Waterbehandeling Gevolgen geen waterbehandeling: hardheidsafzettingen putvorming op vlampijpen en vuurgang ketel bij lage ph: magnetietvorming teruglopend ketelrendement tengevolge van hardheidsafzettingen bij toepassing van PE-slang: zuurstofcorrosie slijtages aan pompseals en verstoppingen bij toepassing van WK: verstoppingen of corrosie van warmte-overdragende elementen (uiteraard ook in de installatie) lekkages in pijpen in de kast MET BUFFER NEMEN DE PROBLEMEN TOE
Voordelen van waterbehandeling zeer geringe of geen hardheidsafzettingen (belangrijk voor een goede warmte-overdracht) ph tussen 9 en 10 zuurstofcorrosie wordt vermeden geen verstoppingen en lekkages bescherming van aluminium en messing onderdelen REPARATIES EN RENDEMENTSVERLAGING BLIJVEN TOT EEN MINIMUM BEPERKT!!
Resultaten grootschalige evaluatie 135 tuinbouwsystemen: Cijfer: 1 goede waterkwaliteit (4 systemen = 3%) op korte of langere termijn geen problemen te verwachten. Cijfer: 2 redelijke waterkwaliteit(13 systemen = 10%) op korte termijn geen problemen te verwachten, op langere termijn moeilijker in te schatten. Cijfer: 3 matige waterkwaliteit(47 systemen = 35%) waarschijnlijk ook op kortere termijn (tussen 2 à 5 jaar in bedrijf vervuiling te verwachten. Cijfer: 4 slechte waterkwaliteit(35 systemen = 26%) de kans is groot dat er problemen op kortere termijn (tussen 2 à 5 jaar in bedrijf) met vervuiling zijn. De waterkwaliteit moet verbeterd worden. Cijfer: 5 zeer slechte waterkwaliteit(36 systemen = 27%) deze systemen moeten al problemen hebben, of moeten op zeer korte termijn (binnen 1 à 3 jaar) problemen krijgen. De waterkwaliteit moet verbeterd worden. In 50-60% van de systemen werden resten van kunstmest aangetroffen. In 10-20% van de systemen werd nog steeds slootwater toegepast als vulwater. In 10-20% van de systemen werd gestookt en gestoomd.
Wat kan er mis gaan in een conventioneel CV-systeem: Corrosie Veelvoorkomende corrosievormen zijn: (snelle corrosie vaak bij 3 verschillende problemen) 1. zuurstofcorrosie door intreding van zuurstof bijv. door kunststof slangverwarming, lekkage, etc. ook bij veel water suppletie 2. corrosie onder slib, bijvoorbeeld onder ophopingen van corrosie producten, neergeslagen hardheidszouten en organisch materiaal (algen- en bacteriënresten). bv restproduct magnetiet is zwart en magnetisch < 1 mü. Dit kan worden aangetoond met behulp van een magneet 3. microbiologische corrosie, bijvoorbeeld sulfaat reductie (bronwater, bassinwater en slootwater!). 4. slechte kwaliteit CV-water door lage ph, hoog zoutgehalte, stoken/stomen, kunstmestzouten, etc. 5. versnelling van corrosie met temperatuur verhoging. Bij 1 C 14ppm H 2 O is de snelheidscorrosie per jaar 0,1 mü. Water opwarmen naar 10 C Corrosie verhoging 2 X sneller Water opwarmen naar 20 C Corrosie verhoging 4 X sneller Water opwarmen naar 30 C Corrosie verhoging 8 X sneller Water opwarmen naar 40 C Corrosie verhoging 16 X sneller Water opwarmen naar 50 C Corrosie verhoging 32 X sneller Water opwarmen naar 60 C Corrosie verhoging 64 X sneller Water opwarmen naar 70 C Corrosie verhoging 128 X sneller Water opwarmen naar 80 C Corrosie verhoging 256 X sneller Water opwarmen naar 90 C Corrosie verhoging 512 X sneller Water opwarmen naar 100 C Corrosie verhoging 1024 X sneller Water opwarmen naar 110 C Corrosie verhoging 2048 X sneller Water opwarmen naar 120 C Corrosie verhoging 4096 X sneller
Corrosie en ph-waarde CV-water: - De ideale ph-waarde van CV-water in een geheel stalen CV-systeem ligt tussen de 9,5 en 10,0. - In dit ph-gebied is staal en ook koper in staat een goede passieve laag op te bouwen, hetgeen tot gevolg heeft dat de corrosiesnelheid van beide materialen zo laag mogelijk wordt. - Bij iedere ph-eenheid verlaging neemt de corrosiesnelheid op staal, afhankelijk van de resterende waterkwaliteit, toe met een factor 10-50. - Een hoog zoutgehalte, in de vorm van chlorides en sulfaten, verhogen de corrosiesnelheid. - Een lage ph-waarde in combinatie met de zuurstofdoorlatende PE-slangen leidt onherroepelijk tot forse corrosie in het gehele verwarmingssysteem. ph-waarde < 6,0 licht zuur tot zuur. Veel corrosie, onacceptabele lage waarde. ph-waarde 6-8 neutraal. Te lage waarde, leidt tot corrosie. ph-waarde 8-9,5 zwak basisch. Nog te lage waarde, mate van corrosie is afhankelijk van resterende waterkwaliteit. ph-waarde 9,5 tot maximaal 10,5 zwak basisch. Corrosie door een te lage ph-waarde is niet mogelijk, anderecorrosievormen kunnen nog wel mogelijk zijn
Wat kan er mis gaan in een conventioneel CV-systeem: Ketelsteenafzettingen Veel voorkomende oorzaken van afzettingen zijn: 1. Veelvuldige suppletie met water, dat een te hoge tijdelijke hardheid bevat, de vorming van kalk. 2. Door suppletie met niet ontijzerd bronwater, de vorming van harde isolerende afzettingen. 3. Afzettingen van corrosieproducten samen met hardheidszouten. 4. Suppletie van kunstmest in het systeem. De schade manifesteert zich bijvoorbeeld door een niet optimale warmteoverdracht in bijvoorbeeld de CV-ketel. Na verloop van tijd kunnen door spanningen de vlampijpen in de keerkast (eerste en tweede trek, heetste plek ketel) los komen te liggen, gevolgd door lekkage. Ook rookgassenkoelers en restwarmtewisselaars kunnen sterk vervuilen.
Een rekenvoorbeeld: Steengetal = TH*(5*SUPPL + І) KCAP TH SUP І KCAP = 8 dh (deel-onthard leidingwater). = 0,5 m³/week, is 26 m³ per jaar. = inhoud totale verwarmingssysteem is 40 m³. = ketelcapaciteit is 2.500 kw (of in kcal*0,00117). Het steengetal is dan: 8*(5*26 + 40) / 2500 = 0,54 te hoog dus! De maximaal toelaatbare suppletie (steengetal = 0,25) kan als volgt berekend worden: SUP = (0,25*2500 40*8) / 5*8 = 7,6 m³ per jaar, = 147 liter per week. Nasuppleties van 50-150m³/jaar zijn in de glastuinbouw helaas geen uitzonderingen!! Een glastuinbouwsysteem is dan ook nauwelijks als een gesloten systeem te beschouwen!
Modificatie CV-systeem: Plaatsing van een WKK-eenheid met een warmtebuffer in 2 hectare kasverwarming: Inhoud warmtebuffer: Totale inhoud CV-systeem: 250 m³. 300-350 m³. (tot 2.000m³) Hoeveel kalk kan er neerslaan in de CV-ketel? Bij 2 dh water 40 gram kalk per m³ vulwater Bij 5 dh water 90 gram kalk per m³ vulwater Bij 10 dh water 180 gram kalk per m³ vulwater Bij 15 dh water 270 gram kalk per m³ vulwater De dikte van de afzetting plaatselijk neergeslagen op keerkast en eerste 2 meter van de tweede trek (heetste plek ketel), bij een V.O. van 10 m² (alleen keerkast) en 250 m³ vulwater(buffer): Bij 2 dh 19 kg kalk dikte afzetting 0,3 mm Bij 5 dh 22,5 kg kalk dikte afzetting 0,8 mm Bij 10 dh 45,0 kg kalk dikte afzetting 1,6 mm Bij 15 dh 67,5 kg kalk dikte afzetting 2,4 mm Per m³ navullen wordt de afzetting natuurlijk alleen maar dikker!
De keuze van het suppletiewater: De keuze van het suppletie- of eerste vulwater van een systeem is heel erg belangrijk. De levensduur van het gehele verwarmingssysteem wordt in feite bepaald door deze keuze. De volgende watersoorten worden toegepast in de tuinbouw: Bassin- of regenwater: Indien het zoutarm en zuiver regenwater is (geleidbaarheid < 0,05 ms/m), kan bassin/regenwater in principe een goede keuze zijn. Er mag geen ander water, zoals slootwater, drainwater, etc., in het bassin bijgemengd worden. Bassin/regenwater dient echter altijd behandeld te worden: - Filtratie om het water te zuiveren van organisch materiaal. - Dosering van een biodispersant. - Dosering van een ph-stabiliserend middel. - Vermijd de aanwezigheid van kunstmest. Oppervlakte- of slootwater: Daar kunnen we zeer kort over zijn, nooit meer toepassen! Bronwater: Alleen toepasbaar na watercontrole en het uitvoeren van een water(voor)-behandeling: - Ontijzeren, filtreren en ontharden. - Dosering van een biodispersant. - Dosering van een ph-stabiliserend middel. - Vermijd de aanwezigheid van kustmest.
De keuze van het suppletiewater: Reversed Osmosewater: RO-water is in het algemeen een goede keuze, het is zoutarm en bevat in het algemeen een lage hardheid. De geleidbaarheid moet kleiner dan 0,05 ms/m zijn. Vanwege de lage ph-waarde, lage buffercapaciteit en soms hoog koolzuurgehalte dient RO-water altijd nabehandeld te worden: - Laat de kwaliteit van het RO-water eerst controleren! - Dosering van een ph-stabiliserend middel. - Vermijd de aanwezigheid van kunstmest. - Dosering van een biodispersant. Leidingwater: Leidingwater heeft altijd een constante kwaliteit, is ontsmet (chloreren) en vaak deelonthard. Bij toepassing van WKK-eenheden, wisselaars in restwarmte-projecten, grote waterbuffers, of indien veel bijgevuld moet worden, onthard leidingwater toepassen! Onthard leidingwater dient echter ook nabehandeld te worden(ph-stabilisatie en corrosieïnhibitoren). Aanvullende opmerkingen: - Zorg ervoor dat het systeem altijd via één vulpunt, met één watersoort wordt bijgevuld. Plaats een watermeter, registreer de hoeveelheid nasuppletie. - Vul niet bij m.b.v. de substraatpomp, hiermee kunnen kunstmestzouten in het systeem terechtkomen.
Wat te doen bij modificatie systeem, bijvoorbeeld plaatsing van nieuwe ketel, buffer of restwarmtewisselaar: Maak niet de fout het CV-systeem met warmtebuffer te beschouwen als een conventioneel CV-systeem, dit is vragen om moeilijkheden! - Start met een inventarisatie van het bestaande CV-systeem: is er corrosie in het systeem(pe-slang). welk vulwater wordt toegepast. kunnen er kunstmestzouten in het systeem terechtkomen. wordt er gestookt en gestoomd (vervuiling!). wat is de huidige waterkwaliteit, etc. hoe is het expansiesysteem: lucht, balg, zak, olie, stikstof, balletjes etc. - Zorg dat het CV-systeem schoon is, voordat nieuwe onderdelen in bedrijf genomen wordt. Dit kan verwezenlijkt worden door het CVsysteem al geruime tijd van te voren, chemisch te gaan behandelen en te reinigen middels deelstroomfiltratie. Eventueel is deelstroomontzouting ook mogelijk. - Vul een warmtebuffer met een grote waterinhoud altijd bij met onthard (leiding)water of gefilterd regenwater, pas een waterbehandeling toe om dit vulwater de goede kwaliteit te geven. - Overweeg (deelstroom)filtratie voor preventief onderhoud, neem dit mee in het bestekfase van de aanpassingen en/of nieuwbouw! - De tuinder moet een groter verantwoordelijkheidsbesef t.a.v zijn eigen CV-systeem krijgen. In feite is het gehele CV-systeem het hart van uw tuinbouwbedrijf.
Een waterbehandeling in een verwarmingssysteem: 1. Gebruik onthard vulwater of gefilterd regenwater, bij voorkeur onthard leidingwater. Voordelen: - minder vervuiling in het systeem. - minder kosten bij nabehandelen. 2. Pas deelstroomfiltratie toe. Voordelen: - schoon systeem. - losgemaakt vuil wordt uit systeem verwijderd. - geen corrosie onder slib. 3. Nabehandeling met ph-stabiliserend middel en corrosieïnhibitoren. Voordelen: - vermindering corrosie door te lage ph CV-water. - vermindering corrosie door zuurstof. - vermindering van afzettingen. - reiniging systeem. - tot 50 x minder corrosie. 4. Nabehandeling bij regenwater met reinigingsmiddel. Voordelen: - stoppen biologische vervuiling - stoppen hardnekkige microbiologische corrosie. - reiniging systeem van biomassa. - ammonia kan koper aantasten.
Controle van CV-water kwaliteit: In gesloten verwarmingssystemen zal weinig bijgevuld worden en zullen, na de eerste conditionering, weinig nabehandelingsprodukten nodig zijn. Een waterbehandelaar zal dan, op basis van een onderhoudscontract, jaarlijkse wateranalyses uitvoeren. De eindgebruiker (tuinder) wordt geadviseerd om regelmatig, bijvoorbeeld 1 keer per week, een controle uit te voeren. Te controleren punten zijn(5-10 minuten werk): - Indien van toepassing, de drukval over het deelstroomfilter, en indien noodzakelijk het filter op tijd reinigen - De stand van de watermeter, bij het vaste suppletiepunt. - Eenvoudige metingen uitvoeren zoals het bijhouden van de phwaarde en de geleidbaarheid van het CV-water. - Indien er lekkages plaatsvinden, deze zo snel mogelijk repareren en de waterbehandelaar waarschuwen, zodat deze de waterkwaliteit kan controleren en eventueel in kan grijpen. - Bijhouden van de controles in een logboek. De waterbehandelaar is verantwoordelijk voor het geven van de juiste adviezen, de kwaliteit van het geleverde product en, wat ook belangrijk is, een regelmatige inspectie van het systeem, zoals een waterzijdige inspectie van de CV-ketel. De inspectie is noodzakelijk om twee redenen: - Het vaststellen van een beginsituatie m.b.t. het opstarten van de waterbehandeling. - Evalueren hoe de staat van de ketel waterzijdig is.