Oneflow®– ochrona przed zakamienianiem instalacji

W ofercie WATTS

* Pienkowska J., Ragus J. konsultacja Szumski Z., WATTS Industries Polska Sp. z. o.o. VIII Ogólnokrajowa Konferencja Naukowo-Techniczna pt.: Instalacje wodociągowe i kanalizacyjne – projektowanie, wykonawstwo, eksploatacja, 8-9.05.2019, Zegrze

Przykład zakamienionych instalacji c.o i c.w.u.

Twardość wody jest parametrem istotnym ze względu na aspekty techniczne, jak i zdrowotne. Z jednej strony woda przeznaczona do spożycia powinna być relatywnie twarda, aby zapewnić wszystkie potrzebne substancje mineralne, z drugiej jednak strony – woda twarda tworzy niepożądane osady wodorowęglanowe, co może powodować uszkodzenia elementów instalacji, czy zwiększać koszty eksploatacji. Do usuwania twardości wykorzystywane są najczęściej kosztowne i obciążające środowisko procesy zmiękczania oparte na wymianie jonowej. Jednak coraz większe zainteresowanie zdobywają metody zapobiegające powstawaniu osadów w instalacjach, w tym krystalizacja TAC (Template Assisted Crystallization), która umożliwia przekształcenie minerałów odpowiedzialnych za twardość z formy jonowej w nieszkodliwą formę krystaliczną.

Twardość ogólna

Woda wykorzystywana do spożycia i na inne potrzeby gospodarcze pochodzi w przeważającej większości ze źródeł naturalnych (ujęcia wód podziemnych, ujęcia wód gruntowych, itp.) i w zależności od charakteru podłoża, z jakim ma kontakt lub z którego pochodzi, zawiera mniej lub więcej substancji mineralnych. Chemicznie woda zawiera mieszaninę jonów, przede wszystkim takich, jak: kationy wapnia (Ca2+), kationy magnezu (Mg+2), żelaza (Fe2+) i manganu (Mn2+) oraz jony wodorowęglanowe (HCO3-). Twardość ogólna jest składnikiem całkowitej wartości stałych substancji rozpuszczonych mierzonej ilością wapnia i magnezu w wodzie. Twardość ogólną wyrażamy w miligramach węglanu wapnia na litr (mg CaCO3/dm3). W zależności od stężenia określamy wodę w skali od bardzo miękkiej do bardzo twardej.

Problem twardości wody w wielu regionach Polski jest dobrze znany. W większości obszarów Polski przeważają wody średnio twarde. Niektóre źródła podają nawet, że obszary o dużej twardości i bardzo dużej twardości wody to prawie 70% powierzchni Polski. Rzadko występują wody bardzo miękkie.

Schemat przebiegu krystalizacji TAC (Template Assisted Crystallization)

Twardość wody a bezpieczeństwo instalacji

Z jednej strony, woda zbyt miękka (destylowana, zmiękczona) nie jest zalecana do stosowania w instalacjach grzewczych, ponieważ charakteryzuje się podwyższonymi wartościami korozyjnymi. Z drugiej strony, woda o wysokiej twardości powoduje wytrącanie się w trakcie eksploatacji instalacji osadów węglanowych stanowiących ogromny problem m.in. dla użytkowników i eksploatatorów instalacji. Osady te gromadzą się w rurach, armaturze grzewczej i na elementach armatury sanitarnej. Węglan wapnia tworzy osady nierozpuszczalne, powodujące ograniczenie średnicy wewnętrznej rur, wpływając na zmianę warunków hydraulicznych takich jak: natężenie przepływu czy straty ciśnienia. Zakamienienie ruchomych części armatury, pomp, zaworów, kotłów i innych urządzeń grzewczych powoduje uszkodzenie ich elementów. Gromadzenie się kamienia na elementach grzewczych systemów podgrzewu c.w.u. powoduje zmniejszenie wydajności systemu (nawet o 24%) i zwiększenie kosztów operacyjnych. Ponadto, osady stanowią bardzo dobre podłoże do rozwoju drobnoustrojów, powodując zagrożenie higieniczne dla użytkowników instalacji.

Dla użytkownika końcowego najważniejsze są aspekty takie, jak: estetyka przyborów sanitarnych, zużycie środków czyszczących czy wyższe koszty utrzymania i więcej czasu koniecznego na usunięcie zanieczyszczeń.

Twardość wody a zdrowie

Jak omówiono powyżej, twardość ogólna jest zjawiskiem niekorzystnym, jednak ze względów zdrowotnych, woda powinna zawierać dostateczne ilości związków wapnia i magnezu. Zgodnie z rozporządzeniem ministra zdrowia z dnia 7 czerwca 2015 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U. poz 1989), ogólna twardość wody pitnej powinna się wahać w zakresie 60-500 mg/dm3 (3,36-28°n). Światowa organizacja zdrowia WHO, zaleca żeby woda przeznaczona do picia miała twardość ogólną zawartą w granicach: 1-10 mval/dm3 (50-500 mg/dm3CaCO3). Zgodnie z informacjami WHO, twarda woda może chronić przed niektórymi chorobami, szczególnie układu krążenia. Wiele opracowań naukowych zwraca uwagę na wpływ miękkiej wody na częstość różnych schorzeń (nadciśnienia tętniczego, występowania zawału serca).

W ogólnej mineralizacji wody związki wapnia dominują zwykle nad związkami magnezu. Zalecane stężenie magnezu w wodzie pitnej wynosi 30-125 mg/dm3. Magnez jest niezbędny w naszej diecie, bierze on udział w wielu procesach fizjologicznych w organizmie człowieka. Jony magnezu i wapnia są łatwiej przyswajalne z wody niż z pożywienia. Wg badań magnez zawarty w wodzie do picia jest ok. 30-krotnie łatwiej wchłaniany w porównaniu z magnezem pochodzącym z żywności.

Urządzenia do przygotowania wody a twardość wody

Na rynku dostępnych jest wiele urządzeń i systemów zmiękczających wodę lub neutralizujących jej twardość. Najbardziej rozpowszechniony system oparty jest na wymianie jonowej polegającej na wymianie jonów magnezu/wapnia na jony sodu/potasu. W wyniku uzdatniania wody w oparciu o proces wymiany jonowej uzyskujemy wodę o nienaturalnym składzie chemicznym. Otrzymujemy wodę bez wystarczającej ilości jonów magnezu i wapnia, niezbędnych organizmowi człowieka ze względów zdrowotnych. Dodatkowo, typowy zmiękczacz wody wymaga zaworu sterującego i jego zasilania elektrycznego, płukania wstecznego, spustu do kanalizacji, wymiany solanki oraz powierzchni magazynowej do przechowywania soli. Proces wymiany jonowej łączy się dodatkowo z obciążaniem środowiska naturalnego dodatkowymi ilościami substancji rozpuszczonych. Dodatkowe zasolenie ścieków stwarza wiele problemów związanych z procesami ich oczyszczania.

Amerykańscy badacze wykazali negatywny wpływ dostarczania do środowiska naturalnego dodatkowych ilości soli, które mogę źle wpływać na rolnictwo (na wielkość plonów oraz na zapotrzebowanie na wodę). W przypadku wody pitnej przygotowanej w procesie wymiany jonowej często obserwowano zmianę właściwości organoleptycznych. Nie bez znaczenia pozostaje fakt, że w procesie wymiany jonowej są wprowadzane do wody dodatkowe sole, co może stanowić również problem zdrowotny.

Na świecie są prowadzone badania nad alternatywnymi metodami obniżania/usuwania twardości wody, bez potrzeby dostarczania soli i z zachowaniem substancji mineralnych w wodzie. Poniżej przestawiono znane fizykochemiczne metody uzdatniania wody związane z obecnością wodorowęglanów.

• zmiękczanie w procesach chemicznych, poprzez dodanie polifosforanów (procesy wymagające dostarczania substancji chemicznych, niska skuteczność w wodzie ciepłej);

• zmiękczanie w procesach chemicznych, wprowadzanie CO2 pod ciśnieniem (proces wymagający dostarczania substancji chemicznych, proces kosztowny);

• zakłócenie cząsteczek w polu magnetycznym (niska skuteczność);

• usuwanie twardości w wyniku indukcji elektrycznej (proces kosztowny ze względu na konieczność dostarczania energii elektrycznej, niska skuteczność);

• krystalizacja TAC (Template Assisted Crystallization).

W większości przypadków dotychczasowe badania metod fizycznych nie pozwoliły osiągnąć zadawalających wyników. Wyjątek stanowi metoda krystalizacji wspomaganej (TAC), która wyróżnia się w zapobieganiu powstawaniu kamienia i spełnia nawet najbardziej rygorystyczne normy środowiskowe.

OneFlow® – odpowiedzialna ochrona przed zakamienianiem instalacji

OneFlow® jest systemem efektywnej kontroli odkładania się kamienia w instalacjach, systemem szczególnie przyjaznym środowisku. Stosując OneFlow®, w wodzie zachowane zostają potrzebne dla zdrowia jony magnezu i wapnia. W systemie tym zastosowana została metoda krystalizacji TAC (Template Assisted Crystallization). Krystalizacja następuje na powierzchni ziaren polimerowych stanowiących złoże. Ziarnista struktura złoża umożliwia proces katalitycznego zarodkowania, a następnie wzrostu mikroskopijnych kryształów. Odpowiedni skład złoża oraz kształt granulek polimerowych umożliwiają stworzenie wyjątkowo korzystnego środowiska do przyspieszonego wzrostu kryształów. Minerały odpowiedzialne za twardość wody z formy jonowej przekształcane są w nieszkodliwą formę krystaliczną, której cząstki są następnie odrywane i przechodzą dalej wraz ze strumieniem wody. W tej bardzo stabilnej formie wapń i magnez nie osadzają się na rurach, elementach instalacji i przyborach sanitarnych.

Minerały związane na złożu w większe kryształy nie pozostawiają osadów, nie powodują zakamieniania instalacji, przy zachowaniu substancji mineralnych w wodzie. Poza zachowaniem właściwości prozdrowotnych, dodatkowo system OneFlow® jest systemem przyjaznym środowisku: brak konieczności dostarczania energii elektrycznej, brak zrzutu zanieczyszczeń do środowiska, brak konieczności dostarczania soli i innych substancji chemicznych.

Zalety systemu OneFlow®
• nie wymaga dostarczania soli ani substancji chemicznych,
• ekonomiczny i wydajny system, praktycznie bezobsługowy,
• oszczędność energii, brak konieczności zasilania elektrycznego,
• oszczędność pod względem powierzchni, niewielkie wymiary urządzeń, brak konieczności przechowywania soli lub innych substancji chemicznych,
• niewrażliwość na wahania temperatury czy też ciśnienia wody,
• oszczędność wody, brak płukania wstecznego i brak zrzutu zanieczyszczeń do systemu kanalizacji – przyjazny środowisku,
• prozdrowotne zachowanie substancji mineralnych, brak zmiany składu wody, brak dodawania jakichkolwiek substancji do wody,
• minimalna obsługa – wymiana wkładu ze złożem raz na dwa lub 3 lata (w zależności od modelu),
• prosty montaż polegający na wpięciu króćca wlotowego i wylotowego w instalację wodną.

OneFlow+ do zastosowania w instalacjach
z przepływem do 38 l/min – przygotowanie wody
na złożu Tac oraz na złożu węglowym

Więcej o systemie i urządzeniach na:

• www.wattswater.pl

• www.watts-oneflow.com

Bezpłatna prenumerata