Tutorial Chlordioxid-Generator

Die Desinfektion von Trinkwasser soll nur vorgenommen werden, wenn auf Probleme reagiert werden muss. Gründe für die Desinfektion können schlechte Rohwasser-Qualität, Problem im Rohrleitungs-System oder Mikrobiologische Kontaminationen sein.

Eines der nach Trinkwasserverordnung zulässigen Mittel ist Chlordioxid. Diese Verordnung gibt folgende Konzentrationen an:

• Am Ort der Dosierung maximal 0,4mg/l,
  Am nahesten Ort der Entnahme maximal 0,2mg/l
  Am entferntesten Ort der Entnahme minimal 0,05mg/l.

Weil die theoretische Möglichkeit besteht, dass das Chlordioxid zu Chlorat umgewandelt wird, ist in Deutschland ausschließlich die „proportionale Dosierung“ möglich. Der Volumenstrom Wasser und der Volumenstrom Chlordioxid wird dabei proportional auf die gewünschte Konzentration eingestellt.

Das Signal des Wasser-Volumenstromes liefert meist ein Wasserzähler mit Ausgangs-Signal und die Dosierung erfolgt über eine passende Dosierpumpe. Diese Pumpe muss das Signals des Wasserzählers verstehen können.

Der Verbrauch von Chlordioxid ist ein dynamischer Prozess. Führt anfangs ein hoher Verbrauch zu geringen Konzentrationen an den Entnahmestellen so wird die Konzentration nach einigen Wochen steigen.

Wenn an der Dosierstelle 0,4mg/l eingestellt wurden, dann ist es deshalb erforderlich, die Konzentration an der ersten Entnahmestelle auf Einhaltung des Maximal-Wertes in regelmäßigen Abständen zu prüfen. Zur Kontrolle sollte ein Photometer mit DPD-Methode Chlordioxid benutzt werden. Es ist vorteilhaft, die gemessenen Werte und die resultierenden Handlungen zu protokollieren. Falls die Handlungen nicht bekannt sind, das Tutorial Kalibrierung hilft. In der Zeitung „Das Schwimmbad und sein Personal“, Heft 10/2018, ist das Thema Kalibrierung ebenfalls bearbeitet und demnächst online.

Unter Umständen ist es genauso vorteilhaft, die Konzentration des Chlordioxides über einen speziellen Sensor für Chlordioxid DOSASens  permanent zu messen und zu protokollieren.

Beim Prozess-Wasser gelten grundsätzlich die Regeln wie beim Trinkwasser. Trotzdem gilt es, Besonderheiten des Prozesses zu beachten. Die Zielstellung der (Desinfektions-) Maßnahmen sollte formuliert und fixiert werden. Vorteilhaft für das Chlordioxid ist hier, dass die Neigung zur Geruchs-Bildung und Geschmacks-Veränderung wesentlich geringer als beim Chlor ist.

Besonders bei der Desinfektion des Wassers in offenen Kühlkreisläufen muss das Ziel definiert werden. In der Regel ist es das Ziel, Legionellen im Aerosol des Kühlturmes zu verhindern. Somit ist wichtig, dass eine Mindest-Konzentration des Desinfektionsmittels im Sammel-Becken nachweisbar ist.

Da sich Betriebszustände und Umgebungsbedingungen ändern ist die proportionale Dosierung nicht sinnvoll. Stattdessen sollte eine permanente Messung und Regelung, zum Beispiel mit einem guten Regler eingesetzt werden.

Für längere Abschaltungen eines Kühlturmes oder eines Kühlkreises sollte ein permanenter Refresh-Modus eingeplant werden, welcher die Kontamination auch während der Stilllegung verhindert.

Immer häufiger ist zu beobachten, dass Filter verkeimen. Weil sich dort die Legionellen und andere Organismen in Schichten aus Aktivkohle gut vermehren und geschützt sind, muss regelmäßig innerhalb der Spülung auch desinfiziert werden. Die anzuwendende Konzentration ist von der zur Verfügung stehenden Zeit (Kontaktzeit) abhängig.

Hier können keine Grenzwerte genannt werden. Es bleibt nur die Möglichkeit, die Ergebnisse der Maßnahmen zu überprüfen. Eine ausführliche Beschreibung findet sich im Artikel zum Thema Thema Filterverkeimung, veröffentlicht in: Das Schwimmbad und sein Personal, Heft 09/2018.

Zur Produktion nach dem Chlorit-Säure-Verfahren wird 9,0 prozentige Salzsäure HCl und 7,5 prozentiges Natriumchlorit NaClO₂ und Wasser und elektrischer Strom verbraucht. Das Chlordioxid hat am Ende eine Konzentration von 2 Gramm Chlordioxid pro 1 Liter Flüssigkeit.

In der folgenden Tabelle können die grünen Werte in Spalte F auf die lokalen Gegebenheiten angepasst werden und ermöglichen eine Schätzung des Verbrauches an Chemikalien und Wasser. Die Darstellung des elektrischen Verbrauches ist nicht enthalten.

Häufig besteht die Aufgabe darin, das Chlordioxid an mehreren Punkten zu dosieren. Für diesen Fall ist es möglich, einmal zu produzieren und mehrfach zu verbrauchen. Die Leistung des Chlordioxid-Generators muss der Summe der Verbräuche entsprechen. Mit dieser Art der Installation kann das Desinfektionsmittel gezielter dosiert werden und der allgemeine Verbrauch kann reduziert werden.

Im zweiten sehr wichtigen Gesichtspunkt kann die Ausfall-Sicherheit der Desinfektion erhöht werden. Obwohl Chlordioxid nicht unbegrenzt haltbar ist, kann man mit einem entsprechend dimensionierten Speicher die Zeit bis zu einer unwahrscheinlich notwendigen Reparatur weiter desinfizieren. Die Größe dieses Speichers kann jederzeit an die Erfordernisse der Anlage angepasst werden.

In der folgenden Präsentation wird die Funktionsweise eines solchen Generators gezeigt. Ein Mausklick in die Fläche startet die Darstellung eines Zyklus. Die Präsentation beginnt mit der Darstellung der proportionalen Entnahme durch zwei Pumpen. Der jeweilige Wasserzähler gibt elektrische Signale an eine Dosierpumpe. Die Dosierpumpe befördert das fertige Chlordioxid in das Wasser-Rohr. Die chaotische Abfolge der Pumpenhübe entspricht der zu erwartenden Realität.

Nach einem weiteren Klick beginnt die Produktion des Chlordioxides. Achtung, die Zeiten für die chemische Reaktion sind mit einigen Sekunden simuliert.

Natürlich ist es auch möglich, je 50% der Leistung mit je einem kleineren Chlordioxid-Generator zu erbringen. Dies bedeutet aber einen finanziellen Aufwand. Wichtiger kann es sein, den Wartungs-Satz und wichtige Reparatur-Teile vor Ort zu haben. So kann der ausgebildete Betriebstechniker die Reparatur kurzfristig selbst vornehmen. Gute Hersteller bieten eine solche Ausbildung zu den Anlagen an.

Verschleiß tritt besonders durch den Einsatz aggressiver Chemikalien an den Dichtungen und den Membranen der Pumpen auf.

Deshalb sind Generatoren, die die Chemikalien im Verhältnis 1:1 verarbeiten, auch bei der Verwendung der Ersatzteile vorteilhaft. Es ist aber zu beachten, dass die verwendeten Chemikalien unterschiedliche Dichtungs-Werkstoffe verlangen.

In der folgenden Tabelle können die grünen Werte in Spalte F auf die lokalen Gegebenheiten angepasst werden und ermöglichen eine Schätzung der Größe des Speicherbehälters für Chlordioxid.

Wie bereits im Abschnitt „Sicherheit“ beschrieben besteht ein Zusammenhang zwischen Konzentration des Chlordioxides im Wasser und der Explosionsgefahr. Aus diesem Grund ist in den Regeln des DVGW die Konzentration der genutzten Chemikalien auf 9,0% für HCl und auf 7,5% für NaClO2 begrenzt. Haben die Chemikalien in dieser Konzentration Kontakt, ohne das Wasser zur Verdünnung eingesetzt wird, dann besteht ein sehr geringes Risiko der Explosion bei Luftkontakt.

Für diesen Generator-Typ wird eine separate Zufuhr des Wassers installiert und der Durchfluss überwacht. Der Weg zwischen Reaktor und Rohrleitung wird extrem kurz gestaltet. Bei Bedarf wird ein Bypass zur Hauptleitung betrieben.