Dechlorinatie van water via actieve kooltechnologie

Van zwembaden en drinkwater tot de productie van proceswater!

 ORGANOSORB® activated carbon Chlorinatie is een algemene methode voor het biologisch veilig behoud van water, zoals drinkwater en zwembadwater. De methode wordt gebruikt voor het vernietigen van pathogene micro-organismen, het oxideren van smaak-/geurvormende verbindingen en de vorming van een desinfecterend residu. Het gebruik van chloor in deze toepassingen kan leiden tot de vorming van bijproducten zoals trihalomethanen (THM’s) en gehalogeneerde zuren. Naast de toxiciteit van THM’s in drinkwater kunnen ze een smaak afgeven in bier of frisdrank bij het brouwen en bottelen. ORGANOSORB® actieve kool wordt gebruikt voor het verwijderen van bijproducten die ontstaan na desinfectie.

Zwembaden: chloramines verwijderen met actieve kool

In openbare zwembaden kunnen chloramines (chloorverbindingen) worden gevormd wanneer vrij chloor reageert op verbindingen die stikstof bevatten. Deze chloramines kunnen een slechte luchtkwaliteit en irritatie van de ogen van de baders veroorzaken. In sommige zwembaden worden voortdurend aanzienlijke hoeveelheden stikstofverbindingen toegevoegd aan het zwembadwater via urine, zweet enz. Het ureum zal langzaam hydrolyseren tot ammoniak in het zwembadwater en reageren met het hypochloriet om chloramines te vormen. De chloorverbinding die afkomstig is van de reactie van hypochloriet en ammoniak kan worden verwijderd met ORGANOSORB® actieve kool.

Industriële vraag naar gedechloreerd water

Bij bepaalde toepassingen moet het residuele chloor worden verwijderd vóór het gebruik van het water. In de petrochemische en elektriciteitssectoren is er altijd vraag naar gedemineraliseerd water voor proces- en ketelaanvoer. De productie van proceswater, zoals gedemineraliseerd water, wordt doorgaans bereikt door ionenwisselaarharsen (IER) of membraanprocessen, zoals omgekeerde osmose (RO). Ionenwisselaarharsen (IER) of membranen kunnen worden beschadigd door oxidering met residueel vrij chloor. ORGANOSORB® granulaire actieve kool wordt vaak geïnstalleerd voor de membranen of ionenwisselaarharsen voor de dechlorering en de vermindering van organische verbindingen die deze processen kunnen verstoren. De reactiesnelheid van de dechlorering is afhankelijk van de aard van het vrij chloor. In stijgende volgorde van de reactiesnelheid:

  1. Chloorgas
  2. Hypochlorieten
  3. Chloramines en dichloramine
  4. Chloordioxide

Actieve kooltechnologie als doeltreffende dechloreringsmethode

Chloor kan worden toegevoegd als chloorgas of als natrium- of calciumhypochloriet. Bij drinkwaterzuivering wordt dit toegevoegd aan het gezuiverde drinkwater om een restconcentratie van 0,1 ppm te garanderen wanneer het bij de consument komt. Sommige bottelarijen superchloreren het water tot meer dan 10 ppm. Actieve kooltechnologie is een bekende en bijzonder doeltreffende methode voor het dechloreren van water. Het mechanisme van de dechloreringsreactie is een combinatie van hydrolyse van vrij chloor tot het hypochloriet-ion en de katalytische splitsing van het hypochloriet-ion op het kooloppervlak waardoor het vrij chloor wordt omgevormd tot het chloor-ion. Dechloreringsmechanisme van actieve kool:

  1. Hydrolyse van vrij chloor in water

Cl2 + H2O → HOCl + HCl Chloor + water → hypochloorzuur + zoutzuur

  1. Ontbinding zoutzuur in water

HOCl → H+ + OCl- Lage pH Hoge pH

  1. Katalytische vernietiging van hypochloorzuur

HOCl + C* → HCl + C*O *Actieve kool katalytische site

Chloor halfwaardetijd als maat voor reactiesnelheid dechlorering

De reactiesnelheid van de dechlorering wordt vaak uitgedrukt en gemeten als de chloor halfwaardetijd (dechlorering halfwaardetijd). Deze halfwaardetijd staat voor de vereiste bedhoogte granulaire actieve kool voor het verminderen van de chloorconcentratie met 50% onder de gedefinieerde testomstandigheden. Er worden verschillende methoden gebruikt voor het evalueren van de dechloreringsprestaties van actieve kool op laboratoriumschaal. Free chlorine concentration as function of SCT

De volgende grafiek stelt de impact voor van de halfwaardetijd van de dechlorering op de concentratie van vrij chloor als functie van de oppervlakcontacttijd (SCT). Hoe korter de halfwaardetijd van de dechlorering, hoe sneller het vrije chloor wordt afgebroken. Tabel 1 geeft een overzicht van de verschillende parameters die de halfwaardetijd van de dechlorering beïnvloeden.

Tabel 1: Parameters die de halfwaardetijd van de dechlorering beïnvloeden
Parameter Impact
Grootte actievekoolpartikel The smaller the mean particle diameter the smaller the dechlorination half length
pH van het water Higher pH increases the dechlorination half length
Temperatuur The higher the temperature the shorter the dechlorination half length
Organische stoffen Higher dissolved organics will increase the dechlorination half length
Terugspoelen Een van de nevenreacties van dechlorering is de vorming van kooldioxide (CO2). Regelmatig terugspoelen

De complete waterdechloreringsoplossingen van DESOTEC

ORGANOSORB® types 9 CO en 11 CO van DESOTEC actieve kool zijn op kokosnoot gebaseerde, door stoom geactiveerde koolstoffen met uitstekende dechlorerings-eigenschappen, gecombineerd met een superieure hardheid en een sterk microporeuze structuur voor het verwijderen van bijproducten van desinfectie. Omdat kinetica belangrijk is, worden fijnere producten (0,425-1,7 mm) gekozen, tenzij een lagere drukval is vereist. In dat geval moet een partikelgrootte van 0,6-2,36 mm worden gekozen. Wanneer een nieuwe actieve koolfilter voor water wordt geactiveerd, kan dit aanvankelijk een verhoging van de pH naar een waarde tussen 9 en 12 geven, waarbij de eindwaarde afhankelijk is van de waterbron. Over het algemeen kunnen we zeggen dat hoe zachter het water, hoe groter de toename en spreiding van de pH-verhoging. In sommige gevallen kan het gebruik van ORGANOSORB® 11 CO de pH-piek verminderen en daardoor de tijd die nodig is om een actieve koolfilter in bedrijf te stellen, verkorten. > Neem gerust contact op met ons voor al uw vragen over dechlorering!

Organosorb Dechlorering in een yoghurtfabriek Dechlorering in een yoghurtfabriek

 

In de faciliteiten van DESOTEC wordt alle gebruikte actieve kool geanalyseerd, zodat de juiste maatregelen kunnen worden genomen voor de behandeling en verwijdering van de verzadigde kool uit de mobiele filters. Alle moleculen die geadsorbeerd werden op de actieve kool op de site van de klant, worden gedesorbeerd in de reactivatieovens van DESOTEC. Deze verontreinigingen worden vervolgens volledig vernietigd, in overeenstemming met de nationale en Europese wetgeving, door middel van een verbrandings- en neutraliseringsinstallatie. De volledige installatie en de uitstoot ervan worden continu online gecontroleerd, wat garandeert dat alleen onschadelijke waterdamp uit de schoorsteen te zien is.