Karbonatisering og vannglass, hva skal vi velge hvor?

Presentasjon om: "Karbonatisering og vannglass, hva skal vi velge hvor?"— Utskrift av presentasjonen:

1 Karbonatisering og vannglass, hva skal vi velge hvor?
Kursdagene 2002, Trondheim 9. og 10. Januar 2002 Karbonatisering og vannglass, hva skal vi velge hvor? av Stein W. Østerhus SINTEF Kjemi Vannrensing og VA

2 Karbonatisering eller vannglassdosering?
Finnes det klare svar på dette? Viktige faktorer: Rørmaterialer Problem Vannkvalitet Kostnader Annen vannbehandling Vet vi nok til å gi svar på hva som bør velges?

3 Kobberkorrosjon

4 Effekt på sementbaserte materialer
Karbonatisering: Utfelling av CaCO3 i sementporene vil blokkere disse å redusere utlekking av Ca(OH)2. Man bør da ha en kombinasjon av høy pH, alkalitet og kalsiumkonsentrasjon med en rimelig høy TIC-konsentrasjon. Ved lange oppholdstider kan det likevel være problemer med for høy pH. Det kan da være behov for økt bufferkapasitet som vil øke nedbrytingen av sementen. Vannglassdosering: Silikat reagerer med sementbaserte materialer og danner forbindelser som beskytter sementen. Disse er enten ikke løslige kalsium-silikat-forbindelser, eller et kvartsbelegg som dannes ved en overflatekatalysert omdanning av silikat.

5 Jernkorrosjon Er svært kompleks.
Jevn korrosjon, groptæring, rødt vann, MIC, heterogene belegg og korrosjonsprodukter, osv. Manglende kunnskap. Effekt av korrosjonskontroll er avhengig av strømningshastighet. Dannelse av beskyttende belegg. Rødt vann problemer. Jernkonsentrasjonen man får i vannet når det er i likevekt med overflatekompleksene som dannes på metall/jernoksid-overflaten. Effekt av korrosjonskontroll er avhengig av den øvrige vannkvaliteten.

6 Beleggdannelse på jern ved korrosjonskontroll
Iron FeOOH FeCO3 + CaCO3 Fe2O3 + FeCO3 CaCO3 Belegg på jern ved karbonatisering for korrosjonskontroll Iron FeCO3 + Fe2O3 + Fe/Ca-silicate Fe2O3 + FeCO3 Fe-silicate FeCO3 + Fe-silicate Belegg på jern ved vannglassdosering for korrosjonskontroll

7 Eksempel på korrosjonshastigheter for jern
35-40 35-40 35-40 45-50 15-23 30-35

8 Jernkorrosjon ved stagnante strømningsforhold

9 Jernkorrosjon ved stagnante strømningsforhold
For ulike konsentrasjoner av humus i vannet Bløtt vann Karbonatisert vann

10 Jernkorrosjon ved stagnante strømningsforhold
For ulike konsentrasjoner av humus i vannet Hardt vann

11 Vannkvalitet i korrosjonsforsøk på jern
Undersøkelser av effekten av vannglass (silikat)

12 Korrosjonsforsøk på jern - effekt av silikat
Korrosjonshastighet Groptæring: antall groper

13 Andre effekter av vannglass på jern
Har lite kunnskap om effekten under stagnante strømningsforhold. Har begrensa med dokumentasjon og kunnskap om optimale betingelser. Kan danne løselige Fe-komplekser slik at rødt vann problemer reduseres. Kan fjerne korrosjonsprodukter og slam fra rørene.

14 Karbonatisering vs vannglass
Fordeler: Mye dokumentasjon på effekt. Mye kunnskap om optimale betingelser. Generelt god effekt på kobber og sementbaserte materialer. Svært god effekt på jern ved høy strømningshastighet. Ulemper: Kan øke vannkvalitetsproblemene i overdimensjonert nett. Vannglass: Fordeler: Lave kostnader. Kan fjerne belegg og korrosjonsprodukter. Kan redusere rødt vann problem. Generelt god effekt på kobber og sementbaserte materialer. Kan redusere groptæring på jern. Ulemper: Kan øke groptæring på jern. Lite kunnskap om optimale doser og betingelser. Kan gi vannkvalitetsproblem.

15 Eksempler på valg Lokale forhold og vurderinger vil være avgjørende for hvilken prosess som bør velges. Store anlegg generelt. Karbonatisering: mer dokumentasjon. Små anlegg generelt. Vannglass: lave investering og driftskostnader, samt enkel dosering. Tilpasning av korrosjonskontroll til annen vannbehandling. Karbonatisering: f.eks. 3M-filtrering for NOM-fjerning, Fe-fjerning, osv. Vannglass: f.eks. etter membranfiltrering, ved bruk av Si i fellingsprosessen, o.l. Groptæring på støpejern. Vannglass?: kan redusere groptæring under optimale forhold, men kan øke problemet når dose og betingelser ikke er optimale.

16 Eksempler på valg Overføringsledninger i ubeskyttet støpejern.
Karbonatisering: jevn høy strømningshastighet gir god effekt. Overdimensjonert nett eller endeledningsproblematikk. Vannglass: kan redusere vannkvalitetsproblemer. Ledningsnett i plast. Vannglass: kun behov for beskyttelse av Cu der pH-effekten er viktigst. Mye rust, korrosjonsprodukter og slam i ledningsnettet. Vannglass: kan kompleksbinde og fjerne problemene. CO2-rikt grunnvann. Karbonatisering: utnyttelse av vannets CO2-innhold. Sementbasert ledningsnett. Vannglass: gir generelt god effekt.