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Gebiet der
Erfindung
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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.
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Hintergrund
der Erfindung
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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).
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Oberfläche
eines in herkömmlichen
Verfahren zur Überwachung
des Korrosionspotenzials verwendeten Plattensensors ist so glatt,
dass seine Empfindlichkeit nicht gut genug ist.
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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.
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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.
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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.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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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.
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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.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
Empfindlichkeiten auf mikrobielle Verschmutzung von Teststücken aus
Beispiel 1.
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2 ist
eine schematische Darstellung eines in Beispiel 2 verwendeten Kühlwassersystems.
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3 zeigt
die Änderung
des Korrosionspotenzials über
der Zeit, wenn das Verfahren nach Beispiel 2 durchgeführt wird.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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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.
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Das
zu sensibilisierende Metall ist ein Edelstahl oder eine Nickellegierung.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Oberfläche
der Heizplatte kann mit isolierendem Harz oder Ähnlichem beschichtet sein,
um die Heizplatte elektrisch von dem metallischen Material des Sensors
zu isolieren.
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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.
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Die
Größe und Form
der Heizplatte sind gemäß der Oberfläche der
metallischen Platte, an welche die Heizplatte angebracht ist, bestimmt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Beispiel 1
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Die
Empfindlichkeiten der Sensoren auf mikrobielle Verschmutzung wurden
gemessen, und die Ergebnisse sind in 1 dargestellt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Beispiel 2
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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.
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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.
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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.
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Ein
Schleimbekämpfungsmittel
in einem Tank 16 wird durch die Chemikalienspeisepumpen 15, 17 in
die Grube 19 hinzugefügt.
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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.
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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.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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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.
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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.