Na rozdíl od chlornanu sodného, které je také možné vyrobit obdobným způsobem v místě použití, mají směsné oxidanty lepší vlastnosti. Praxe ověřila, že je možná až o třetinu nižší dávka chlóru v podobě směsných oxidantů oproti běžným způsobům, které používají chlór. Směsné oxidanty mají lepší inaktivační účinky, pomáhají odstraňovat biofilm ve vodních systémech, což přispívá dále k lepší kvalitě vody. Při jejich aplikaci dochází ke zlepšení chuti a pachu vody, voda není cítit po chlóru.

Princip technologie
K výrobě dezinfekce vody elektrolýzou potřebujeme jako základní suroviny vodu, elektrickou energii a sůl. Vodu používáme buď přímo ze zdroje, nebo v případě, že se jedná o úpravnu vody, tak vodu upravenou. Sůl, neboli chlorid sodný, použijeme v co nejvyšší kvalitě. Je potřeba sůl bez příměsí. Používáme sůl, která má stejnou nebo lepší kvalitu než sůl pro potravinářské účely. Výhodou těchto základních surovin je jejich dobrá dostupnost. Kamenná sůl má neomezenou skladovatelnost, nekazí se, ani neklesá její účinnost.

Obr. 1 Schéma výroby chlóru elektrolýzou.

Z těchto základních surovin vyrábíme elektrolýzou roztoku chloridu sodného buď chlornan sodný nebo směsné oxidanty. Výhodou tohoto řešení je to, že máme vždy k dispozici čerstvý roztok dezinfekčního činidla stejné účinnosti. To přispívá ke stabilitě vodního systému. Technologie je navržena u výroby chlornanu sodného tak, aby byly co nejnižší výrobní náklady, a u směsných oxidantů tak, aby byl co nejvyšší dezinfekční účinek. V praxi směsné oxidanty, přes o trochu vyšší spotřebu elektrické energie, často představují, díky vyšší účinnosti, provozně nejlevnější dezinfekci vody.

Bezpečnost
Technologie elektrolýzy soli v místě použití se používá pro výrobu dezinfekce již přes dvacet let. Díky tomu, že nepřepravujeme žádné koncentrované nebezpečné chemikálie, ale pouze sůl, zvyšuje tato technologie  obecně bezpečnost. Při výrobě vzniká slabě koncentrovaný roztok dezinfekčního činidla, s koncentrací účinné látky do 1 %. To znamená, že není nutno používat bezpečnostní opatření, vyplňovat bezpečnostní listy a nejsou potřeba speciální ochranné prostředky. V důsledku to znamená snížení nákladů na BOZP.

Výhody aplikace směsných oxidantů

Mezi výhody použití směsných oxidantů pro dezinfekci a hygienické zabezpečení vody patří zejména výborná inaktivace mikroorganismů, včetně odstranění Legionelly a jiných, běžnými prostředky obtížně inaktivovatelných mikroorganismů. Směsné oxidanty odstraňují biofilm v potrubí a zabraňují jeho vzniku. Snižují tvorbu vedlejších produktů dezinfekce. Na rozdíl od chlordioxidu nevytváří chloritany a na rozdíl od ozónu minimalizují vznik bromičnanů. Při aplikaci směsných oxidantů se udržuje zbytkový chlór i v rozsáhlých distribučních systémech. Směsné oxidanty zlepšují chuť a pach vody, voda není cítit po chlóru. V porovnání s chlornanem sodným mají směsné oxidanty nižší korozivní účinky.

Obr. 2 Porovnání inaktivace C. perfingens

Pokud se použijí směsné oxidanty pro předpravu vody, vylepšují mikroflokulaci a současně pomáhají snižovat dávku koagulátu až o 40 %. Dochází také k prodloužení filtračního cyklu a ke snížení produkce kalu z úpravy vody. Lépe oxidují sirníky, železo a mangan. Při použití v bazénech dochází k zlepšení průhlednosti vody, zlepšení atmosféry nad bazény. Nedochází k uvolňování di- a trichloraminů z bazénové vody, což jsou plyny, které způsobují dráždění očí a sliznic plavců a korozi konstrukcí a zařízení v bazénové hale.

Obr. 3 Vylepšení průhlednosti vody v bazénu po aplikaci směsných oxidantů, Miwa, Japonsko

Tab. 1 Porovnání různých způsobů dezinfekce vody

Co jsou směsné oxidanty
Studie složení detekovaly ve vyrobeném roztoku směsných oxidantů pouze chlór a ne chloridoxid ani ozón. Systémy se směsnými oxidanty podléhají zákonným požadavkům jako na běžné chlorovací systémy, včetně použití hodnot CT chlóru (CT = koncentrace x čas kontaktu). Směsné oxidanty mají asi o dva řády lepší inaktivaci mikroorganismů než plynný chlór nebo chlornan sodný. Elektrolytická buňka je při výrobě směsných oxidantů konfigurována tak, aby poskytovala co nejlepší dezinfekční účinek při mírně zvýšené spotřebě elektrické energie, na rozdíl od výroby chlornanu sodného, kdy je buňka konfigurována tak, aby byla co nejnižší spotřeba soli a energie.

Výsledky provozní aplikace technologie na výrobu směsných oxidantů
Roční výsledky aplikace směsných oxidantů v České republice ukazují, že se jedná o technologii s provozními náklady srovnatelnými s dezinfekcí plynným chlórem. Celkově bylo za rok fungování elektrolýzy vyrobeno 421 tisíc m3 pitné vody. Pro tuto výrobu jsme za rok spotřebovali 3,7 tuny chloridu sodného a 11 tisíc kWh. Náklady na sůl a elektrickou energii byly 63 tisíc Kč, tj. cca 0,15 Kč/m3. V porovnání s hypotetickým nasazením plynného chlóru je to o 20 tisíc Kč za rok méně. Údržba za rok spočívala ve výměně čtyř vložek filtrů vody, jednou vyčištění nádrže na solanku a třikrát manuální potvrzení startu systému po výpadku elektrické energie a vyčerpání soli v nádrži. V porovnání nákladů nejsou zahrnuty náklady na bezpečnostní opatření, školení a pomůcky ani náklady oceňující riziko používání nebezpečných chemikálií - plyného chlóru - jako je výše pojistky.

Obr. 4 Inovovaná elektrolytická buňka

Výsledky dosažené při této aplikaci je možné v současnosti vylepšit za pomoci nově inovované elektrolytické buňky, která zlepšuje účinnost převodu soli a elektrické energie na chlór v podobě směsných oxidantů až o třetinu. To znamená, že roční náklady na sůl a energii by po výměně buňky dosáhly cca 42 tisíc Kč. Znamená to rychlejší návratnost vložené investice.

Obr. 5 Malý systém pro výrobu směsných oxidantů s kapacitou 1,8, 4,5 a 9 kg volného aktivního chlóru za den.

Shrnutí
Výroba směsných oxidantů elektrolýzou z roztoku chloridu sodného představuje vhodnou náhradu stávajících technologií dezinfekce vody. Jedná se o provozně spolehlivé a bezpečné zařízení s nízkými provozními náklady. Aplikace směsných oxidantů pomáhá zlepšovat kvalitu vody v distribučních systémech pitné vody, v bazénech, v chladících okruzích i při dezinfekci vyčištěné odpadní vody. Směsné oxidanty jsou stabilní i při vyšších teplotách, takže jsou vhodné i do okruhů teplé užitkové vody. Směsné oxidanty představují provozně spolehlivou technologii, která vyžaduje minimum údržby a dosahuje příznivých provozních nákladů. Vzhledem k dobrým vlastnostem směsných oxidantů má často jejich aplikace nejnižší provozní náklady v porovnání s ostatními typy dezinfekce.

Lubomír Macek

Aquion, s.r.o.
Dělnická 38
170 00  Praha 7
info@aquion.cz
Tel.: 283 872 265
www.aquion.cz