SEPA

1.Co je SEPA?

Elektrolytická jednotka SEPA na úpravu vody slouží pro úpravu chladící nebo teplé užitkové vody.

Působením úpravny dojde k odstranění veškerých forem železa z upravené vody a upravená voda je čirá a bezbarvá. Dále dojde k výraznému omezení tvorby úsad tzv. vodního kamene na vnitřních stěnách ohřívačů nebo chladičů vody a spojovacího potrubí.

Díky těmto fyzikálně chemickým dějům dochází k eliminaci životního prostředí bakterií, které tvoří obvykle kolonie právě pod těmito nánosy. K dodatečné desinfekci upravené vody slouží volný chlor, který vzniká elektrolytickým rozkladem ve vodě přítomných chloridových iontů.

Pro dokonalé zabezpečení vody proti tvorbě nežádoucích mikroorganizmů, se do vody řízeným způsobem periodicky uvolňují ionty mědi elektrolytickým rozkladem měděných anod. Tímto se využívá tzv. oligodynamických účinků mědi.

Výsledkem výše uvedených postupů je, že upravená vody je ve vápenouhličitanové rovnováze tj. ani nekoroduje kovové materiály ani netvoří úsady a je hygienicky zabezpečena proti nárůstu škodlivých bakterií. Upravená voda výrazně prodlužuje životnost technologických aparátů, potrubních rozvodů i ostatních zařízení v systému.

Vápenouhličitanová rovnováha je silně závislá na teplotě vody, proto se úpravna instaluje zásadně na oteplenou chladící vodu nebo teplou užitkovou vodu.

Úpravna se vždy instaluje do cirkulačního potrubí s tím, že případná ztráta tlaku vody je eliminována posilovacím čerpadlem, které je možnou součástí zařízení

Úpravna se instaluje paralelně se stávajícím potrubím, které v případě poruchy nebo pravidelné údržby slouží jako její obtok.

WWT 05

sepa_foto_01 (17K) sepa_foto_02 (10K) sepa_foto_03 (12K) sepa_foto_04 (11K) sepa_foto_05 (12K) sepa_foto_06 (10K) sepa_foto_08 (12K) sepa_foto_07 (14K) sepa_foto_09 (14K) sepa_foto_10 (11K) sepa_foto_12 (14K) sepa_foto_13 (11K)

2. Jaké jsou hlavní problémy v rozvodech chladící a teplé užitkové vody?

Hlavním problémem v rozvodech chladících a teplých užitkových vod je kvalita vody s ohledem na tendenci tvorby úsad nebo koroze. Úsady resp. koroze způsobují znečištění systému, snížení účinnosti přenosu tepelné energie, výrazné snížení životnosti celého sytému a vytvářejí optimální podmínky pro vznik mikrobiologického znečištění vody. Proto je nezbytné, aby chladící resp. teplá užitková vody byla v tzv vápenouhličitanové rovnováze.

Kromě těchto chemicko-fyzikálních parametrů je dalším významným problémem mikrobiologické znečištění vod. Toto znečištění je způsobeno třemi základními zdroji:

Obecně lze definovat, že v případě, že zabezpečíme kvalitu cirkulační vody tak, aby byla ve vápenouhličitanové rovnováze, výrazně snížíme možnost mikrobiologické kontaminace předmětné vody.

3. Proč Sepa a co garantuje

Jedna ze základních funkcí úpravny vody SEPA je funkce dosažení optimální hodnoty Ryznarova indexu stability vody.

Při elektrolýze vody stejnosměrným proudem dochází v okolí katod k přebytku hydroxylových iontů, což má za následek vyloučení uhličitanu vápenatého na povrchu katod za současného vzniku volného kysličníku uhličitého. Tato reakce se řídí velikostí stejnosměrného proudu, přiváděného do elektrodového systému. Obrácením polarity stejnosměrného proudu v předem určených časových intervalech dojde k uvolnění úsad uhličitanu vápenatého z katod. Tyto úsady jsou následně odstraněny z vody v hydrocyclonu a náplňovém filtru.

Tímto procesem dojde k odstranění "nadbytečného" uhličitanu vápenatého a spolu s tvorbou volného kysličníku uhličitého k dosažení vápeno-uhličitanové rovnováhy.

V případě vody s tendencí tvorby koroze dochází k odplynění vody v hydrocyclonu a pozvolnému sycení vody vyloučeným uhličitanem vápenatým na katodách. Účinnost odstranění korozívních produktů z upravované vody je větší než 90%.

Jelikož je rovnováha silně závislá na teplotě, musí být úpravna vody "SEPA" instalována na oteplené chladící vodě resp. na teplé užitkové vodě.

Další významnou funkcí úpravny vody Sepa je zabezpečení mikrobiologické nezávadnosti upravované vody. Tato funkce využívá synergického efektu třech nezávislých procesů SEPY.

Jedním je vznik sloučenin chloru a kyslíku ve stadiu zrodu vlivem oxidační reakce na titanových elektrodách. Vznik volného chloru je ovlivněn a limitován přítomností volných chloridu v upravované vodě. Tento proces je ideální pro zabezpečení dlouhodobé mikrobiologické nezávadnosti, nicméně v případě silně znečištěného systému nebo masivní kontaminace vody zvenčí není dostatečně účinný.

Pro zabezpečení šokové i preventivní desinfekce upravované vody je dalším stupněm procesu emitace iontů mědi. Účinnost desinfekce pomocí iontů mědi resp. " oligodynamickými účinky těžkých kovů" je všeobecně známa. Úpravna vody Sepa, diky plně zvládnutému systému řízení elektrolýzy pomocí digitálně řízeného zdroje, bezpečně zajišťuje řízenou emitaci iontů mědi.

Třetím nezávislým procesem je využití přírodního filtračního materiálu Carbonsilic, který má biocidní vlastnosti a je schválen jako filtrační materiál.

Účinnost úpravny vody při zabezpečení mikrobiologické nezávadnosti upravované vody je více než 90%.

Velmi důležitou funkcí, speciálně pro chladící okruhy, je zabezpečení automatického odluhu resp. odkalu systému. Diky instalaci on line měření vodivosti zabezpečuje automatický chod na základě předem nastavených a vypočítaných veličin.

4.popis zařízení

Technologický proces je popsán podle přiloženého technologického schématu.

SEPA - schema

Upravovaná voda se přivádí na sání posilovacího čerpadla tlaku upravované vody. Na výtlaku čerpadla je umístěn impulsní vodoměr, který měří průtok vody úpravnou.

Prvním stupněm úpravny je elektrolýza vody stejnosměrným elektrickým proudem. Na anodách dochází k oxidaci veškerých forem železa na filtrovanou trojmocnou formu a dále k oxidaci dalších anorganických i organických látek způsobujících zvýšenou barevnost a zákal vody. Na katodách dochází k precipitaci vodního kamene ve formě uhličitanu vápenatého a při vyšší teplotě vody i hydroxidu hořečnatého.

Vzniklé úsady se periodicky odstraňují z elektrod krátkodobým obracením polarity stejnosměrného proudu. Tento proces je ovládán řídícím počítačem, který průběžně vyhodnocuje jednotlivé fyzikální, chemické a elektrické veličiny a podle toho řídí velikost proudu a napětí do elektrodového systému i četnost reversace napětí na elektrodách.

Nerozpuštěné látky vzniklé elektrochemickými reakcemi v prvním stupni úpravny se částečně z upravené vody odstraňují ve druhém stupni úpravny. Tento stupeň tvoří hydrocyclon ( tangenciální odlučovač), který je konstruován na odstranění většiny pevných suspendovaných látek o velikosti částic vetší než 0,2mm.

Tangenciálním vtokem do vertikální nádoby dojde při současném zvýšení rychlosti toku vody vhodnou vestavbou nádoby k odloučení mechanických nečistot od vody. Tyto se shromaždují ve formě kalu v dolním zásobníku kalu, který se v předvolených časových intervalech odkaluje do odpadu. Voda se po odloučení mechanických nečistot převádí do horní části nádoby, kde dojde k odloučení ve vodě přítomných plynů.

Zbylá část nerozpuštěných látek se odstraňuje ve třetím stupni úpravny filtrací přes jemnozrnný praný křemičitý písek. Filtrace probíhá shora dolů v tlakovém jednokomorovém filtru, vybaveným v horní části rozdělovačem vody po ploše filtru a v dolní části tryskovým dnem opatřeným tryskami o šířce štěrbin 0,2 mm. Po vyčerpání tzv. kalové kapacity filtračního lože dojde k nárůstu tlakové ztráty filtru a je nutné náplň křemičitého písku vyprat. Tento proces probíhá zpětným tokem vody tzv. zespoda nahoru, přičemž tryskové dno slouží jako rozdělovač prací vody po celé ploše filtru a horní vestavba jako sběrač prací vody. Odpadní prací voda odtéká potrubím do kanalizace.

Na výstupu upravené vody z filtru je instalován "Y" filtr o selektivitě 0,2mm, který slouží pro zachycení filtrační náplně při eventuelní poruše některé filtrační trysky.

Upravená voda se z úpravny vody vede zpět do cirkulačního okruhu oteplené chladicí vody nebo teplé užitkové vody.

V nočních hodinách je minimální nebo vůbec žádný odběr chladící vody pro klimatizace nebo teplé užitkové vody. V tomto časovém úseku lze úpravnu vody obtékat a v technologii úpravy vody provádět některé mimořádné operace.

Při vzrůstu tlakové ztráty na provozním elektrolyzéru vlivem nárůstu úsad v mezielektrodovém prostoru dojde k reversaci napětí na elektrodách po takovou dobu, až bude povrch elektrod zcela čistý. K odstranění odloučených úsad z elektrolyzéru dojde krátkodobým odkalením jeho dolní části do odpadu. Úspěšnost této regenerace povrchu elektrod je indikována jednak dosažením správného poměru mezi elektrickými veličinami a dále snížením tlakové ztráty při provozu na původní hodnotu.

Další mimořádnou operací , kterou lze provádět podle potřeby buď v období noční odstávky úpravny nebo v průběhu běžného provozu zařízení je šokové periodické dávkování mědnatých iontů do upravené vody za účelem zajištění její mikrobiologické nezávadnosti. Pro tento účel slouží druhý elektrolyzér s automatickým ventilem na výstupu vody z elektrolyzéru. V závislosti na objemu cirkulačního okruhu chladící nebo teplé užitkové vody dojde nastavením příslušných elektrických hodnot k řízenému rozpouštění měďnatých iontů, které stačí k usmrcení přítomných mikroorganizmů.

5. Podmínky instalace

5.1 Zásady instalace jednotek SEPA do systému chladících okruhů

Instalujeme vždy a pouze do cirkulace chladícího okruhu a to v těchto variantách:

Pro správně navrženou velikost jednotky je nutno znát :

Optimální velikost jednotky je na plnoprůtok cirkulačního průtoku v případě varianty vlastního podávacího čerpadla, v tomto druhu instalace je možno zabezpečit i správnou funkcí praní filtru na principu tlakové ztráty. U chladící vody se navrhuje kapacita úpravny na základě celkového cirkulačního objemu chladící vody a jejich chemicko fyzikálních parametrů. Je ale nutno zachovat min. průtok pro dostatečné vyprání filtru a to min o rychlosti 20 m/h.

V případě že je průtok přes jednotku vyveden jako odbočka z celkové cirkulace, je možno instalovat jednotku jako tzv.:"boční filtraci" v poměru .80% - 95% cirkulace tzv.: "bypasem" a 5% - 20% přes jednotku, v tomto druhu instalace není možno řídit proplach na principu tlakové ztráty ale je nutno řídit časem.

Připojovací potrubí včetně armatur na škrtícím ochozu musí být plně funkční a toto je nutno zjistit ještě před vlastní instalací!

Na studenou přídavnou vodu nikdy úpravny neinstalujeme, jejich účinnost je tam minimální. V případě že je doplňovací studená voda znečištěna je možno instalovat přídavný sítový filtr za vodoměr.

V případě že není zaručeno, že tlak v systému nebude vyšší než 0,6 MPa. nutno instalovat redukční a pojistný ventil.

5.2 Zásady instalace jednotek SEPA do systému chladících okruhů užitkovévody (TUV)

Instalujeme vždy a pouze do cirkulace TUV a to v těchto variantách.

Pro správně navrženou velikost jednotky je nutno znát :

Optimální velikost jednotky je na plnoprůtok cirkulačního průtoku, v tomto druhu instalace je možno zabezpečit i funkcí praní filtru na principu tlakové ztráty. Je ale nutno zachovat min. průtok pro dostatečné vyprání filtru.

Připojovací potrubí včetně armatur na škrtícím ochozu musí být plně funkční a toto je nutno zjistit ještě před vlastní instalací!

Na studenou vodu nikdy úpravny neinstalujeme, jejich účinnost je tam minimální. V případě že je doplňovací studená voda znečištěna je možno instalovat přídavný sítový filtr.

V případě že není zaručeno, že tlak systému nebude vyšší než 0,6 MPa, nutno instalovat redukční a pojistný ventil.

6. Technická specifikace

PARAMETR/MODEL Jednotka SEPA 300 SEPA 500 SEPA 800 SEPA 1200
Průtok m3/hod. 3 10 15 30
Průměr elektrolyzérů
Průměr hydrocyclonu
DN
DN
150
100
200
150
300
200
500
300
Průměr filtru DN 300 500 800 1200
Průměr potrubí DN 40 50 80 100
Napájení elektrolýzy max. V/A 12/1,5 12/5 12/7,5 12/15
Provozní tlak maxim. kPa 600 600 600 600
Provozní teplota max. 0C 60 60 60 60
Hmotnost celkem Kg        
Jmenovité napětí
Jmenovitý příkon max.
V/Hz
W
240/50
40
240/50
130
240/50
200
240/50
400

7. Certifikáty

8. SEPA a Legionella Pneumophylis

Legionella pneumophylis je bakterie, která žije a množí se ve vodním prostředí při optimální teplotě 25-50°C. Obvykle žije v tzv. mrtvých koutech potrubí nebo pod úsadami na vnitřních stěnách potrubí nebo zásobníků, které se vytváří z oxidů železa a vodního kamene.

Nebezpečím pro člověka je vdechnutí aerosolu kontaminované vody např. při sprchování. Má-li člověk oslabený imunitní systém (staří a nemocní lidé, pooperační stav atd.), dojde po vniku bakterie do organismu k rychlému rozvoji zánětu plic, který může končit i smrtí.

Opatření proti rozvoji bakterií typu legionella v systémech TUV lze rozdělit na primární a sekundární.

Primární opatření:

Sekundární opatření:

SEPA snižuje nebezpečí výskytu a množství bakterií legionella pneumophylis několika způsoby:

Pro kontrolu výskytu legionelly je třeba v cca 3-měsíčních intervalech odebírat vzorky vody a to nejméně vstup studené vody do VS, výstup TUV z VS a vratná cirkulační voda do VS.

Analýzu provádí místně příslušná hygienická laboratoř, která zapůjčí též vzorkovnice pro odběr vzorků.

9. SEPA a odpadní vody

Využití SEPA pro dočištění vyčištěných splaškových vod z obcí do cca 5.000 obyvatel.

Problém:

Tyto malé obce buď nemají žádnou čistírnu odpadních vod nebo mají zastaralou čistírnu, která nesplňuje požadované parametry vyčištěné odpadní vody (BSK5 - biologická spotřeba kyslíku za 5 dní, CHSKCr - chemická spotřeba kyslíku dvojchromanovou metodou, NL - nerozpuštěné látky odfiltrované filtrem 2-4 mikrony a vysušené při 105 °C)

Využití "SEPA":

Instalací jednotky "SEPA" na výtok vyčištěné odpadní vody do recipientu (potok, řeka atd.) se dosáhne snížení výše uvedených parametrů a to:

NL = O (70 - 80%)
BSK5 = O (60 - 80%)
CHSKCr = O (40 - 60%)

Jednotku "SEPA" lze dále s výhodou využít k recirkulaci vyčištěné odpadní vody ke zpětnému využití ( i u velkých ČOV nad 5.000 obyvatel) jako technologické vody, vody pro závlahy a postřik zeleně, vody pro čištění technologického zařízení, mytí podlah atd.

10. SEPA a bazény

Využití "SEPA" při filtraci a úpravu bazénové vody

Problém:

Splnění požadavků ČSN-EN vyžaduje filtraci bazénové vody a dávkování chemikálií - chlór, pH plus nebo mínus, algicidní event. i protikorozivní přípravky. Tyto chemikálie se musí vyrábět, dopravovat a skladovat, což obecně škodí životnímu prostředí. V prostoru bazénu vytváří sklad, příprava a dávkování chemikálií potenciální nebezpečí nejen pro obsluhu zařízení, ale i pro návštěvníky.

Využití "SEPA":

Instalací jednotky "SEPA" na průtok odpovídající filtraci bazénové vody (dle ČSN-EN) se dosáhne stejného efektu bez dopravy, skladování, přípravy a dávkování výše uvedených chemikálií

Jednotka "SEPA" zajistí: