E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

Presentatie Bellozon installatie -

chloordioxide

Presentatie voor Proefcentrum voor de Sierteelt

Destelbergen

Marc Ceulemans

District Manager

ProMinent Belgium

Landaslaan 11

1480 Tubize

Tel: 02/391 42 80

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology

Milestones

2

1960 Start-up as “Chemie & Filter GmbH” by Prof. Dr. V. Dulger

1968 Development and launch of the first electronic solenoid driven dosing pump

1971 Extension of the product range: Ozon- generating plants

1975 Extension of the product range: Measurement- and control technology

1976 Extension of the product range: Chlorine dioxide generating plants

1982 Extension of the product range: Motor driven dosing pumps

1985 Extension of the product range: Sensors

1987 Change of name in ProMinent Dosiertechnik

1997 Extension of the product range: RO- und UV - systems

1999 Take over Orlita Dosiertechnik GmbH (process-pumps)

2005 Take over Proshield Ltd. in Scotland und TOMAL AB in Sweden

2006 Foundation of the subsidiary ProMaqua GmbH

2010 ProMinent celebrates its 50th anniversary

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology www.prominent.com

Business units of ProMinent Group

ProMinent Group

3

Business Unit I

Dosing technology (Dosing pumps & systems)

Business Unit II

Process technology (Motor driven/process pumps)

Business Unit III

Measurement and control

technology

ProMinent - Group

Complete solutions

Water

treatment &

hygiene

Fluid dosing technoloy

3

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 4

Onpaar electron, wordt aanzien als vrij radicaal: hoge reactiviteit voor oxidatie en desinfectie ClO2 + e- ClO2

- (Chloriet) E0 = 0.95 V

Chemische en fysische Eigenschappen

geel-groen gas, kan niet gestockeerd of samengedrukt worden, moet steeds aangemaakt worden

Waterige oplossing is enkele dagen stabiel

•O Cl

O O• O Cl

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 5

Alternatieve chloordioxide generatiemethodes Chlorine Dioxide

ProMinent Dosiertechnik GmbH, Dr. Matthias Rothe, 2002-10-17

Methode Voordeel Nadeel

Chloriet / HCl

5 NaClO2 + 4 HCl

4 ClO2 + 5 NaCl + 2 H2O

Chloorvrije ClO2, zodoende geen gechloreerde byproducten zoals THM’s, chloramines of chloorphenolen

Hoge doseernauwkeurigheid bij wisselende doseervereisten

Perfect voor proportioneel gecontroleerde doseringen

Geen!

…

Chloriet / Chloorgas

2 NaClO2 + Cl2

2 ClO2 + 2 NaCl

Geschikt voor generatie van grote hoeveelheden ClO2

Hoge theoretische opbrengst onder ideale reactie condities

Hoge technische kosten voor manipulatie van chloorgas Geen chloorvrije ClO2 mogelijk! Altijd vorming van

gechloreerde bijproducten zoals THM’s, chlooramines of chlorophenoles

Injectors moeilijk te controleren waardoor variërende opbrengsten

Drie-Chemische componenten (Sodium Chlorite, Sodium Hypochlorite and Hydrochloric Acid)

2 NaClO2 + NaOCl + 2 HCl

2 ClO2 + 3 NaCl

Hoge theoretische opbrengst onder ideale reactieconditiess

Manipulatie van drie verschillende producten Variërende opbrengsten door instabiele hypochloriet

oplossing

Onmogelijk om ideale pH te bereiken voor optimale opbrengst

Geen chloorvrije ClO2 mogelijk! Steeds vorming van gechloreerde bijproducten zoals THM’s, chlooramines of chlorophenoles

Electrochemische procedure

2 NaClO2 + 2 H2O

2 ClO2 + 2 NaOH + H2

Slechts 1 product nodig

Slechte opbrengst van slechts 70 % Demin water noodzakelijk voor werking, Geen productie

van ClO2 tijdens regeneratie

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 6

Gevaarlijke situaties:

Waterige oplossingen c > 8 g/l met gasfase

Waterige oplossingen c > 30 g/l zonder gasfase (= Bellozon)

Veiligheid

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 7

Invloed van verschillende pH-waardes

Variaties van pH

0

20

40

60

80

100

120

4 5 6 7 8 9 1

0

pH

Ac

tie

f %

Chlorine

Bromine

Chlorine

Dioxide

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 8

Chlorine Products Chlorine Dioxide Products Ozone Products

Iron (Fe2+

) 0,6 Fe3+

1,2 Fe3+

0,4 Fe3+

Manganese (Mn2+

) 1,3 Mn4+

(MnO2) 2,5 Mn4+

(MnO2) 0,9 - 2,2 MnO2 , MnO4-

Nitrite (NO2-) 1,5 Nitrate (NO3

-) 3 Nitrate (NO3

-) 1 Nitrate (NO3

-)

Sulfide (S2-

) 2 - 9 Sulfur, Sulfate 2 - 16 Sulfur, Sulfate 1,5 - 6 Sulfur, Sulfate

Ammonia (NH3, NH4+) 4 - 32 Chloramin, Nitrate ./. ./. ./. ./.

BOD (O2 / bacteriae)

COD (KMnO4)

COD (H2SO4 / CrO3)

Peroxide (H2O2) 2,1 Oxygen, Chloride 4 Oxygen,Chlorite 1,4 Oxygen

Phosphonates (ATMP) ? oxidized product ? oxidized product ? oxidized product

"Profitol xyz" ..................... ................................. ............................... ........................... ................ ..........................

Loss of Disinfection Power (mg disinfectant per mg species)

Partly oxidized

products plus

Oxygen

IN

OR

GA

NIC

SC

HE

MIC

AL

S

? ?

Partly oxidized

products plus

ChloriteOR

GA

NIC

S Chlorinated, partly

oxidized products

(THM, AOX)

?

Verlies van desinfectiekracht..

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 9

Bacterial Reduction with Chlorine Dioxide

Micro organisms ppm

ClO2

Contact time Inactivation in %

Staphylococ. aureus 1 60 sec. 99.999

Escherichia coli 0.15 5 min. 99.9

Escherichia coli 0.25 60 sec. > 99.999

Streptococcus faecali 1 15 sec. > 99.999

Lactobacillus brevis 0.15 5 min. 99.9

Lactobacillus brevis 1 5 min. > 99.999

Pseudomonas aerog. 1 60 sec. > 99.999

1 log reduction = 90% deactivation 2 log reduction = 99% deactivation

3 log reduction = 99,9% deactivation 4 log reduction = 99,99% deactivation

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 10

Fungicidal Activity with Chlorine Dioxide

Micro-organisms ppm ClO2 Contact

time

Inactivation in %

Saccharom. diastaticus (yeast) 0.15 10 min. 99.9

Saccharom. diastaticus (yeast) 1 60 sec. > 99.999

Saccharom. cerevisae (yeast) 0.5 10 min. > 99.999

Saccharom. cerevisae (yeast) 1 1 min. > 99.999

Penicillum expansum (mould) 2 20 min. 99.999

Pediococcus damnosus 1 5 min. 99.999

1 log reduction = 90% deactivation 2 log reduction = 99% deactivation

3 log reduction = 99,9% deactivation 4 log reduction = 99,99% deactivation

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 11

Chlorine Dioxide 0.3 ppm

0

500

1000

1500

0 5 10 20 30

Contacttijd (min)

kv

e / m

l

E. Coli

Yeast

Lactic Acid

Bacteria

Pectinatus

Pediococcus

Excellente desinfectie zelfs bij lage concentratie

Desinfectie kracht van Chloordioxide

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 12

Invloed van temperatuur op CxT waarde

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 13

Virus inactivatie

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 14

Biofilm - een universeel Probleem

Slijmachtige coating van microorganismen leidingen en

tanks

Veel pathogenen zoals E. coli of Legionella leven in deze

biofilms

Biofilms zijn extreem resistent tegen desinfectantia

Chloordioxide is het enige

geschikte desinfectans dat

biofilm kan doden en verwijderen

uit drinkwaterleidingen en tanks

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 15

Typische dosering van chloordioxide

Drinkwater 0.4 ppm

Productwater 0.4 ppm

Koelwater 0.2 ppm residueel of 1 ppm shockdosering

Spoelwater vb flessenwasser: 1 ppm om 0.4 – 0.6 ppm residueel te bekomen

Waswater Afhankelijk van hoeveelheid organisch materiaal

Irrigatie water 1 – 2 ppm

Legionella behandeling 0.2-0.4 ppm

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 16

Type max. Productie (g/h)

CDVb 15 15

CDVb 35 46

CDVb 60 66

CDVb 120 130

CDVb 220 225

CDVa 400 400

CDVa 600 600

CDVa 2000 2000

Bello Zon® Type CDV, verdunde chemicaliën

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 17

Bello Zon® - Reactor - perfecte menging vr een hoge opbrengst

perfecte menging van de

chemicaliën betekent hoge

opbrengst van ClO2

optimaal design garandeert

voldoende reactietijd van minimum 4

minuten

concentratie 20 g/l

geen gasfase in reactor

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 18

ClO2 Concentratie in Bello Zon®-Systemen water:

0,05-2 ppm

ClO2

bypass:

200-1000 ppm

ClO2 reactor:

20.000 ppm

ClO2

E x p e r t s i n C h e m - F e e d a n d W a t e r T r e a t m e n t

ProMinent Academy for Water Technology 31.05.2012 19

Analyse Chloordioxide en Chloriet

online – meting en controle:

Dulcometer® D1C

controle:

photometer Dulcotest® DT 4

chloordioxide + chloriet