Przełom na rynku bezchemicznego uzdatniania wody procesowej

Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Krakowskiej na zlecenie VGT Polska Spółka z o.o. przy wsparciu finansowym z UE w ramach RPO Województwa Małopolskiego na lata 2014-2020 (nr RPMP.01.02.03-12-0185/19-00) zrealizował badania w projekcie pt.: "Innowacyjny system VGT bezchemicznego uzdatniania wody procesowej" w technologii Bauer WT Systems.

Celem badania było przeanalizowanie sposobu i efektu bezchemicznego uzdatniania wody procesowej.

Diagnoza istniejących problemów z wodą i sposobów jej uzdatniania 

W przetwórstwie tworzyw sztucznych wymagana jest stabilizacja temperatury procesów oraz chłodzenie maszyn. Odbywa się to przy zastosowaniu urządzeń podgrzewających i schładzających. Najczęściej czynnikiem pośredniczącym w tych procesach jest woda. Niestety woda jako medium wprowadza w układ chłodzenia oraz ogrzewania wiele niechcianych zjawisk (np.: kamień kotłowy, korozję i rozwój mikrobiologiczny). Powodują one obniżenie skuteczności wymiany ciepła. Najczęściej sposobem zapobiegającym tym niechcianym zjawiskom jest wprowadzanie środków chemicznych do wody. Nie jest to jednak rozwiązanie w pełni skuteczne, gdyż woda zmienia swoje parametry, wymagając ciągłego badania składu i dopasowywania ilości oraz jakości środków chemicznych. Dozowanie środków chemicznych do wody musi być częste (np. co dwa tygodnie lub raz na miesiąc - w zależności od problemów z wodą). Duże nasycenie wody środkami chemicznymi wymusza konieczność jej wymiany, tzn. wypuszczenia do ścieków wody z całego obiegu, co najmniej 2 razy w roku. Powoduje to zatrzymanie procesu produkcyjnego, szkodzi środowisku i generuje dodatkowe koszty.

Aktualnie w branży przetwórstwa tworzyw sztucznych w Polsce istnieje stan, w którym nie ma kompleksowego rozwiązania problemów z wodą procesową bez użycia środków chemicznych. Dlatego też istnieje pilna potrzeba ich rozwiązania poprzez zastosowanie bezchemicznego uzdatniania wody, tym bardziej, że rozmowy pracowników Spółki VGT Polska z Klientami pozwalają stwierdzić, że problemów z "jakością" wody jest coraz więcej i proces ten będzie narastał. Dlatego też podjęto decyzję o przeprowadzeniu badań przemysłowych, mających na celu zbadanie działania bezchemicznego uzdatniania wody procesowej przy wykorzystaniu technologii Bauer WT Systems.

Opis badań 

Na terenie Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Krakowskiej przeprowadzono badania w okresie od 01.08.2020-31.12.2020. Przygotowano stanowisko badawcze składające się z trzech układów badawczych, które przedstawiono na kolejnych rysunkach: 1,2,3. Celem pięciomiesięcznych badań było porównanie stanu jakości wody w trzech systemach badawczych, w różnych okresach prowadzenia badań, określenie podatności badanej w systemach wody na rozwój w niej mikroorganizmów oraz zmian zachodzących w wycinkach rur z osadami korozji, kamienia kotłowego i biologicznego. Dla realizacji celu oprócz badań procesowych prowadzonych w trzech układach technologicznych przedstawionych na rys. 1, 2, 3, przyjęto przebadać podstawowe wskaźniki jakościowe wody wodociągowej i procesowej. 

Rysunek 1 przedstawia pierwszy układ badawczy będący układem obiegowym, w którym nie zachodziły procesy technologiczne, natomiast jego zadaniem było emulowanie rzeczywistych warunków pracy zamkniętego układu obiegowego wody w systemach przemysłowych. Na rysunku 2 przedstawiono drugi układ badawczy, a na rysunku 3 trzeci układ, który były oparte na schematach odzwierciedlających badane, nowatorskie układy bezchemicznego oczyszczania wody.

Rysunek 2. Schemat układu badawczego 2

W szczególności przedstawione układy badawcze składały się z następujących elementów:

• Układ badawczy 1 jt. układ składający się ze zbiornika (1) z wodą procesową w ilości 200 L i pompą (2) obiegową o mocy 500 W i wydajności 9 m3/h.
• Układ badawczy 2 podobnie jak układ badawczy 1 składa się ze zbiornika (1) z wodą procesową w ilości 200 L, pompą obiegową (2) o mocy 500 W i wydajności 9 m3/h , dodatkowo jednak wyposażony jest w uzdatniający wodę generator pola elektromagnetycznego ze sterownikiem (3) o nazwie firmowej Bauer Pipejet 401 HST oraz filtr (4) mechaniczny Bauer Mini 250 SS316 BW z 7 wkładami świecowymi o porowatości 10 µm.
• Układ badawczy 3 jest najbardziej rozbudowany, posiada zbiornik (1) wody procesowej i pompę obiegową o mocy 500 W i wydajności 9 m3/h podobnie jak układ 1 i 2, generator pola elektromagnetycznego (6) Bauer Pipejet 401 HST, filtr mechaniczny (7) Bauer Mini 250 SS316 BW z wkładami świecowymi 10 µm jak w układzie 2 oraz dodatkowo wyposażony jest w lampę UV.

Wyniki badań technologii Bauer WT Systems w bezchemicznym uzdatnianiu wody

Wnioski i rekomendacje

Przeprowadzone badania naukowe potwierdzają skuteczność systemu VGT Polska Sp. z o.o.  do bezchemicznego uzdatniania wody procesowej w technologii Bauer WT Systems polegającej na oddziaływaniu pola elektromagnetycznego o zmiennej pulsacji i częstotliwości, która oczyszcza instalację z powstałych wcześniej osadów: kamienia kotłowego, korozji, mikrobiologii  oraz powoduje nietworzenie się nowych osadów i zanieczyszczeń .

Rozwiązanie to nie wymaga żadnych działań serwisowych i przeglądów, ponieważ cały proces oczyszczania wody jest zautomatyzowany.

Zastosowanie systemu VGT Polska pozwala na redukcję kosztów działalności poprzez m.in.:

• redukcję zużycia energii,
• przyspieszenie procesu produkcji dzięki odzyskaniu 100% skuteczności chłodzenia,
• redukcję postojów wywołanych awariami układu chłodzenia,
• brak konieczności wymiany wody dzięki eliminacji stosowania środków chemicznych,
• brak konieczności stosowania środków chemicznych
• mniejsze nakłady na ochronę środowiska naturalnego. 

W szczególności można przedstawić następujące wnioski z przeprowadzonego badania:

• Powstawanie kamienia kotłowego w  instalacjach przemysłowych stanowi poważny problem techniczny.
• Prezentowane zdjęcia wyraźnie pokazują korzystny wpływ generatora pola magnetycznego, który może poprawić właściwości fizyczne w zakresie separacji ciało stałe-ciecz, głównie poprzez agregację cząstek koloidalnych i wpływanie na właściwości biologiczne.
• Przyczynia się również do usuwania istniejących złogów mikrobiologicznych (biofilmu), kamienia kotłowego i produktów korozji. Generator pola magnetycznego Bauer Pipejet 40 blokuje rozwój bakterii.
• W układzie 2 nie stwierdzono powstawanie niekorzystnych osadów i biofilmu.