DE19802169A1

DE19802169A1 - Verfahren zur Entfernung von biologischen Belägen und oxidativen Ablagerungen auf Metall- und Kunststoff- und mineralischen Oberflächen durch Reinigung mit konditionierten Reduktionsmittel

Info

Publication number: DE19802169A1
Application number: DE19802169A
Authority: DE
Original assignee: WIEMEYER
Current assignee: WIEMEYER
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 1999-08-26

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von biologischen Belägen und oxidativen Ablagerungen auf Oberflächen wasserführender Systeme.

Davon betroffen sind:

1. großtechnische Rohrleitungssysteme für wäßrige Medien,
2. Brauch- und Frischwassersysteme,
3. Aufbereitungsanlagen für die Herstellung von Frischwasser, die in Kombination mit Wärmerückgewinnungsanlagen/Wärmetauschern stehen
4. Versorgungssysteme, wie z. B. Sperrwassersysteme
5. Aufbereitungsanlagen, die der Herstellung von Emulsionen dienen und unter Zusatz von Frischwasser mit oder ohne Wärmerückgewinnungsanlagen betrieben werden
6. Kühlwasser- und Kondensatkreisläufe
7. alle Wandungen und Behälter innerhalb dieser genannten Systeme
8. alle aus diesen Systemen gespeisten weiterführenden Wassersysteme und durch andere anderweitig Abnehmer genutzte Wässer, wie Abhohlwässer, Befeuchtungswässer, Sperr- und Spritzwässer Reinigungswässer
9. alle Systeme, mit unerwünschten enzymatischen Zersetzungen
10. alle Systeme, mit Meßeinrichtungen (IDM, Rotameter. . .), oder ähnlich gelagerter Anlagenteile deren Funktion durch Belagsfreiheit verbessert wird
11. Kondensatkreisläufe
12. Systeme zur Förderung organischer Substanzen in wäßriger Emulsion.

Bekanntlich bilden sich auf Oberflächen von wäßrigen Systemen wie z. B. in den metallischen Wasserleitungen, Wärmetauschern, Kühlwasserkreisläufen und Behältern von Anlagen neben den Ablagerungen von Fremdkörpern auch Beläge, die die Funktion der Gesamtanlage herabsetzen und in deren ursächlicher Folge z. B. Korrosionserscheinungen auftreten können.

Durch Belagsbildung können verschiedene Aggregate wie z. B. Ventile, Pumpen und Rohrleitungssysteme in ihrer Funktion eingeschränkt werden. Der Wärmeübergang im Bereich der Wärmerückgewinnungssysteme verschlechtert sich und unerwünschte chemische Korrosionsreaktionen werden ebenfalls verursacht.

Ablagerungen bedeuten immer auch eine Erhöhung der Reibungsverluste und Verringerung der Durchsatzmengen im System und damit eine Veränderung des Energieverbrauchs für die Mediumförderung.

In vielen Fällen führt die Korrosion zu örtlichen Zerstörungen und Undichtigkeiten im Gesamtsystem.

Durch die analytische Zusammensetzung von Rohwässern kann in wasserführenden Systemen starke Korrosion auftreten, wenn, wie oft nachgewiesen, Mikroorganismen die Biofilmbildung und damit die Korrosionsreaktionen inizieren und auslösen.

Ausgeschiedene Polysacharide legen den Grundstein für die Belagsbildung. Diese Art der Korrosion ist als MIC (mikrobiologisch induzierte Korrosion) anzusprechen.

Die Korrosionsverläufe sind so drastisch, daß große Abschnitte der Systeme ausgetauscht werden müssen. Neben den Materialzerstörungen ergibt sich die negative Qualitätsbeeinflussung des geförderten Mediums durch teilablösende Feinstbeläge. Die Verfügbarkeit der wasserführenden Systeme ist stark eingeschränkt.

Aus der DE-PS 35 08 526 ist ein Verfahren der genannten Art zur Reinigung und zum Korrosionsschutz von Gesamtsystemen bekannt, durch das bereits erfolgte Korrosion zumindest teilweise dadurch beseitigt werden kann, daß die bei der Korrosion entstandenen Mineralien aus der Gesamtsystem los gelöst und daraus entfernt werden und gleichzeitig der künftige Korrosionsprozeß weitgehend ab gestoppt wird. Hierzu wird das Gesamtsystem mit einer Lösung von Phosphaten und Silikaten in Wasser gefüllt und eine bestimmte Zeit mit Überdruck beaufschlagt, der Druck schlagartig abgebaut und das Gesamtsystem geleert.

Der Vorgang der Druckbeaufschlagung und -entlastung kann im Wechselspiel mehrfach wiederholt werden. Es ergibt sich dabei eine Unterspülung und gleichermaßen mechanische und chemische Reinigung der korrodierten Oberflächen der Gesamtsysteme. Die Phosphate setzen sich mit Rost zu schützenden Deckschichten um, während die Silikate einen schützenden Überzug bilden.

Aus der DD-PS 1 40 488 ist eine Säurespülung von Trink- und Brauchwasserleitungen bekannt, bei der Säure in einem geschlossenen Kreislauf durch das Leitungsnetz zirkuliert und pulsartig Druckluft in das Leitungsnetz eingespeist wird.

Aus der DE-OS 35 28 648 ist eine Wasserspülung von Rohrleitungen mit pulsartiger Drucklufteinleitung bekannt.

Aus der US-PS 31 18 456 ist es bekannt, bei der Behandlung einer Rohrleitung mit einer Reinigungsflüssigkeit und pulsartig eingeleiteter Druckluft die Durchströmungsrichtung periodisch umzukehren.

Aus der DE-37 314 41 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei der zur Reinigung, Korrosionsbeseitigung, gegebenenfalls Entkalkung und Versiegelung von Gebäudewasserinstallationen, insbesondere Brauchwassersystemen oder Heizungsanlagen, bei dem man die Gebäudewasserinstallation entleert und eine mineralhaltige Spülflüssigkeit unter Druck in die Gebäudewasserinstallation einführt wird.

Beschreibung des Verfahrens

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem die gesamte Oberfläche in einem wäßrigen Gesamtsystem ohne apparativem Aufwand, in sito, und ohne Anfall von Schmutz im Außenbereich und ohne Belastung der Umwelt effektiv von Ablagerungen gereinigt, von Oxidationsrückständen befreit, und für eine nachfolgende Anwendung vorbereitet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der genannten Art dadurch gelöst, daß man eine modifizierte Spülflüssigkeit in Kontakt mit den Ablagerungen in einem geschlossenen System bringt.

Die in den wäßrigen Leitungssystemen enthaltenen oxidativen Ablagerungen werden ebenso wie Biofilm entfernt. Das gleiche gilt bei einer separaten Oberflächenbehandlung.

Die in das Leitungsnetz oder auf die Oberfläche eingebrachte Reinigungslösung besorgt ein höchst effektives Ablösen der Fremdkörper, die nach Kontakt mit der Spülflüssigkeit in Lösung gehen.

Es werden Behandlungserfolge bei der Entfernung von biologischen Belägen und oxidativen Ablagerungen auf Metall- und Kunststoff- und mineralischen Oberflächen durch Reinigung mit genanntem konditionierten Reduktionsmittel erreicht.

Es hat sich besonders bewährt, die Spülflüssigkeit in einem geschlossenen Rohrleitungssystem bei einem Arbeitsdruck von 2,5 bis 3,5 bar zirkulieren zu lassen. Die Dauer der Behandlung wird vom Ergebnis der Reinigung bestimmt und die verwendete Lösung dadurch in ökonomischer Weise genutzt.

Eine Spülflüssigkeit der genannten Zusammensetzung ist unbedenklich, und kann nach Gebrauch unter Beachtung verschiedener Nachbehandlungsschritte in das Abwasserleitungsnetz entlassen werden, ohne daß damit eine schädliche Umweltbelastung einhergeht.

Es empfiehlt sich, als ersten Anwendungsschritt bei von wäßrigen Rohrleitungssystemen die punktuelle Dosierung der Spülflüssigkeit an den Systemgrenzen vorzunehmen.

Das Einspeisen der Lösung kann kontinuierlich erfolgen. Besonders gute Reinigungsergebnisse werden erzielt, wenn das Einspeisen der modifizierten Lösung in konzentrierter Form vorgenommen wird.

Ein in sich verbundenes Gesamtsystem kann als Ganzes, aber auch abschnittsweise behandelt werden. Desgleichen ist es möglich, mehrere unabhängige Gesamtsystemen gleichzeitig zu behandeln.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Nutzung der bestehenden Anlagenteile, wie Vorratsbehälter, Pumpen, Druck- und Saugleitungen angestrebt.

Eine Kreislaufschließung, mit dem Ziel der Erhöhung der Kontakte der Lösung mit der zur behandelnden Oberfläche, ist besonders günstig.

Zur Bewertung und Verfolgung der Reinigungsreaktionen sind Analysenparameter, die die Ablösung der zu beseitigenden Beläge verdeutlichen aufzuführen. Genannt werden in diesem Zusammenhang die Parameter Leitfähigkeit, pH-Wert, Festsubstanzmenge und die quantitative Analyse der Leitbelagsbestandteile.

Aussage 1 - pH-Wert

Die pH-Wertzunahme nach Zugabe der alkalischen konditionierten Reinigungslösung und deren nachfolgende pH-Wertminderung durch chemische Umsetzung ist festzustellen. Je niedriger das pH-Wertniveau, desto höher der chemische Umwandlungsgrad und um so länger die notwendige Reinigungsdauer.

Aussage 2 - Feststoffgehalt/CSB Fracht

In geschlossenen wäßrigen Systemen entsteht neben der Reinigungsleistung durch alkalischen und reduktiven Abbau der Beläge, eine zusätzliche CSB Fracht. Diese charakterisiert sich durch einen hohen Grad an biologischen Bestandteilen, und ist Ausdruck für das zeitgleich Ablösen des Biofilmes von den Rohrleitungswandungen oder der Oberflächen während des Spülvorgangs.

Die Menge an abgelöstem Feststoff bezeichnet den Reinigungsvorgang.

Der zeitliche Verlauf der Belagsablösung erklärt sich aus der unterschiedlichen Konzentration der Reinigungslösung und der Beschaffenheit der Beläge.

In Wärmerückgewinnungsanlagen erfolgt z. B. die Erfolgskontrolle der Belagsentfernung über die Änderung der Wärmeübertragungskoeffizenten.

Zeichnungen/Erläuterungen am Beispiel

Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier schematisch skizzierter Ausführungsvarianten dargestellt.

In der Abb. 1 wird auf eine durchgeführte großtechnische Frischwassersystemreinigung unter Nutzung der bestehenden Anlagenteile, wie Vorratsbehälter, Pumpen, Druck- und Saugleitungen, ein Hauptverteilungsnetz mit allen Aggregaten und Abnehmern hingewiesen. Das Gesamtsystem mit einem Frischwasserdurchsatz von 12 000 m³/d wurde innerhalb von 15 Stunden von Ablagerungen gereinigt.

Für die erfindungsgemäße Behandlung wurde das Wasser aus dem zu reinigenden Teil des Netzes nicht abgelassen und die Spülung im Kreis vorgenommen.

Zu der erfindungsgemäßen Reinigung gehört eine Eintragsstelle oder eine Zulaufleitung in das System, das die Spülflüssigkeit aufnimmt.

Die Abb. 2 verdeutlicht die Reinigung einer Wärmerückgewinnungsanlage.

Durchführung und Ablauf des Verfahrens

Claims

1. Verfahren zur Reinigung, ist dadurch gekennzeichnet, daß mit einer modifizierten Spülflüssigkeit,
die aus gelösten anorganischen schwefelenthaltenen Salzen besteht, die je nach Erfordernis alkalisch konditioniert ist, und der darin enthaltene Schwefel eine Oxidationszahl von kleiner 6 hat,
die gesamte Oberfläche in einem wäßrigen Gesamtsystem ohne Aufwand, und ohne Anfall von Schmutz im Außenbereichen, und ohne Belastung der Umwelt effektiv von Ablagerungen und Oxidationsrückständen gereinigt werden kann und dadurch für eine nachfolgende Anwendung vorbereitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Lösung eines Reduktionsmittelgemisches in Wasser als Spülflüssigkeit verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungslösung je nach Anwendungserfordernis alkalisch z. B. durch NaOH konditioniert wird und nach Beendigung der chemischen Behandlung neutralisiert ist ( pH Wert 5-8).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ist dadurch gekennzeichnet, daß man die punktuelle Dosierung der Spülflüssigkeit kontinuierlich und oder einmalig vornimmt,

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Einspeisung der punktuellen Dosierung der Spülflüssigkeit manuell oder automatisch gesteuert vornimmt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spülflüssigkeit bei einem Arbeitsdruck von 0,1 bis 7,5 bar zirkuliert und bei einer Temperatur von 10-80 Grad Celsius angewendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein in sich verbundenes System abschnittsweise behandelt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ist dadurch gekennzeichnet, daß man mehrere unabhängige Systeme gleichzeitig behandelt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ist dadurch gekennzeichnet, daß man mehrere unabhängige Systeme/Oberflächen behandelt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ist dadurch gekennzeichnet, daß man in mehreren unabhängigen Systemen das sonst geförderte Medium gegen die Spülflüssigkeit im Rahmen der Behandlung austauscht.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ist dadurch gekennzeichnet, daß man vor der punktuellen Zugabe der Spülflüssigkeit in dem vorgelegten Wasser eine Alkalität von pH 9-14 einstellt

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ist dadurch gekennzeichnet, daß man den Eintrag von Luftsauerstoff auf ein Minimum reduziert.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Konditionierung der Spülflüssigkeit mit verschiedenen anorganischen alkalischen Salzen oder Laugen vornimmt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Ablösen der Beläge keine und oder mechanische Kräfte notwendig sind.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Ablösen der Beläge Anwendungskonzentrationen des Reduktionsmittelgemisches von 0,5 bis 20,0% notwendig sind.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendungskonzentrationen von 0,5 bis 20,0% des Reduktionsmittelgemisches keine Materialzerstörungen von Meßinstrumenten und ähnlichem stattfinden, auch wenn sie aus Buntmetall bestehen und die Einwirkzeit unter 120 min beträgt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendungskonzentrationen von 0,5 bis 20,0% des Reduktionsmittelgemisches Einwirkzeiten auf die zu entfernenden Beläge von 10-240 min notwendig sind.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, ist dadurch gekennzeichnet, daß mit steigenden Anwendungskonzentrationen des Reduktionsmittelgemisches sich die notwendigen Einwirkzeiten auf die zu entfernenden Beläge verringern.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungslösung mit 100%tiger Handelsware von Schwefel enthaltenen Salzen mit der Wertigkeit < +6 im zu reinigenden System erhalten wird.

(Feststoffeintrag ins System, nach Vorlage berechneter Wassermengen und alkalischer Konditionierung).