Fyzikálna úprava vody v priemyselných prevádzkach a v domácnostiach
Opatrenia na zníženie tvorby zárodkov CaCO3
Z hľadiska environmentálneho prístupu je preferovaná najmä fyzikálna metóda úpravy vody. Je to podmienené oveľa menšími prevádzkovými nákladmi v porovnaní ako sú pri chemických metódach. Jedným z dôvodov voľby aplikácie fyzikálnej metódy úpravy vody je tvorba uhličitanu vápenatého, CaCO3.
Pre priemyselné odvetvia a domácnosti je aplikácia týchto opatrení neustálou výzvou v boji proti tvorbe vodného kameňa. Technológiou, ktorá je schopná efektívne pomôcť je aplikácia magneticko-hydrodynamickej rezonancie na úpravu H2O a jej roztokov.
Opatrenia na zabránenie tvorby „vodného kameňa"
Na vstupe do distribučného potrubia je účinné aplikovať čo najskôr opatrenia na zabránenie tvorby sedimentov. To je možné pomocou:
- znižovania koncentrácie iónov Ca2+ aMg2+ pomocou chemického čistenia vody alebo iónovou výmenou,
- odplyňovania, tzn. odstránenie CO2, napr. metódou stripovania vzduchom,
- zabezpečenia kryštalizácie CaCO3 vo forme aragonitu (obr.1),
- pokrytia vnútorného povrchu potrubia látkou, ktorá je inertná k CO2 aO2 alebo takou, ktorá má veľkú kryštalografickú diskordanciu voči kalcitu,
- zvýšenia frekvencie hydrodynamických pulzov, čím sa zväčší pravdepodobnosť odstránenia mikrokryštálikov CaCO3 zvnútorného povrchu potrubia.
Obr. 1 Ihličková štruktúra CaCO3
Efekt magneticko-hydrodynamickej rezonancie
Vplyvom riadeného magnetického poľa sa v potrubnom systéme kvapalina štruktúrne reorganizuje, pričom je nutné zohľadniť určité podmienky. Magnetický rezonátor (obr. 2) musí byť navrhnutý individuálne pre konkrétne prevádzkové vstupy ako sú: vnútorný priemer potrubia, teplota pretekajúceho média, tlak a prietok.
V priemyselných podnikoch s dvadsaťštyrihodinovou prevádzkou musíme udržiavať potrebnú rýchlosť pretekajúceho média v operačnom priestore prístroja.
Silové čiary magnetického poľa, ktoré vyvinie rezonátor musia byť kolmé na kvapalinový tok v potrubí a intenzita magnetického poľa v pracovnej zóne prístroja je nastavená na presnú hodnotu.
Magnetický rezonátor zapojený spolu s ionexovými filtrami môže dokonca predĺžiť dobu medzi jednotlivými regeneráciami filtrov.
Obr. 2 Prierez potrubia s magnetickým rezonátorom
Zmena štruktúry kvapaliny
Prostredníctvom magnetického rezonátora je možné meniť štruktúru kvapaliny. Táto zmena štruktúry následne umožňuje zrýchliť odplynenie kvapaliny, čo vedie k zníženiu korózie na povrchu výmenníka ako aj zníženiu intenzity tvorby kryštálov.
Rovnako zmena štruktúry kvapaliny usmerňuje kryštalizáciu CaCO3 vo forme aragonitu, ktorý má 3,5 násobne vyššiu diskordanciu k sideritu. To nie je možné zabezpečiť ani jednou z používaných technológií. Výhodou rýchlejšej kryštalizácie CaCO3 je zníženie jeho nasýtenia.
Intenzifikácia iónovej výmeny
Niektoré pramene uvádzajú, že na pretekajúce médium, ktoré sa pohybuje v magnetickom poli pôsobí Lorentzova sila, ktorá mení trajektóriu pohybu častíc média vzhľadom na ich veľkosť a polaritu náboja. Štruktúrna reorganizácia v médiu nastane, ak Lorentzova sila dosiahne rezonanciu častíc kvapaliny.
Aktívnosť iónov je prakticky nižšia ako koncentrácia, ktorá je určená materiálovou rovnováhou. Zmenou štruktúry vody a zmenšením hydratácie iónov, zvýšime rýchlosť reakcie. Ak sa zníži viskozita vody, potom sa aktivujú aj tie ióny vápnika, ktoré sa kvôli veľmi nízkej aktivite na reakcii predtým nepodieľali.
Ďalšie výhody magnetického rezonátora
Magnetický rezonátor má celý rad výhod, ktoré zefektívňujú jeho používanie. Rezonátor nepotrebuje zdroj napájania, ďalej konštrukcia je pomerne jednoduchá, teda bez kinematických uzlov. Aplikácia a údržba je veľmi jednoduchá, nevyžaduje sa regenerácia zariadenia počas používania. Rezonátor je možné používať s inými spôsobmi úpravy vody.
Pre priemyselné podniky ako aj domácnosti je zníženie tvorby vodného kameňa neustálou výzvou. Jednou z technológií, ktoré sú schopné efektívne pomôcť, môže byť aj aplikácia magneticko-hydrodynamickej rezonancie pre úpravu H2O a jej roztokov.
Text: Ľudmila Paulová, Alena Pauliková, Technická univerzita v Košiciach
Aktuálne číslo
