Regulier gebruikte oxiderende biociden, zoals natriumhypochloriet (bleekmiddel) en gasvormig chloor, worden vaak ingezet bij desinfectimethodes voor water dat per tankauto is aangeleverd. Het gebruik van deze chemicaliën kan echter gepaard gaan met behoorlijke operationele uitdagingen. U kunt deze problemen potentieel voorkomen en uw bedrijfskosten aanzienlijk verlagen door over te schakelen op een nieuwe, chemische chloorstabilisator.
Regulier gebruikte oxiderende biociden hebben een zeer beperkt effect op biofilm. Biofilm vormt zich op natte oppervlakten, leidingen van systemen voor waterdistributie, warmtewisselaars en vulling van koeltorens. Het ontstaat wanneer micro-organismen in het water zich beginnen te hechten aan oppervlakken en zich gaan vermenigvuldigen. Naarmate de biofilm groeit, voert het voedingsstoffen en vuil mee het water in, wat de laag vuil alsmaar dikker en oncontroleerbaarder maakt. Het kan nodig zijn om mechanische reiniging of chemicaliën gericht op penetratie en dispersie in te zetten, om afzettingen en biofilm te verwijderen.
Als een oppervlak dat in contact komt met water glad aanvoelt of als er slijm vanaf druppelt, wijst dat op de aanwezigheid van een biofilm en op het disfunctioneren van de microbiologische behandelmethode. De negatieve impact van biofilm treedt echter al eerder op, lang voordat fysieke inspectie via zicht en tast mogelijk wordt. Omdat biofilm een hoog percentage opgesloten water met een hoge warmtecapaciteit bevat, fungeert het als een uitstekende isolator. In een warmtewisselaar kan een biofilm van slechts 20 micron (1.000 micron = 1 milimeter) de warmteoverdracht met maximaal 7% belemmeren.[1] In de vulling van een koeltoren vermindert biofilm het vermogen van water om effectief te verdampen, wat nou juist het hoofdmechanisme is om warmte uit het proces af te voeren. Het netto-effect dat dit oplevert is dat er geen effectieve en efficiënte koeling mogelijk is van procesapparatuur als vacuümpompen, oppervlakte-condensatoren, turbinecondensatoren of andere warmtewisselaars.
Organisaties zonder holistische aanpak kiezen er vaak voor om bleekmiddel als hun biocide in te zetten. Bleekmiddel is goedkoop, werkt snel en doodt bacteriën in het circulerende, per tankwagen aangeleverde water (bulkwater) – waardoor de exploitanten van de installatie hun ten doel gestelde maximale aantal bacteriën in het bulkwater kunnen bereiken. Er zijn echter drie grote problemen met bleekmiddel – en het lage kostenplaatje weegt daar totaal niet tegenop.
Het belangrijkste probleem van bleekmiddel is dat het alleen effectief is voor het doden van bacteriën die zich verspreiden in het hercirculerende water; het doet weinig tegen biofilm, tenzij het wordt gebruikt in overmatige hoeveelheden, wat andere problemen veroorzaakt binnen de gehele voorziening. Vanaf het moment dat biofilm zich vormt, kan bleekmiddel er niet doorheen dringen en niet voor dispersie zorgen.[2]
Twee andere problemen van bleekmiddel: het is zeer corrosief is en blijft niet lang actief. Bleekmiddel is zeer corrosief vanwege het sterke, en vaak optredende, oxiderende vermogen. Dit leidt tot een versnelde corrosie van metalen componenten in het koelsysteem van de installatie, waaronder warmtewisselaars en leidingen. Foutief gebruik van bleek kan aanzienlijke kosten veroorzaken, het kan bijvoorbeeld de verwachte levensduur van apparatuur verkorten en voor meer onderhoud zorgen. Bovendien oxideert natriumhypochloriet metalen. Het oxideren van metalen kan nuttig zijn als zuivering of filtratie de geoxideerde metalen verwijderd. Als de geoxideerde metalen echter niet worden verwijderd, kunnen ze zich op metalen oppervlakken ophopen, wat resulteert in differentiële beluchtingscellen die corrosie bevorderen. Bovendien kunnen geoxideerde metalen, omdat ze voedingsstoffen voor micro-organismen zijn, bijdragen aan MIC (microbiologically influenced corrosion). IJzer en mangaan zijn de metalen die vaakst bijdragen aan deze corrosiemechanismen.
Bleekmiddel is niet persistent (blijft niet lang actief) in grote circulerende systemen. In sommige delen van het systeem kan een overschot vereist zijn om een adequate restwaarde in andere delen van het systeem aan te houden. Gezien bleek een sterk oxidatiemiddel is, reageert het snel met organische stoffen en metalen in het systeem – en dat zit de bacteriedodende werking van bleek tot op een zekere hoogte in de weg. Dit kan leiden tot variabele residuen in de hele installatie.
Afbeelding 1 – OnGuard™ 3B analyser.
Unieke chemische oplossing
Solenis heeft nieuwe chemicaliën voor chloorstabilisatie ontwikkeld die uitzonderlijke verbeteringen bieden in biofilmbeheersing. Deze gepatenteerde chemicaliën worden gebruikt in combinatie met natriumhypochloriet om een in-situ gestabiliseerde oplossing van actief chloor te produceren. Dit resulteert in een chemische oplossing die zorgt voor de effectieve bestrijding van zowel planktonische bacteriën als biofilm in het influentwater (binnenkomend vervuild water), proceswater en het koeltorensystemen. De in-situ gestabiliseerde actieve chlooroplossing is veilig en eenvoudig te gebruiken en veroorzaakt geen van de negatieve bijwerkingen van sterk oxiderende biociden. En in veel gevallen heeft het gebruik van de chemicaliën klanten in staat gesteld hun bedrijfskosten aanzienlijk te verlagen.
Unieke apparatuuroplossing
Afbeelding 2 – metende kant van de sensor van een OnGuard™ 3B analyser met biofilmaanslag.
In 2015 ontwikkelde Solenis een nieuw monitoringsapparaat voor biofilm, dat de groei van de aanslag nauwkeurig meet. Het apparaat, op de markt gebracht als de OnGuard™ 3B analyser (zie afbeelding 1), bootst de kritieke omstandigheden van de warmtewisselaar in realtime na door de schuifspanning op een oppervlak te dupliceren en tegelijkertijd de lokale oppervlaktetemperatuur te simuleren. De vervuilingsfactor van de warmtewisselaar kan continu worden gemeten in relatie tot de de intern bekende veranderingen in behandelingsprogramma's. Uit de prestatieresultaten kan worden afgelezen hoe de warmtewisselaar functioneert in vergelijking met andere relevante warmtewisselaars. Tijdens de simulatie van de warmteoverdracht, is het mogelijk om de dikte van de vervuiling aan te passen met een nauwkeurigheid van +/- 5 micron (0,005 mm) door middel van echografie. Het apparaat maakt een onderscheid tussen microbiële, organische en kalkafzettingen. Afbeelding 2 toont de metende kant van de ultrasoonsensor bij een sterk vervuild systeem. Effectief gebruik van deze monitoringtool maakt het mogelijk om chemische toepassingen te optimaliseren en KPI's te boosten. Het vermijden Biofilm kan nauwkeurigheid worden aangepakt door trends te analyseren en de toevoer van microbiociden daarop aan te passen. Dit resulteert in een optimale toevoer, zonder dat overbehandeling nodig is om KPI-doelstellingen aan te houden.
Unieke serviceoplossingen
Vertegenwoordigers van Solenis kunnen unieke services bieden dankzij de implementatie van deze nieuwe, verbeterde chemicaliën voor chloorstabilisatie. Ons digitale platform geeft zowel onze accountmanagers als uw fabrieksvertegenwoordigers 24/7 toegang op tot prestatiedata, op locatie of op afstand. Bovendien kunt u notificaties instellen, op elke manier die u maar wenst, zodat u bericht krijgt bij elke afwijkingen binnen uw processen, en u daar snel op kunt reageren.
ClearPoint℠-programma
De hierboven benadrukte unieke oplossingen vormen de basis van Solenis' ClearPoint℠-programma voor de detectie en beheersing van biofilm. Dit nieuwe programma combineert geavanceerde chemie, gepatenteerde apparatuur en deskundige service om een uitgebreide bescherming te bieden tegen microbiologische activiteit en biofilm in industriële watersystemen.
Afbeelding 3 toont het distributiedek van een koeltoren van een klant, onbehandeld en zes weken na behandeling met het ClearPoint-programma.
Afbeelding 3 – Distributiedek van koeltoren vóór behandeling en zes weken na behandeling met het ClearPoint℠-programma.
Ga voor meer informatie over deze oplossingen naar de pagina over ons ClearPoint-programma.
Referenties:
-
Knudsen, J.G. and Roy, B.V. (6-10 september 1982). Influence of fouling on heat transfer [presentatie conferentie]. International Heat Transfer Conference 7, München, Duitsland.
-
LeChevallier, M.W., Cawthon, C.D. en Lee, R.G. (1988). Factors promoting survival of bacteria in chlorinated water supplies. Applied and Environmental Microbiology, 54(3), 649–654.