połączenie średniociśnieniowego światła UV
i nadtlenku wodoru znane jest jako proces AOP (zaawansowany proces utleniania), ale nie jest on jedynym tego typu
procesem. Połączenie niskociśnieniowego światła UV,
nadtlenku wodoru i/lub ozonu w wielu przypadkach wpływa
korzystnie na koszty eksploatacji, pobór energii, efektywność usuwania zanieczyszczeń oraz zajmuje niewiele
miejsca. Firma Xylem pod marką WEDECO jest w stanie
zaoferować Państwu kompetencje bazujące na kluczowych
technologiach - UV i ozonowych.
Ogólnie ujmując, powstanie bromianów możliwe jest tylko
gdy w wodzie obecne są istotne ilości bromu.
W razie obecności bromu, innowacyjne połączenie ozonu
z nadtlenkiem wodoru pozwala na znaczne ograniczenie
bezpośredniej reakcji ozonu z bromem.
6
€ / m³
0,08
UV (MP) + H2O2
0,07
MiPRO photo
0,06
MiPRO eco3 plus
0,05
0,04
0,03
MiPRO eco
0,02
0,01
Ozon: 5 g
H2O2: 10 g
EEO: 0,26 kW
H2O2: 10 g
EEO: 0,16 kW
Ozon: 3 g
H2O2: 5 g
EEO: 0,56 kW
H2O2: 10 g
Diagram przedstawia porównanie
kosztów oraz zużycia energii, ozonu
i H2O2 na m³. W tym przypadku celem
jest redukcja poziomu pestycydów
i środków farmaceutycznych przy
przepływie wody 2000 m³/h.
Koszty obejmują koszty inwestycyjne,
miejsca zajmowanego przez system,
tlenu, zasilania, H2O2 oraz konserwacji.
Naszą ugruntowaną wiedzę specjalistyczną uzupełniamy
o własne laboratoria, w których prowadzimy badania nad
konkretnymi wymaganiami stawianymi przez naszych
klientów.
Nasi eksperci wyznaczają właściwą procedurę dla konkretnej sytuacji u klienta, przy użyciu mobilnych metod walidacji
AOP. Sposób ten nie jest ograniczony jedynie do nowych
systemów, lecz może być wykorzystany również w celu
optymalizacji istniejących procesów. Różnorodne procedury
mogą być w krótkim czasie poddane testom w oparciu
o konkretne parametry. Doświadczenie praktyczne owocuje
wynikami bardziej namacalnymi i obiecującymi niż w
przypadku podejścia teoretycznego.
„Jak połączenie O3 i H2O2 ze światłem UV może być
tańsze od H2O2 / UV?”
„Dlaczego niskociśnieniowe promieniowanie UV działa
wyjątkowo dobrze z AOP?”
Najlepsze rezultaty przy usuwaniu substancji zanieczyszczających wodę można osiągnąć poprzez zastosowanie
odpowiedniej technologii dostosowanej do konkretnych
warunków. Rozwiązanie MiPRO™ eco3 plus pozwala na
optymalizację na każdym etapie, dzięki temu obniżając
całkowite koszty procesu oczyszczania.
W wielu przypadkach substancje światłoczułe, takie jak
NDMA, lub kwas aminotryzonowy skutecznie ulegają
bezpośredniej degradacji pod wpływem światła UV
(254 nm). W wyniku fotolizy, światło UV powoduje rozpad
związków chemicznych, tym samym degradując polutanty.
Dodatkowo aktywacja nadtlenku wodoru prowadzi do
skutecznego utlenienia mikrozanieczyszczeń.
7
1) Roślinne tkanki przewodzące, transportujące w górę rośliny wodę z substancjami
odżywczymi pobranymi z gleby przez korzenie
2) Wiodąca na świecie
zajmująca się technologiami wody
Zatrudniamy 12 tysięcy pracowników połączonych wspólnym celem: tworzenie
innowacyjnych rozwiązań pozwalających na zapewnianie światowych potrzeb
związanych z technologiami wody. Opracowywanie nowych technologii,
które usprawnią sposób wykorzystania wody, jej oszczędzanie oraz ponowne
wykorzystanie w przyszłości ma kluczowe znaczenie dla naszej pracy.
Transportujemy, uzdatniamy, analizujemy i zwracamy wodę do środowiska,
pomagamy również ludziom w skutecznym wykorzystywaniu wody w ich domach,
zakładach i gospodarstwach. Nawiązaliśmy silne, długotrwałe relacje z klientami
w ponad 150 krajach, dzięki skutecznemu połączeniu produktów wiodących marek
oraz ekspertyz zastosowań wspieranych dziedzictwem innowacji.
Dodatkowe informacje na temat usług oferowanych przez Xylem można znaleźć na
stronie xylem.pl lub xyleminc.com
Pytania można również kierować na ogólny adres e-mail:
[email protected]
Biura Regionalne w Polsce:
BRWz - Warszawa zachodnia - 607 408 366 [email protected]
BRWw - Warszawa wschodnia - 663 860 044 [email protected]
BRG - Gdańsk - 601 596 425 [email protected]
BRP - Poznań - 663 860 041 [email protected]
BRD - śląskie, opolskie, dolnośląskie - 663 860 040 [email protected]
BRR - Rzeszów - 609 564 357 [email protected]
Xylem Water Solutions Polska Sp. z o.o.
Dawidy, ul. Warszawska 49
05-090 Raszyn
tel. 22 735 81 00
fax. 22 735 81 99
[email protected]