DE60028746T2 - Auf wasser basiertes wasserbehandlungsverfahren - Google Patents

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Kurita Water Industries Ltd. Hajime Shinjuku-ku ISERI
Kurita Water Industries Ltd. Yutaka Shinjuku-ku YONEDA
Kurita Water Industries Ltd. Kuniyuki Shinjuku-ku TAKAHASHI
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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln von Wasser in einem Wasserkühlsystem, einem Zellstoffherstellungsprozess und so weiter, in welchem mikrobielle Verschmutzung an einem Metallrohr oder Ähnlichem, welches das Wasser berührt, überwacht wird und eine entsprechende Wasserbehandlung basierend auf dem Ergebnis der Überwachung durchgeführt wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Wasserbehandlungssystem, in welchem mikrobielle Verschmutzung an einem Metallrohr und Ähnlichem früh und genau durch Überwachung einer Änderung eines Korrosionspotenzials eines Sensors, welcher ein sensibilisiertes Metall aufweist und das Wasser berührt, vorausgesagt wird, und somit eine entsprechende Wasserbehandlung basierend auf der Vorhersage durchgeführt wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Einige Probleme eines Wassersystems sind mit Schleim verbunden. Schleim, welcher durch Mikroben im Wasser ausgebildet ist, bewirkt eine Verringerung einer Wärmetransfereffizienz eines Wärmetauschers, Verstopfen von Rohren und Korrosion von Rohren und Ähnlichem. Um derartige Probleme zu verhindern, werden verschiedene Schleimbekämpfungsverfahren durchgeführt; beispielsweise wird ein Mikrobizid in dem Wassersystem hinzugefügt. Außerdem wird dem Wasser entsprechend der an den Rohren anhaftenden Schleimmenge ein Schleimbeseitigungsmittel hinzugefügt, um den an den Rohren und Ähnlichem klebenden Schleim zu beseitigen („Manual for Protecting Pipes from Corrosion", erstellt von Kajima Construction Co., Ltd. und Kurita Water Industries Ltd. und veröffentlicht von Nippon Kogyo Publishing Company 1987).
  • Gemäß einem herkömmlichen Verfahren zur Überwachung mikrobieller Verschmutzung in einem Wassersystem ist eine Gummiplatte in das Wasser eines Wassersystems eingetaucht und die Gummiplatte wird periodisch auf eine Menge eines Verschmutzungsbestandteils, welcher an der Gummiplatte anhaftet, vermessen. Ein anderes Verfahren ist im NACE Standard RPO189-89, „Standard Recommended Practice On-line Monitoring of Cooling waters", NACE International, Houston, 1996, offenbart, in welchem mikrobielle Verschmutzung durch eine Änderung der Druckdifferenz in einem Rohr erfasst wird.
  • In natürlichem Meerwasser weist Edelstahl ein sehr hohes Korrosionspotenzial auf, wenn Mikroben daran anhaften (R. Johnson, Corrosion, 41:296, 1985). Die gleiche Erscheinung tritt in einem Kühlwassersystem auf (Hirano et. al: 38. Korrosion-Korrosionsschutzdebatte, 1991).
  • Die japanische Patentveröffentlichung H6-201637A und das japanische Patent 2794772 offenbaren Verfahren zur Überwachung mikrobieller Verschmutzung durch Messung eines natürlichen Elektrodenpotenzials. Die japanische Patentveröffentlichung H10-142219A und die japanische Patentveröffentlichung 2000-9674A offenbaren ein Verfahren zur Steuerung einer Zugabe eines Mittels basierend auf den gemessenen Ergebnissen eines Korrosionspotenzials. Die Druckschrift US-A-4181882 bezieht sich auf ein Verfahren zur elektrochemischen Überwachung und Erkennung der Entstehung von Korrosion in wasserhaltigen Systemen. Ein Paar Sensoren oder Fühler 28, 30 ist isolierend an einem röhrenförmigen Teil 12 gehalten, wobei das röhrenförmige Teil in Kombination mit einer Kappe einen Spalt 20 ausbildet. Ein Fühler wirkt als ein elektrischer Signalsender, der andere wirkt als eine Erfassungselektrode, mit welcher die elektrische Antwort der korrodierenden Oberfläche gemessen wird. Die Leitfähigkeit sinkt, wenn sich Verunreinigungen an dem Spaltbereich aufbauen und somit bieten derartige Messungen einen frühen Hinweis auf Änderungen der Verschmutzungskonzentration, welche zu der Entwicklung einer schnellen Korrosion führen können. Dies erlaubt vor einem korrosiven Schaden korrigierend einzugreifen.
  • In einer herkömmlichen Schleimbekämpfungsbehandlung ist ein geeignetes Schleimbekämpfungsmittel für ein Wassersystem ausgewählt und eine Menge des hinzuzufügenden Mittels ist vorbestimmt oder so gesteuert, dass die Konzentration des Mittels in dem Wassersystem in einem vorbestimmten Bereich wäre. In letzter Zeit wurden Schleimbekämpfungsbehandlungen unter Verwendung einer Steuerungsvorrichtung durchgeführt, um die Anforderungen bezüglich Ökologie, sicherer Handhabung, besserer Verarbeitbarkeit und so weiter zu erfüllen. Jedoch wegen verschiedener externer Einflüsse, wie zum Beispiel die Verschlechterung der Wasserqualität, kann eine zufriedenstellende Behandlung durch Hinzufügen üblicher Mengen eines Mittels oder durch Steuerung der Konzentrationen der Mittel in dem Wassersystem nicht bewerkstelligt werden. Dann haften mikrobielle Verschmutzungen an dem System und verursachen verschiedene Probleme.
  • Um derartige Probleme zu verhindern, kann eine größere Menge eines Schleimbekämpfungsmittels gemäß eines Verschmutzungsgrades eines Wassersystems, welcher durch Überwachen der Anhaftungen der Verunreinigungen gemessen wird, hinzugefügt werden. Es ist erstrebenswert, die Anhaftung einer Verschmutzung ständig zu überwachen und eine größere Menge des Schleimbekämpfungsmittels hinzuzugeben, sobald die Anhaftung einer Verschmutzung erfasst wird. Aber gegenwärtig wird die zugegebene Menge Schleimbekämpfungsmittel manuell basierend auf dem von Zeit zu Zeit überwachten Verschmutzungsgrad erhöht.
  • Es ist erstrebenswert, die Zugabe der Mittel automatisch basierend auf dem Ergebnis einer Echtzeitüberwachung zu steuern. Aber das oben erwähnte Verfahren, welches eine Gummiplatte verwendet, ist kein Echtzeitüberwachungsverfahren.
  • Das andere oben erwähnte Verfahren, welches den Differenzdruck eines Rohrs misst, kann ein Echtzeitüberwachungsverfahren sein. Aber der Verschmutzungsgrad, welcher als eine Änderung des Differenzdrucks gemessen wird, ist erheblich von der Art der Anhaftung der Verschmutzungselemente an dem Rohr beeinflusst, das heißt, ob die Verschmutzungselemente an dem Rohr gleichmäßig oder ungleichmäßig anhaften. Weiterhin ist es ein Nachteil, in jedem Kühlwassersystem eine Überwachungseinrichtung dieses Typs zu installieren. Zusätzlich müssen teure Teile, wie zum Beispiel ein Differenzdruckmessgerät, eingerichtet werden und eine Überwachungsvorrichtung benötigt einen großen Installationsplatz, weil die Rohre eine ausreichende Länge zur Messung des Differenzdrucks benötigen. Weil ein Differenzdruck unter einer Bedingung einer konstanten Fließgeschwindigkeit des Kühlwassers in einem Rohr gemessen werden sollte, wird der Wasserfluss in dem Rohr über ein Konstantflussventil oder Ähnliches eingestellt. Ein erhaltener Druckdifferenzwert ist häufig durch eine kleine Änderung der Fließgeschwindigkeit, welche durch eine Verschmutzung in dem Ventil verursacht ist, beeinflusst.
  • Die Oberfläche eines in herkömmlichen Verfahren zur Überwachung des Korrosionspotenzials verwendeten Plattensensors ist so glatt, dass seine Empfindlichkeit nicht gut genug ist.
  • Wie oben erwähnt, gibt es viele Probleme bei jedem herkömmlichen Verfahren, in welchem die Zugabe von Mitteln oder der Betrieb einer Vorrichtung basierend auf dem Überwachungsergebnis einer mikrobiellen Verschmutzung gesteuert wird.
  • Wenn eine Schleimbekämpfungsmaßnahme nicht zufriedenstellend durchgeführt wird und eine große Menge von Schleim an dem Wassersystem anhaftet, sollte der Schleim entfernt werden. Aber wenn das Wassersystem nicht ständig überwacht wird, ist der Verschmutzungsgrad in dem System unklar und der Schleim wird in dem Wassersystem für eine lange Zeit beibehalten.
  • Wenn der Schleim von dem Wassersystem automatisch in regelmäßigen Abständen durch einen Zeitmesser gesteuert durch Hinzufügen eines Entfernungsmittels entfernt wird, ist das Wassersystem vor Verschmutzung geschützt. Aber in diesem Fall kann das Entfernungsmittel sogar hingefügt werden, wenn keine Verschmutzung vorhanden ist. Das ist eine Verschwendung des Mittels. Eine notwendige Behandlung sollte an einem notwendigen Zeitpunkt durchgeführt werden, um die Behandlungskosten zu reduzieren und um ökologische Anforderungen zu erfüllen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Wasserbehandlung bereitzustellen, in welchem mikrobielle Verschmutzung an metallischen Rohren und Ähnlichem früh und genau erkannt wird und eine angemessene Wasserbehandlung gemäß der Erfassung durchgeführt wird.
  • Ein Verfahren zur Wasserbehandlung in einem Wassersystem gemäß der vorliegenden Erfindung sieht mindestens einen Sensor mit einem zur Überwachung mikrobieller Verschmutzung sensibilisierten Metallstück vor, und wobei das Wasser gemäß einer Änderung des elektrischen Potenzials des metallischen Sensors behandelt wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt Empfindlichkeiten auf mikrobielle Verschmutzung von Teststücken aus Beispiel 1.
  • 2 ist eine schematische Darstellung eines in Beispiel 2 verwendeten Kühlwassersystems.
  • 3 zeigt die Änderung des Korrosionspotenzials über der Zeit, wenn das Verfahren nach Beispiel 2 durchgeführt wird.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Ein Überwachungssensor zum Erfassen einer Verschmutzung, welche durch Mikroben verursacht ist, ist aus sensibilisiertem metallischen Material gefertigt. Das Metall ist durch Tempern in einer elektrischen Brennkammer sensibilisiert, aber es kann durch ein anderes Verfahren sensibilisiert sein. Das sensibilisierte Metall kann ein metallisches Teil mit mindestens einem geschweißten Punkt und mindestens einer Spalte sein. Solch ein metallisches Teil mit einer Spalte kann die mikrobielle Verschmutzung mit einer sehr hohen Empfindlichkeit erfassen.
  • Das zu sensibilisierende Metall ist ein Edelstahl oder eine Nickellegierung.
  • Ein metallisches Teil mit einer Spalte für einen Sensor kann durch zwei sich überdeckende Platten aus derselben Metallart und Verschweißen dieser gefertigt werden, um so mindestens einen geschweißten Punkt und mindestens eine Spalte zu fertigen. Die Metallteile können jede Form haben.
  • Die Platten können durch Punktschweißen verschweißt sein, aber es ist nicht darauf beschränkt. Es wird empfohlen, ein metallisches Teil zu verwenden, welches keine Austreibung beim Schweißen aufweist. Zwei metallische Teile werden vorzugsweise an 1 bis 3 Punkten verschweißt.
  • Die geschweißten Platten mit einem Spalt können einen Oberflächenbereich, welcher den geschweißten Bereich ausschließt, größer als einen geschweißten Bereich aufweisen. Es ist egal, ob Schweißnachbehandlungen (Spannungsabbau und so weiter) um einen Schweißbereich herum durchgeführt werden oder nicht. Eine Öffnungsweite eines Luftzwischenraums zwischen zwei geschweißten metallischen Platten ist vorzugsweise ein Zehntel einer Öffnungstiefe oder kleiner.
  • Ein beschichteter Draht kann mit der sensibilisierten metallischen Platte des Sensors verbunden sein und ein elektrisches Potenzial wird über diesen beschichteten Draht gemessen. Die metallische Platte kann mit dem beschichteten Draht über einen lötfreien Anschluss, welcher an dem beschichteten Draht angebracht ist und an der metallischen Platte geschraubt ist, verbunden sein. Stattdessen hiervon können die metallischen Platten mit dem beschichteten Draht mittels Löten oder dergleichen verbunden sein.
  • Wenn die Wassertemperatur in einem Wassersystem in einem Bereich ist, dass Mikroben wachsen können, braucht das metalli sche Material des Sensors nicht erwärmt zu werden. Wenn die Wassertemperatur in dem Wassersystem zu niedrig für das Wachstum von Mikroben ist, kann eine Heizplatte an die metallische Platte des Sensors angebracht werden, um das Wachstum von Mikroben an der Oberfläche des Sensors anzuregen. Die Temperatur der Oberfläche des Sensors, welcher das Wasser berührt, ist vorzugsweise in einem Bereich von 5–50°C, weiter vorzugsweise in einem Bereich von 10–40°C.
  • Wenn die metallische Platte des Sensors den oben beschriebenen Spalte aufweist, ist die Heizplatte vorzugsweise an der äußeren Oberfläche der größeren der beiden metallischen Platten angebracht. Wenn der Bereich der beiden metallischen Platten gleich ist, kann die Heizplatte an einer von beiden befestigt werden.
  • Die Oberfläche der Heizplatte kann mit isolierendem Harz oder Ähnlichem beschichtet sein, um die Heizplatte elektrisch von dem metallischen Material des Sensors zu isolieren.
  • Wenn die Heizplatte die Metallplatte des Sensors im Wasser erwärmt, weist die Heizoberfläche der Platte vorzugsweise eine Temperatur in einem Bereich auf, wo Mikroben wachsen könne, vorzugsweise in einem Bereich von 10–50°C. Um die Temperatur in dem oben genannten Bereich zu halten, ist die Heizplatte vorzugsweise mit einem Thermostat, wie zum Beispiel einem Flüssigkeitsexpansionsthermostat, einem Bimetallthermostat, einem Temperatursteuersystem, welches einen Thermoelementtemperatursensor verwendet, und Ähnlichem ausgestattet. Die Heizplatte kann aus einer elektrischen Widerstandsanordnung mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC), das ist eine Eigenschaft einer drastischen Änderung des elektrischen Widerstands in Abhängigkeit von einem Temperatur wechsel, gebildet sein. Wenn der Sensor mit der Heizplatte, welche aus der Zusammensetzung mit dem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) gebildet ist, versehen ist, ist ein äußerlicher Temperatursensor nicht notwendig, ist die Menge des elektrischen Energieverbrauchs gering und er wird sogar bei einer Fehlfunktion nicht überhitzt.
  • Die Größe und Form der Heizplatte sind gemäß der Oberfläche der metallischen Platte, an welche die Heizplatte angebracht ist, bestimmt.
  • Die Heizplatte kann an die metallische Platte mit einem Klebstoff, einem doppelseitigen Klebeband oder Ähnlichem angebracht sein. Der Klebstoff sollte nicht durch die Wärme der Heizplatte schwächer werden.
  • Vorzugsweise ist die sensibilisierte metallische Platte des Sensors nur an einem Teil davon zur Überwachung mit Wasser in Berührung und der andere Teil der metallischen Platte ist nicht direkt mit Wasser in Berührung. Entsprechend ist der andere Teil der metallischen Platte vorzugsweise mit isolierendem Harz, wie zum Beispiel Silikonharz, an seiner gesamten Oberfläche außer in dem Bereich zur Überwachung des Potenzials beschichtet.
  • Das elektrische Potenzial des Sensors mit der sensibilisierten metallischen Platte steigt, wenn eine mikrobielle Verschmutzung daran in einem Wassersystem anhaftet. Diese Erscheinung wird auch an einer metallischen Platte, welche aus der gleichen Art von metallischem Material aber nicht sensibilisiert gefertigt ist, beobachtet. Aber die nichtsensibilisierte Platte weist eine wesentlich niedrigere Empfindlichkeit für eine Verschmutzung als die der sensibilisierten Platte auf. Insbesondere sensibilisierte metallische Platten, welche den geschweißten Punkt (die geschweißten Punkte) und die Spalte aufweisen, sind äußerst empfindlich bezüglich der Verschmutzung und erfassen eine mikrobielle Verschmutzung mit einer sehr hohen Empfindlichkeit, um es so zu ermöglichen, eine geeignete Schleimbekämpfungsbehandlung durchzuführen.
  • Wenn der Sensor in Berührung mit dem Wasser in einem Wassersystem ist, welches richtig durch eine Schleimbekämpfungsbehandlung behandelt wird, ist ein elektrisches Potenzial des Sensors nahezu konstant. Wenn die Schleimbekämpfungsbehandlung nicht geeignet ist, neigt das elektrische Potenzial des Sensors zu steigen. Wenn eine Neigung zum Steigen des Potenzials erkannt wird, wird die Schleimbekämpfungsbehandlung automatisch gesteuert, um das Wassersystem ausreichender zu behandeln. Beispielsweise, wenn das elektrische Potenzial eines Sensors einen Schwellwert überschreitet, wird die Schleimbekämpfungsbehandlung verstärkt oder eine Vorrichtung zur Beseitigung der mikrobiellen Verschmutzung wird betätigt.
  • Beispiele der Vorrichtung zum Beseitigen einer mikrobiellen Verschmutzung beinhalten eine Vorrichtung mit einer Membran zur Beseitigung von Mikroben, eine Vorrichtung, welche Mikroben durch ultraviolettes Licht sterilisiert, und eine Vorrichtung, welche mindestens eine Chemikalie zur Sterilisierung der Mikroben, wie zum Beispiel Ozon, Chlor, Hypochlorsäure, Wasserstoffperoxyd, Chlordioxid, Aktivsauerstoff in Form von Radikalen und Ähnliches, hinzufügt.
  • Ein Schwellenwert kann geeignet gemäß einem Wert des elektrischen Potenzials, welches direkt nachdem der Sensor in ein Wassersystem eingetaucht wurde, festgestellt wurde, bestimmt werden, das heißt, wenn der Sensor nicht durch eine Ver schmutzung in dem Wassersystem beeinflusst ist. Er wird vorzugsweise auf den Schwellenwert in einem Bereich von 100–300 mVvs.Ag/AgCl/ges.Kcl für ein übliches Kühlwassersystem gesetzt.
  • Zur Verstärkung der Schleimbekämpfungsbehandlung ist es wünschenswert, eine größere Menge des Mittels als üblich hinzuzufügen oder eine andere Art von Mittel zusätzlich zusammen mit dem üblicherweise verwendeten Mittel hinzuzufügen. Wenn das übliche Schleimbekämpfungsmittel kontinuierlich durch eine Chemikalienspeisepumpe hinzugefügt wird, kann eine größere Menge des Mittels nur durch Erhöhen der Menge des Mittels oder durch Installation einer anderen Chemikalienspeisepumpe, um eine zusätzliche Menge des Mittels zusätzlich zu der Pumpe im normalen Betrieb hinzuzufügen, hinzugefügt werden. Eine zusätzliche Menge des Mittels kann entweder ständig oder mit Unterbrechungen hinzugefügt werden. Wenn das Schleimbekämpfungsmittel im normalen Betrieb mit Unterbrechungen hinzugefügt wird, kann eine größere Menge des Mittels als normal durch Erhöhen der Frequenz der Zugabe des Mittels oder durch Erhöhen einer Menge des zugefügten Mittels zu einem Zeitpunkt zugegeben werden.
  • Wenn eine andere Art von Schleimbekämpfungsmittel, welche verschieden von der üblichen ist, zusätzlich hinzugefügt wird, ist es wünschenswert, eine Chemikalienspeisepumpe für das andere Mittel zu installieren und sie gemäß einem Signal von dem Sensor zu steuern. Das Mittel kann entweder ständig oder mit Unterbrechungen hinzugefügt werden. Beide Behandlungen, sowohl das Hinzufügen des Mittels als auch das Beseitigen der mikrobiellen Verschmutzungen durch die Vorrichtung, können gleichzeitig durchgeführt werden. Oder eine von beiden kann durchgeführt werden.
  • Die verstärkte Schleimbekämpfungsbehandlung wird fortgesetzt bis der Wert des elektrischen Potenzials, welches von dem Sensor gemeldet wird, sich auf den Wert eines normalen elektrischen Potenzials verringert, das heißt, auf den Wert eines elektrischen Potenzials des nicht durch Verschmutzung beeinflussten Sensors. Der Wert des normalen elektrischen Potenzials kann gemäß dem Wassersystem eingestellt werden.
  • Ein Verfahren zum Abbauen des Schleims weist das Installieren einer Pumpe und das Hinzufügen einer vorbestimmten Menge eines Mittels zum Abbauen des Schleims in einem schubweisen Betrieb auf. Die Abbaubehandlung wird üblicherweise nur ein Mal durchgeführt.
  • Wenn sich das elektrische Potenzial des Sensors nicht auf das normale elektrische Potenzial nach einer bestimmten Zeitspanne, nachdem die Behandlung verstärkt gestartet wurde oder nachdem die Abbaubehandlung gestartet wurde, absenkt, wird vorzugsweise ein Notsignal gesendet.
  • Sobald das Notsignal gesendet wurde, wird eine Fehlfunktion des Sensors überprüft und des Weiteren ein Verschmutzungsgrad in dem Wassersystem durch das Resultat einer Wasseranalyse, anderen Überwachungsverfahren und so weiter berechnet. Wenn sichergestellt ist, dass eine Verschmutzung in dem Wassersystem erheblich ist, ist es notwendig, eine weitere Abbaubehandlung durchzuführen und eine durchgreifende Maßnahme durchzuführen.
  • Ein Hinzufügen eines oxidierenden Mittels, beispielsweise Chlor, zur Schleimbekämpfungsbehandlung kann ein Problem bei der Überwachung mikrobieller Verschmutzung verursachen, weil das elektrische Potenzial des Sensors von der Konzentration des Oxidationsmittels abhängt. Aber das Verfahren zur Wasserbehandlung dieser Erfindung kann auf ein Wassersystem, in welchem ein Oxidationsmittel als Schleimbekämpfungsmittel hinzugefügt wird, angewendet werden, wenn die Konzentration des Oxidationsmittels in dem Wassersystem konstant gehalten wird. Ein Beispiel des Verfahrens, um die Konzentration des Oxidationsmittels konstant zu halten, ist ein automatisches Überwachen der Konzentration des Oxidationsmittels und ein Einstellen einer Menge des, gemäß des Ergebnisses der Überwachung hinzuzufügenden, Oxidationsmittels.
  • Ein Oxidationsmittel kann hinzugefügt werden, um die Schleimbekämpfungsbehandlung zu verstärken. Aber das elektrische Potenzial des Sensors kann durch die Konzentration des Oxidationsmittels beeinflusst werden, wenn sie höher wird, und es kann Bedenken über die Korrosion der Materialien in dem System geben. Dementsprechend ist es wünschenswert, nichtoxidierende Mittel anstatt der oxidierenden Mittel hinzuzufügen. Selbst in einem Fall, in welchem eine Vorrichtung zum Entfernen mikrobieller Verschmutzungen verwendet wird, wird das Oxidationsmittel wünschenswerterweise gesteuert, um auf einer niedrigen Konzentration gehalten zu werden.
  • Das elektrische Potenzial des Sensors kann mit einem beliebigen Verfahren erfasst werden. Eine Chemikalienspeisepumpe und eine Vorrichtung zum Entfernen der mikrobiellen Verschmutzung kann von einem beliebigen Steuersystem gesteuert werden. Das System kann einen Computer aufweisen. Vorzugsweise ist das elektrische Potenzial des Sensors nicht weniger als sechs Mal pro Tag zu messen, aber es ist nicht darauf beschränkt.
  • Es ist wünschenswert, den Sensor durch einen neuen periodisch, mindestens ein Mal im Jahr, auszutauschen. Es ist ferner wünschenswert, den Sensor, nachdem ein Notsignal erkannt wurde, auszutauschen.
  • Es gibt keine Begrenzung auf die Anzahl der zu installierenden Sensoren. Zwei oder mehr Sensoren können installiert sein, um das elektrische Potenzial mit verbesserter Genauigkeit zu erfassen. Die Sensoren weisen unterschiedliche Empfindlichkeiten auf, beispielsweise einen Sensor, welcher aus sensibilisiertem metallischem Material dieser Erfindung gefertigt ist, und einen Sensor, welcher aus nichtsensibilisiertem metallischem Material gefertigt ist, machen es möglich, die verstärkte Behandlung geeigneter durchzuführen. Eine Wasserbehandlung kann verstärkt werden, wenn eine Erhöhung des elektrischen Potenzials an dem empfindlichen Sensor gefolgt von einem Anstieg an dem weniger empfindlichen auftritt.
  • Beispiel 1
  • Die Empfindlichkeiten der Sensoren auf mikrobielle Verschmutzung wurden gemessen, und die Ergebnisse sind in 1 dargestellt.
  • Verunreinigungen einschließlich Schleim, welcher in einem praxisnahen Wasserkühlsystem gesammelt wurde, wurden einem zirkulierenden Kühlwasser mit einer Temperatur von 30°C hinzugefügt, um eine Wasserprobe anzufertigen. Drei Arten von Versuchsteilen A, B und C wurden im Folgenden in die Wasserprobe eingetaucht und die elektrischen Potenziale von ihnen wurden gemessen;
    • A: ein Versuchsteil aus Typ 304 Edelstahl (SUS304),
    • B: ein Versuchsteil aus SUS304, welches bei 650°C für 24 Stunden sensibilisiert wurde, und
    • C: ein Versuchsteil mit einer Spalte, welche durch Verbinden zweier Metallplatten unterschiedlicher Größe aus SUS304 durch eine Punktschweißung gefolgt von einer Sensibilisierung bei 650°C für 24 Stunden angefertigt wurde.
  • Wie in 1 gezeigt, stieg das elektrische Potenzial des Versuchsteils C auf einen hohen Betrag, nachdem es in die Wasserprobe eingetaucht wurde. Das elektrische Potenzial des Versuchsteils B stieg auf einen niedrigeren Betrag. Das elektrische Potenzial des Versuchsteils A hatte nur geringfügige Änderungen während dieses Versuchs.
  • Dies bedeutet, dass die Empfindlichkeit des sensibilisierten metallischen Materials auf mikrobielle Verunreinigungen hoch ist und die des sensibilisierten metallischen Sensors mit einer Spalte sogar höher ist.
  • Es wurde bestätigt, dass das elektrische Potenzial der Versuchsteile A, B oder C keine tiefgreifenden Änderungen aufwies, während das Versuchsteil in das Wassersystem, welches keine Verunreinigung enthielt, eingetaucht war.
  • Beispiel 2
  • In einer in 2 gezeigten Musteranlage eines Kühlwassersystems wurde ein Korrosionspotenzial eines Metalls (SUS304) überwacht, indem das elektrische Potenzial des Versuchsteils C von Beispiel 1, welches in das Kühlwasser eingetaucht ist, erfasst wurde, und die Wasserbehandlung basierend auf dem Ergebnis der Überwachung durchgeführt wurde.
  • In dem Wassersystem wurde Wasser in einem Kühlturm 20 mit einem Kühlgebläse 18 und einer Grube 19 über eine Wasserpumpe 21 und ein Rohr 22 zu einem Wärmetauscher 23 befördert und kehrte zu dem Kühlturm 20 über ein Rohr 24 zurück. Ein Rohr zum Sammeln einer Wasserprobe 25 wurde von dem Rohr 22 abgezweigt. Eine gesammelte Wasserprobe mit einer Temperatur von 30°C wurde über ein Rohr 25 zu einem Prüfrohr 26 befördert und zu dem Kühlturm 20 oder dem Rohr 22 oder 24 zurückgeführt.
  • Das Prüfrohr 26 wies einen Sensor 11 und eine Referenzelektrode (Ag/AgCl/ges.KCl Elektrode) 12 auf. Signale von dem Sensor 11 und von der Referenzelektrode 12 wurden zu einer Steuervorrichtung 13 gesendet. Die Steuervorrichtung 13 hat ein elektrisches Potenzial des Sensors 11 bezogen auf ein elektrisches Potenzial der Referenzelektrode 12 gemessen. Steuersignale von dieser Steuervorrichtung 13 wurden zu einer Chemikalienspeisepumpe 17 gesendet.
  • Ein Schleimbekämpfungsmittel in einem Tank 16 wird durch die Chemikalienspeisepumpen 15, 17 in die Grube 19 hinzugefügt.
  • Wenn der Sensor 11 keine Verschmutzung erfasste, wurde das Mittel nur durch die Chemikalienspeisepumpe 15 für eine übliche Verwendung hinzugefügt. Wenn der Sensor 11 eine Verschmutzung erfasste, wurde das Mittel über beide Pumpen 15 und 17 hinzugefügt, um die Schleimbekämpfungsbehandlung zu verstärken.
  • 3 zeigt Änderungen des elektrischen Potenzials des Sensors 11 über der abgelaufenen Zeit unter der Versuchsbedingung, dass die Chemikalienspeisepumpe 15 angehalten wurde, und Verschmutzungen einschließlich Schleim wurden in einem praxisnahen Kühlwassersystem regelmäßig gesammelt. Das elektrische Potenzial überschritt das obere Limit (0,20V) an dem elften Tag seitdem das Experiment startete und ein organisches Schleimbekämpfungsmittel wurde automatisch über die Pumpe 17 hinzugefügt. Das elektrische Potenzial verringerte sich in etwa einem Tag auf den unteren Grenzwert (0,17V) und dann stoppte die Pumpe 17 das Hinzufügen des Schleimbekämpfungsmittels automatisch.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Das System der vorliegenden Erfindung erfasst die mikrobielle Verschmutzung durch den Sensor genau und führt die Schleimbekämpfungsmaßnahme geeignet durch Steuerung einer zusätzlichen Menge des Mittels (der Mittel) oder durch Steuerung der Vorrichtung zur Behandlung durch und somit werden die Bedingungen des Wassersystems gut gehalten.
  • Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung überwacht die kompakte und kostengünstige Echtzeitüberwachungsvorrichtung die Verschmutzung und die Schleimbekämpfungsbehandlung kann basierend auf dem Ergebnis der Überwachung verstärkt werden. Eine Verschmutzung durch Schleim in dem Wassersystem kann durch eine frühe Erfassung der Verschmutzung und sofortige Durchführung der Behandlung verhindert werden. Da weiterhin die Schleimbekämpfungsbehandlung nur zu einem notwendigen Zeitpunkt verstärkt wird, wird kein Mittel verschwendet und die Einwirkung des Mittels auf die Umwelt kann minimiert werden. Bezogen auf die Behandlung mittels einer Vorrichtung, wird die Vorrichtung nur wenn nötig betätigt, um die Menge des Energieverbrauchs zu verringern und um die Wartungskosten abzusenken.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Wasserbehandlung in einem Wassersystem, welches die Schritte Überwachen des Wassersystems mit einem Sensor und Behandeln des Wassers basierend auf dem Ergebnis der Überwachung aufweist, wobei der Sensor ein durch Tempern sensibilisiertes Metall aufweist, wobei das Metall rostfreier Stahl oder eine Nickellegierung ist, und daran anhaftende mikrobielle Verschmutzungen überwacht, und wobei das Wasser gemäß der Änderung des elektrischen Potenzials des Sensors behandelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das metallische Material mindestens einen geschweißten Punkt und mindestens einen Spalt aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Wasser durch Hinzufügen mindestens eines Mittels in das Wassersystem behandelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Mittel mindestens eine Schleimbekämpfungschemikalie aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Wasser mit einer Vorrichtung zum Beseitigen mikrobieller Verschmutzung behandelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Vorrichtung mindestens eine Chemikalie zum Sterilisieren von Mikroben bildet.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Temperatur in dem Wassersystem in einem Bereich von 5–50°C liegt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Oberfläche des Sensors, welcher das Wasser berührt, mit einer Heizung auf eine Temperatur höher als die des Wassersystems erwärmt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Oberfläche des Sensors, welcher das Wasser berührt, von der Heizung auf 5–50°C erwärmt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die zusätzliche Menge des Schleimbekämpfungsmittels erhöht wird, wenn das elektrische Potenzial des Sensors einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  11. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein anderes Schleimbekämpfungsmittel, welches anders geartet ist als das übliche, dem Wassersystem hinzugegeben wird, wenn das elektrische Potenzial des Sensors einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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