Wyniki badań wykonanych na PK potwierdzają skuteczność bezchemicznego uzdatniania wody procesowej w technologii Bauer WT Systems

Na zlecenie firmy VGT Polska Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Krakowskiej zrealizował badania w projekcie pt.: „Innowacyjny system VGT bezchemicznego uzdatniania wody procesowej”, na które wsparcie finansowe uzyskano z UE w ramach RPO Województwa Małopolskiego na lata 2014-2020 (nr RPMP.01.02.03-12-0185/19-00, z dnia z dnia 25.11.2019 r.). Celem badania było przeanalizowanie sposobu i efektu bezchemicznego uzdatniania wody procesowej.

Dlaczego należy usuwać kamień kotłowy?

Celem stosowania badanej technologii oczyszczania wody jest usunięcie kamienia kotłowego, korozji oraz rozwoju struktur biologicznych, jednak w odróżnieniu od większości stosowanych metod, zadaniem układu technologicznego jest jego praca bez dawkowania chemikaliów. Z chemicznego punktu widzenia kamień kotłowy to węglan wapnia (CaCO3), zazwyczaj biała substancja krystaliczna, trudno rozpuszczalna w wodzie. Problem techniczny wytrącania się tego związku w postaci tzw kamienia kotłowego jes bardzo poważny w aspekcie eksploatacji obiegów energetycznych i chłodniczych. Osadzanie się kamienia jest niekorzystne, ponieważ nie tylko stwarza warunki korozyjne, a co za tym idzie wpływa na szybsze zużywanie rur i urządzeń, lecz przede wszystkim kamień kotłowy, który osadza się na wewnętrznych ściankach rurociągów, zmniejsza ich przekrój, w wyniku czego następuje zwiększenie prędkości wody – oba te czynniki wpływają na większe opory przepływu, co z kolei przekłada się na wyższe opory przepływu. Doświadczenia eksploatacyjne wskazują, że kamień zaczyna osadzać się zawsze na kolankach lub rozgałęzieniach i stamtąd rozrasta się w kierunku odcinków prostych. Podstawową zasadą przeciwdziałaniu temu zjawisku jest odwrócenie przebiegu reakcji wytrącania się kamienia tzn. rozpuszczanie kamienia. Kierunek, w którym zachodzi reakcja (tworzenia kamienia lub jego rozpuszczanie) zależy od tego, w którą stronę zachwiana została równowaga węglanowo-wapniowa: w przypadku nadmiaru CO2, kamień jest rozpuszczany, w przeciwnym wypadku, odkładany.

Bezchemiczny proces VGT

System uzdatniania wody procesowej Bauer Watertechnology funkcjonuje całkowicie bez stosowania środków chemicznych oraz żadnych innych dodatków. Wykorzystuje oddziaływanie na wodę fal elektromagnetycznych, które powodują oczyszczanie wody i całej instalacji, która na stałe pozostaje czysta. Zastosowanie urządzenia Bauer nie dopuszcza do powstawania nowych problemów związanych z korozją, kamieniem kotłowym i mikrobiologią w wodzie chłodzącej, ale również powoduje rozpuszczanie już powstałych złogów i rozwiązanie wielu problemów z wodą. Co istotne wszystkie procesy zachodzą przy wyeliminowaniu stosowania środków chemicznych. Dzięki tym rezultatom znacznie redukowane jest zużycie energii elektrycznej zarówno na etapie przygotowania wody chłodzącej, jak również w samym procesie chłodzenia form i maszyn przetwórczych. Uzdatnianie wody chłodzącej metodą Bauer Watertechnology ma zastosowanie w przemyśle, w technice grzewczej i chłodniczej do zapobiegania powstawaniu osadów i szlamów. Instalacja ma miejsce w układach chłodzenia i ogrzewania przedsiębiorstw produkcyjnych (przetwórstwa tworzyw) do zapewnienia optymalnego przenoszenia ciepła i zmniejszenia obciążenia bakteryjnego. Również w budownictwie w technologii dostarczania ciepła i w zakresie dostaw wody pitnej. System Bauer zbudowany jest z mikroprocesorowo sterowanej elektroniki i elektromagnetycznego generatora impulsów oraz jednostki przepływu, która jest zainstalowana w systemie rur. Elektronika sterowana mikroprocesorem powoduje zmiany częstotliwości według specjalnego algorytmu matematycznego. W jednostce wykonawczej prąd impulsowy wytwarza pulsujące pole elektromagnetyczne generowane naprzemiennie. To przemienne pole zmienia w przepływającej wodzie kryształy kalcytu na sproszkowany aragonit. W rezultacie przyczepność agresywnych struktur krystalicznych w rurach, pojemnikach i zaworach jest uniemożliwiona. Jednocześnie wszystkie cząsteczki wody jako dipole, analogicznie do wgranej częstotliwości są wprawione w ciągły ruch. Właściwości rozpuszczalności wody są zdecydowanie zwiększone. Osady są rozpuszczane całkowicie w wodzie i wypłukiwane
lub odfiltrowane w obiegu zamkniętym.

Stanowisko badawcze na PK

Na terenie Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Krakowskiej przeprowadzono badania, których celem było porównanie stanu jakości wody w trzech systemach badawczych, w różnych okresach prowadzenia badań, określenie podatności badanej w systemach wody na rozwój w niej mikroorganizmów oraz zmian zachodzących w wycinkach rur z osadami korozji, kamienia kotłowego i biologicznego. Dla realizacji celu oprócz badań procesowych prowadzonych w trzech układach technologicznych przedstawionych na rys. 1, 2, 3, przyjęto przebadać podstawowe wskaźniki jakościowe wody wodociągowej i procesowej. Układ badawczy nr 1 był układem obiegowym, w którym nie zachodziły procesy technologiczne, natomiast jego zadaniem było emulowanie rzeczywistych warunków pracy zamkniętego układu obiegowego wody w systemach przemysłowych. Układy 2 i 3 oparte były na schematach odzwierciedlających badane, nowatorskie układy bezchemicznego oczyszczania wód. W szczególności przedstawione układy badawcze składały się z następujących elementów:

• Układ badawczy 1 składał się ze zbiornika (1) z wodą procesową w ilości 200 L i pompą (2) obiegową o mocy 500 W i wydajności 9 m3/h.
• Układ badawczy 2 podobnie jak układ badawczy 1 składał się ze zbiornika (1) z wodą procesową w ilości 200 L, pompą obiegową (2) o mocy 500 W i wydajności 9 m3/h, dodatkowo jednak wyposażony był w uzdatniający wodę generator pola elektromagnetycznego ze sterownikiem (3) o nazwie firmowej Bauer Pipejet 401 HST oraz filtr (4) mechaniczny Bauer Mini 250 SS316 BW z 7 wkładami świecowymi o porowatości 10 μm.
• Układ badawczy 3 był najbardziej rozbudowany, posiadał zbiornik (1) wody procesowej i pompę obiegową o mocy 500 W i wydajności 9 m3/h podobnie jak układ 1 i 2, generator pola elektromagnetycznego (6) Bauer Pipejet 401 HST, filtr mechaniczny (7) Bauer Mini 250 SS316 BW z wkładami świecowymi 10 μm jak w układzie 2 oraz dodatkowo wyposażony był w lampę UV.

Podsumowanie i wnioski

• Powstawanie kamienia kotłowego w instalacjach przemysłowych stanowi poważny problem techniczny.
• Prezentowane zdjęcia wyraźnie pokazują korzystny wpływ generatora pola magnetycznego, który może poprawić właściwości fizyczne w zakresie separacji ciało stałe-ciecz, głównie poprzez agregację cząstek koloidalnych i wpływanie na właściwości biologiczne.
• Przyczynia się również do usuwania istniejących złogów mikrobiologicznych (biofilmu), kamienia kotłowego i produktów korozji. Generator pola magnetycznego Bauer Pipejet 40 blokuje rozwój bakterii.
• W układzie 2 nie stwierdzono powstawanie niekorzystnych osadów i biofilmu.

Przeprowadzone badania naukowe potwierdzają skuteczność systemu VGT Polska do bezchemicznego uzdatniania wody procesowej w technologii Bauer WT Systems oczyszcza instalację z powstałych wcześniej osadów: kamienia kotłowego, korozji, mikrobiologii oraz zapobiega powstawaniu nowych osadów i zanieczyszczeń. Rozwiązanie to nie wymaga żadnych działań serwisowych i przeglądów, ponieważ cały proces oczyszczania wody jest zautomatyzowany.
Zastosowanie systemu VGT Polska pozwala na redukcję kosztów działalności poprzez m.in.:

• redukcję zużycia energii,
• przyspieszenie procesu produkcji dzięki odzyskaniu 100% skuteczności chłodzenia,
• redukcję postojów wywołanych awariami układu chłodzenia,
• brak konieczności wymiany wody dzięki eliminacji stosowania środków chemicznych,
• brak konieczności stosowania środków chemicznych,
• mniejsze nakłady na ochronę środowiska naturalnego.