Gewährleistung der chemischen Kompatibilität in Wasseraufbereitungsanlagen

Der Einsatz von Chemikalien ist entscheidend in vielen Aspekten der Trink- und Abwasseraufbereitung, von der Desinfektion über die pH-Wert-Einstellung bis hin zur Koagulation und mehr (Abbildung 1). Die verwendeten Chemikalien haben alle spezifische Eigenschaften und können unterschiedlich auf bestimmte Materialien reagieren, die in Wasseraufbereitungsgeräten, wie z. B. Dosierpumpen für Chemikalien, und in der gesamten Anlage vorkommen.

Chemische und materielle Unverträglichkeiten können aufgrund von Geräteschäden oder -ausfällen sowie Schäden an der Infrastruktur zu erhöhtem Wartungsaufwand und höheren Kosten führen. Bei etablierten Chemikalien und Materialien ist möglicherweise bereits bekannt, welche mit welchen kompatibel sind. Bei selten verwendeten oder proprietären Produkten ist dies jedoch möglicherweise nicht so klar.

Warum Kompatibilität wichtig ist

Wie bereits erwähnt, kann es zu einer Reihe chemischer Reaktionen kommen, die zu höheren Kosten führen können, wenn Chemikalien mit den Materialien, mit denen sie in Kontakt kommen, nicht kompatibel sind. Das beinhaltet:

Korrosion. Ätzende Chemikalien wie Chlor, Chloramin-Nebenprodukte, Ozon und Säuren, die zur pH-Wert-Einstellung verwendet werden, können bestimmte Metalle angreifen. Dies kann dazu führen, dass Schadstoffe ins Wasser gelangen, nachgelagerte Prozesse stören oder in die Wasserhähne der Gebührenzahler gelangen. Mit der Zeit kann es auch dazu kommen, dass Rohre vorzeitig undicht werden und Ventile versagen.

Degradierung. Gummi, Kunststoff und andere synthetische Materialien können sich zersetzen und ihre strukturelle Integrität verlieren, wenn sie bestimmten Chemikalien ausgesetzt werden. Dies kann zu Undichtigkeiten an Rohren, Dichtungen, Anschlüssen usw. führen. Bei Pumpen kann der Verschleiß von Membranen und anderen Komponenten die Leistung beeinträchtigen und eine häufigere und kostspieligere Wartung sowie einen vorzeitigen Austausch von Teilen erforderlich machen (Abbildung 2).

Geräteschaden. Schlechte Chemikalien- und Materialkombinationen können zu Schäden an einer Reihe von Geräten führen, darunter Mischer, Messgeräte, Pumpen und mehr. Filtermedien können auch gegenüber bestimmten Chemikalientypen anfällig sein. Dies führt wiederum zu zusätzlichen Kosten im Zusammenhang mit Wartung, Austausch und Ausfallzeiten.

Gesundheits-/Sicherheitsrisiken. Da viele der fraglichen Chemikalien ätzend, flüchtig oder auf andere Weise hochreaktiv sind, birgt ihre Verwendung eine Reihe von Gesundheits- und Sicherheitsrisiken. Wenn Geräte oder Rohrleitungen undicht werden oder Maschinen eine Notfallwartung erfordern, können diese Risiken dadurch erhöht werden, dass das Personal diesen Chemikalien oder den Nebenprodukten ihrer Wechselwirkung ausgesetzt wird.

So ermitteln Sie die Kompatibilität

Bei häufig verwendeten Chemikalien wissen die Bediener möglicherweise bereits, welche Materialien kompatibel sind und welche nicht. Beispielsweise kann flüssiges Chlor unter anderem sicher mit PVC, Viton, PVDF und Hastelloy verwendet werden, korrodiert jedoch Arten von verzinktem Stahl, Kupfer und Kupferlegierungen, Gummi und Elastomere sowie bestimmte Kunststoffe. Wenn Sie die Verwendung einer Chemikalie in Betracht ziehen, mit der der Bediener nicht vertraut ist, sind einige Nachforschungen angebracht.

In einigen Fällen bieten Hersteller oder Lieferanten möglicherweise Kompatibilitätstabellen an. Darin werden die Arten von Materialien aufgeführt, die in einem Gerät vorkommen, sowie die Chemikalien, die für die Verwendung mit dem Gerät akzeptabel sind. Zu anderen Zeiten sind diese Informationen jedoch möglicherweise nicht so leicht verfügbar. In diesem Fall ist es möglicherweise möglich, zumindest eine Liste der Komponentenmaterialien zu erhalten. Sobald dies bekannt ist, können einige Untersuchungen durchgeführt werden, um festzustellen, ob die Ausrüstung mit der/den betreffenden Chemikalie(n) funktioniert.

Umgekehrt ist das Unbekannte manchmal die Chemikalie selbst. Beispielsweise dürfen proprietäre Chemikalien keine veröffentlichten Zusammensetzungen haben. Das Sicherheitsdatenblatt (SDB) könnte möglicherweise Antworten liefern, aber nicht immer. Wenn alles andere fehlschlägt, können Betreiber oder Projektingenieure versuchen, Proben des Materials und der Chemikalie zu erhalten und ihre eigenen internen Tests durchzuführen. Wenn die Zeit dies nicht zulässt, kann es sich lohnen, über eine andere Kombination nachzudenken.

Betrachten Sie die Anwendung

Wenn es um die chemische Kompatibilität geht, ist es wichtig zu verstehen, dass die jeweilige Anwendung von Bedeutung ist. Typischerweise kann PVC beispielsweise mit Schwefelsäure in geringen Konzentrationen (idealerweise etwa 10 bis 20 %) und mäßigen bis niedrigen Temperaturen verwendet werden. Höhere Temperaturen können jedoch PVC erweichen und es anfälliger für Säuren und andere ätzende Substanzen machen, selbst bei typischerweise niedrigen Konzentrationen. Betreiber und Projektingenieure müssen diese Faktoren sowie andere Chemikalien berücksichtigen, die möglicherweise mit der betreffenden Primärchemikalie in Kontakt kommen.

Letztendlich ist es wichtig, alle diese Aspekte abzuwägen, bevor Chemikalien, Geräte und Hilfsmaterialien ausgewählt werden. Darüber hinaus sollten Projektingenieure sowohl die anfänglichen als auch die langfristigen Kosten im Auge behalten. Während die Verwendung eines kostengünstigeren Rohrmaterials zunächst Geld sparen kann, kann es bei Undichtigkeiten oder einem völligen Geräteausfall möglicherweise zu höheren Material- und Arbeitskosten kommen.

Wann immer möglich, lohnt es sich, mit Geräteherstellern zusammenzuarbeiten, die die Bedeutung der chemischen Kompatibilität verstehen und bereit sind, zusammenzuarbeiten, um die richtige Lösung zu möglichst geringen Kosten zu finden. Zum Beispiel, Blue-White® Industries mit Sitz in Huntington Beach, Kalifornien, stellt seit 67 Jahren Chemikalienförderpumpen her. In dieser Zeit haben sie viele Schäden gesehen, die auftreten können, wenn Chemikalien und Materialien nicht kompatibel sind.

Aus diesem Grund begann das Unternehmen mit der Veröffentlichung von Kompatibilitätstabellen für seine chemischen Dosierpumpenkomponenten sowie für sein Sortiment an Durchflussmessgeräten.

Blue-White bietet außerdem eine Vielzahl von Materialoptionen für Pumpenkomponenten sowie Materialtestkits und ein Team von Einzelpersonen, die Sie unterstützen. Alle diese Schritte sollen dazu beitragen, die chemische Kompatibilität innerhalb des Systems sicherzustellen.

Geschrieben von:
Blue-White® Branchen
714-893-8529

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