EAS ® Eco-Aqua-Servis s.r.o.

Navigace

Kvalita teplé vody a ochrana zařízení pro výrobu a rozvod teplé vody proti korozi a inkrustům

Ing. Jan Bendl (Eco-Aqua-Servis), Ing. Josef Smolár (Teplárna Písek a. s.); článek z odborného časopisu „3T“ upravený ve smyslu nových legislativních podmínek.

Úvod

Teplá voda je vyráběna z vody pitné. Kvalita pitné vody je dána - tj. složení pitné vody je vymezeno vyhláškou 252/2004 Sb. Právě kvalita pitné vody je jedním z hlavních strůjců problémů s vodou v zařízeních pro výrobu a rozvod teplé vody a následně s kvalitou teplé vody.

V řadě měst se při výrobě a distribuci teplé vody setkáváme s problémem koroze a tvorby nánosů i inkrustů z produktů koroze, ale i z „tvrdosti vody“ a to často v kombinaci.

Důsledky jsou jasné a velice nepříjemné. Výrobci a dodavatelé teplé vody, majitelé objektů s rozvody teplé vody i spotřebitelé se setkávají velice často se zhoršenou kvalitou dodávané teplé vody, narůstající spotřebou tepla primárního zdroje a s nedostatečným tlakem v rozvodu teplé vody pro řádné zásobování spotřebitelů ve vyšších poschodích. Ve většině případů jsou tyto problémy vnějšími projevy koroze kovových součástí zařízení pro výrobu a rozvod teplé vody a následně tvorby inkrustů z této koroze a z „tvrdosti“ vody na teplosměnných plochách výměníků, trubkovnicích bojlerů a v rozvodných potrubích.

Pro konečného spotřebitele se pak stává nejpalčivějším problémem rezavá voda, nižší teplota vody (odtáčení prochladlé vody v rozvodu, protože v zarostlém potrubí nelze zajistit řádnou cirkulaci) a nedostatečný tlak vody ve vyšších poschodích a to zvláště ve spotřebních špičkách.

Zatímco projevy agresivity vody a inkrustace potrubí i teplosměnných ploch způsobují největší problémy provozovatelům zařízení (ztráty tepla, tlaku, hrozba havárie), jsou nánosy hlavní příčinou problémů u spotřebitelů teplé vody (zakalená voda, rezavá teplá voda).

Tyto problémy samozřejmě ústí, jemně řečeno, ve velmi ostrou až nepříjemnou osobní kritiku od odběratelů. To jsou okamžiky, kdy i ti nejotrlejší začínají hledat řešení.

Několik základních pojmů

1. nové potrubí
2. po 3 měsících dávkování přípravku STOPKOR I ®
3. po 9 měsících dávkování přípravku STOPKOR I ®
4. po 3 měsících bez dávkování
5. po 9 měsících bez dávkování

Nyní, pro úplnost, budeme definovat základní pojmy týkající se této problematiky.

Převážná většina, zvláště větších, aglomerací v ČR je zásobována pitnou vodou vyráběnou z povrchových zdrojů. Tyto vody jsou „měkké“, mají nízký obsah vápníku a hořčíku a jsou agresivní. Tato agresivita se projevuje nejčastěji formou důlkové koroze a plošné koroze konstrukčních materiálů zařízení pro přípravu a rozvod teplé vody.

Koroze

Hlavními příčinami důlkové koroze jsou elektrochemické články, vznikající při použití různých nebo nehomogenních konstrukčních materiálů a dále ve vodě přítomný kyslík a chlór.

Hlavní příčinou plošné koroze je zejména oxid uhličitý, který je vždy v přídavné pitné vodě obsažen a při ohřevu vody se jeho účinnost napadání povrchů zařízení pro přípravu a rozvod teplé vody zvětšuje.

Inkrustace

Inkrustace zařízení a potrubí pro přípravu a rozvod teplé vody je způsobována nejčastěji buď produkty koroze nebo porušením hydrogenuhličitanové rovnováhy při ohřevu vody, což vede k vysrážení uhličitanu vápenatého (vápence) a také často k nárůstu koroze pod nepravidelnými vrstvami inkrustů.

Nánosy

K tomu všemu se tvoři ještě nánosy v potrubí - jsou to vrstvy vytvořené sedimentací vločkovitých suspendovaných částic z vody. Při změnách proudění vody se z povrchu potrubí snadno uvolňují a jsou vodou unášeny. Těmito suspendovanými látkami jsou nejčastěji rezavé vločky hydroxidu železitého. Ty vznikají jednak z produktů koroze, ale téměř vždy také z iontů rozpuštěného železa, které je obsaženo v běžné pitné vodě v množství až 0,2 mg/l, jak připouští vyhl. č. 252/2004 Sb., které po ohřátí velmi rychle hydrolyzuje na rezavé vločky hydroxidu železitého. Méně často, pouze ve vodách s vyšší tvrdostí mohou být nánosy tvořeny částicemi uhličitanu vápenatého. A podle případu, který znám mohou tyto nánosy být aglomerovány v takové formě, že až ucpávají během krátké doby i sítka u bytových vodoměrů. Z výše uvedeného lze odvodit vysvětlení toho, že nánosy vloček se tvoři i v zařízeních a rozvodech z nerezu a plastu.

Možnosti řešení

K řešení problematiky kvality teplé vody je třeba přistupovat s vědomím, že za kvalitu teplé vody je jednoznačně odpovědný její výrobce a dodavatel.

Pro řešení těchto problémů je v současné době na trhu nabízena celá řada zařízení, pracujících na různých principech a také chemikálie.

Přestože se na trhu stále objevují a v reklamních kampaních jsou nabízeny nové rozličné výrobky, zejména zahraniční, musíme konstatovat, že většina z nich jsou určeny pro úpravu vod s vysokou tvrdostí, což není v ČR obvyklý případ, protože pitná voda určená k výrobě teplé vody jak jsem se již zmínil je většinou vyráběna z povrchových zdrojů.

Změna způsobu výroby

Nejvýhodnější a nejjednodušší se pro dodavatele teplé vody jeví přemístit její přípravu do místa odběrů - doporučit odběratelům, aby si vyráběli teplou vodu sami. Tzn. přivést do jednotlivých domů pouze teplo, instalovat průtokové výměníky s malou a v mnoha případech žádnou zásobní nádrží. Pokud nám nezůstane provozování těchto malých výměníků máme po starosti. Problém s korozí, inkrusty a kvalitou teplé vody tím v mnoha případech nevyřešíme, ale pouze se ho zbavíme. Potom je třeba řešit problém jednotlivě pro každý objekt.

Kvalita pitné vody

Ve snaze řešit otázku kvality teplé vody se zkoumá kvalita vody, ze které se teplá voda vyrábí.

Například, podle výsledků analýz studené pitné vody, odebrané na vstupu do ohříváků se zjistí, že obsahuje nadlimitní množství železa tj. podle vyhlášky č. 252/2004 Sb ministerstva zdravotnictví, kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou vodu a rozsah a četnost její kontroly více než 0,2 mg/l a že má korosivní vlastnosti nebo je tvrdá se sklonem k tvorbě vápenatých inkrustů.

Hodnota na výstupu z úpravny vody vyhovuje uvedené vyhlášce 252/2004 Sb.

Pokud se budeme zabývat obsahem železa, kdo je na vině - staré ocelové rozvody studené vody ve městě a tyto rozvody bývají nejčastěji majetkem města ve správě vodohospodářské společnosti. V dnes již zrušené vyhlášce č. 144/1978 Sb. o veřejných vodovodech a veřejných kanalizacích změněné později vyhláškou č. 185/1988 byl § 16, odst. (4) cituji: Dodavatel není povinen splnit požadavky odběratele na dobu dodávky, množství, tlaku, odlišné kvality vody, které přesahují možnosti dodávky vody stávajícími zařízeními veřejného vodovodu.

Toto ustanovení bylo vykládáno jako vyvinění dodavatele za změnu kvality vody během dopravy vody potrubím. Takové ustanovení nebo ekvivalent k němu jsme v nových předpisech tj. v zákonu 274/2001 Sb o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu ani v prováděcí vyhlášce č. 428/2001 Sb. nenašli.

Naopak zákon č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů ve znění pozdějších předpisů (zejména zákon č. 274/2003 Sb.) jednoznačně stanovuje povinnost vlastníkovi nebo správci veřejného vodovodu, dále výrobci pitné vody a dodavateli zajistit, aby dodávaná pitná voda odpovídala požadavkům vyhlášky č. 252/2004 Sb. (§3 uvedeného zákona).

Na žádost těchto výrobců, dodavatelů, vlastníků či správců může příslušný hygienik povolit na časové omezenou dobu užití vody, která nesplňuje hygienické limity ukazatelů pitné vody. Toto povolení nelze ovšem udělit pokud nedodržení limitu a to MH a NMH trvalo déle než 30 dnů v posledním roce nebo jde-li o MH nebo NMH a závadu nelze do 30 dnů odstranit.

Při pohledu do přílohy č. 1 k vyhlášce 252/2004 Sb. na ukazatel železo zjistíme, že se jedná o ukazatel s danou meznou hodnotou referenčního rizika (MH), jejíž překročení vylučuje užití vody jako pitné. (§2, odst 3 zák. 258/2000 Sb.)

Teplou vodu dodávanou rozvodem teplé užitkové vody může výrobce vyrobit jen z vod pitné.

(Poznámka: z pohledu odběratelů, kteří s pitnou vodou dále nakládají tedy včetně výrobců teplé vody je podle našeho názoru na škodu, že ve vyhlášce nejsou stanoveny byť jen doporučené limity alespoň pro hodnotu kyselinové neutralizační kapacity KNK_4,5, případně také ZNK_8,3 a tyto hodnoty nejsou ani stanovovány kontrolními orgány a nejsou mnohdy uváděny v oficiálních informacích od výrobců a dodavatelů pitné vody. Bez těchto hodnot není totiž možné se dopracovat k jednoznačnému určení charakteru vody - stavu hydrogenuhličitanové rovnováhy, obsahu volného a agresivního oxidu uhličitého).

Vrátíme se zpět a zvolme následující případ. Z úpravny vody je do vodovodního řadu napouštěna zajisté voda plně vyhovující již zmiňované vyhlášce 252/2004 Sb. Voda má korosivní účinky. V ocelových nebo litinových rozvodech dochází, zvláště v měkkých vodách vyrobených z povrchových zdrojů, vlivem přítomnosti agresivního oxidu uhličitého, ale i vlivem důlkové koroze (elektročlánky a ve vodě přítomný kyslík) k rozpouštění železa - ke zvyšování jeho obsahu často nad limitní hodnotu Fe = 0,2 mg/l. Po ohřátí dojde k rychlé oxidaci a hydrataci železitých iontů za tvorby nám dobře známého rezavého kalu hydratovaných oxidů železa.

Tyto okolnosti s nevalným úspěchem řeší velmi málo respektovaná, TNV 757121 Jakost vody dopravované potrubím. K řešení také přispívala bez náhrady zrušená ČSN 83 0616 Jakost teplé užitkové vody.

Tento, výše popsaný stav nás jako konečné odběratele pitné vody ať již pro vlastní spotřebu v domácnosti nebo jako výrobce a dodavatele teplé vody, kteří vyžadují kvalitní pitnou a teplou vodu dostává do uzavřeného kruhu (kvalita dopravované pitné vody, stav rozvodů ať vnějších nebo uvnitř objektů, legislativní požadavky), ze kterého se zdá pouze pomocí zákonů a vyhlášek není reálného úniku.

Stojí zde proti sobě dvě stanoviska ke kvalitě. Na jedné straně striktní požadavek konečného odběratele teplé vody (ale i pitné vody) na její kvalitu, následně přenesený výrobcem teplé vody na výrobce a dodavatele vody pitné.

Na druhé straně se například postaví výrobce a dodavatel teplé vody s upozorněním na staré, zkorodované pozinkované rozvody teplé vody v domech, ve kterých se tvoří usazeniny a nánosy korozních produktů, které jsou ve špičkách vynášeny. A pokud jsou vnější rozvody ve správě výrobce a distributora teplé provedeny z plastu zdá se být problém z jeho pohledu vyřešen.

Není tomu tak. Jako koneční odběratelé a majitelé objektu budeme trvat na tom, že je do objektu dodávána teplá voda, která způsobuje korozi - způsobuje škodu na našem majetku, čehož důsledkem je i vyskytující se zakalená, „rezavá voda“.

Ze vztahu výrobce a dodavatel pitné vody - výrobce a dodavatel teplé vody a vztahu odběratel teplé vody - výrobce a dodavatel teplé vody se tak vytvoří dva prolínající se okruhy.

Řešení se zdá být na cestě vyřešením vztahu s výrobcem a dodavatelem pitné vody.

Naskýtá se otázka. Proč není voda upravena v úpravně tak, aby se snížila její agresivita? Taková úprava je samozřejmě možná a existuje i více způsobů. Např. dávkování fosforečnanů sodných jak to připouští vyhláška č. 37/2001 Sb. o hygienických požadavcích na látky přicházející do styku s vodou a na úpravu vody, ale jen na výslovné povolení územně příslušného hygienického orgánu a to ještě pouze na omezenou dobu než se zjedná náprava (výměna rozvodů, cementace apod.), na tu nejsou peníze.

Jako další možnost se jeví snížení obsahu oxidu uhličitého jeho odvětráním (používá se často pro zvýšení hodnoty pH před další úpravou vody (např.odstraňování manganu nebo železa) nebo současně se oxid uhličitý odvětrá při odstraňování (odvětrávání) radonu. Problém může řešit i ztvrzování vody a to buď filtrací přes mramor nebo polovypálený dolomit, či dávkování vápna s následným dosycením oxidem uhličitým.

Na některých úpravnách se ke ztvrzování přistupuje, ale spíše z důvodů, že voda z upravovaného zdroje neobsahuje doporučené množství vápníku a hořčíku Ca²⁺ + Mg²⁺ dle vyhlášky 252/2004 Sb. , tj. 0,9 mmol/l než z důvodů snížení agresivity vody.

Tyto metody pokud nejdou aplikovány uvážlivě a přesně (zvláště pak odvětrávání oxidu uhličitého nebo dávkování vápna) mohou sebou nést riziko posunutí uhličitanové rovnováhy a následnou tvorbu vápenatých inkrustů (i z relativně měkké vody). Při tom je nutné počítat s tím, že samozřejmě ohřev vody výrazně posune rovnováhu ve prospěch vypadávání uhličitanu vápenatého.

Úprava vody na místě

Pokud voda splňuje požadavky vyhl. 252/2004 Sb. a nedojde k dohodě s výrobcem a dodavatelem pitné vody na opatřeních, která by pomohla k řešení, docházíme k tomu, že je třeba upravovat vodu v místě ohřevu a vybíráme mezi celou řadou firem. Od tohoto okamžiku jsou zájemci zavaleni informacemi a nabídkami od různých firem, které nabízejí různá, a to více, či méně účinná řešení, ve kterých je pro odborníka energetika, který není sběhlým chemikem, těžko se orientovat.

V tomto okamžiku je třeba si v prvé řadě pro výběr zařízení zjistit základní ukazatele kvality studené pitné vody a to ty, které mají vliv na kvalitu teplé a její korosivní či inkrustační vlastnosti. (pH, KNK_4,5, ZNK_8,3, Ca²⁺ + Mg²⁺, Fe, obsah CO₂).

Pro lepší orientaci můžeme výrobky a zařízení, které jsou firmami nabízeny rozdělit do tří základních skupin:

zařízení na principu fyzikálním, např. magnetická úprava vody, elektromagnetická úprava vody s externím zdrojem elektrické energie, ultrazvuk, zařízení pro filtraci vody nebo separace vzniklých sraženin v tangenciálním separátoru
zařízení na principech fyzikálně chemických, např. zařízení, kde je tvořen elektrochemický článek mezi hliníkovou a uhlíkovou elektrodou nebo mezi hořčíkovou elektrodou a kovovým pláštěm bojleru, nebo mezi mosazí a hliníkovou slitinou, event. s vnějším zdrojem stejnosměrného proudu, přiváděného na elektrody
zařízení na principu chemickém, např. zařízení kde je upravovaná voda vedena ložem materiálu, který má alkalizační účinek (např. polovypálený dolomit) a ložem nízkorozpustného polyfosfátu nebo zařízení, kde voda pouze přímo obtéká nízkorozpustný polyfosfát nebo konečně, kde jsou do upravované vody proporcionálně (v závislosti na množství protékající vody) dávkována chemická činidla, která brzdí plošnou a bodovou korozi a případně i tvorbu inkrustů

Výrobky první skupiny
jsou účinné do různého stupně a do různé vzdálenosti od jejich umístění, ale pro vody s vysokou tvrdostí a s kladným indexem uhličitanové rovnováhy, tj. takové, které mají tendenci po ohřátí tvořit inkrusty s převahou uhličitanu vápenatého CaCO₃.

Výrobky druhé skupiny
jsou obecně více účinné než výrobky první skupiny. Jejich účinnost je, stejně jako u výrobků první skupiny, prokazatelná zejména u vod s vysokou tvrdostí, které mají tendenci tvořit vápenato-uhličitanové inkrusty. Je třeba počítat s tím, že elektrolytické vylučování uhličitanu vápenatého z vody je doprovázeno vývinem oxidu uhličitého, který posiluje korosivní vlastnosti vody.

Pro vody s nízkou tvrdostí působí tyto technologie z hlediska následné koroze spíše negativně.

Pokud je toto zařízení doplněno např. pískovým filtrem na výtlaku teplé vody, získáme velmi čistou teplou vodu, ale s posílenou agresivitou. Na filtru potom budeme odstraňovat hydratované oxidy železa, které byly přineseny jak studenou vodou a po ohřátí vody vyvločkovaly, ale i ty které vznikly jako produkt plošné i důlkové koroze v rozvodech teplé vody a vrátili se zpátečkou. Pokud se týká koroze odstraňujeme její důsledky a nikoliv její příčiny. Jako další nevýhodu je možné označit to, že je upravována teplá voda tj. nejsou tak ochráněny proti tvorbě inkrustů teplosměnné plochy ohříváků. Pokud budeme takové zařízení instalovat na systém s plastovými rozvody docílíme prakticky stejného účinku prostou pískovou filtrací ohřáté vody na výtlaku do systému, případně na zpátečce, kde nebude muset být filtr dimenzován na maximální průtok. Tato technologie není bezodpadová, její součástí je praní filtrů teplou vodou a čištění elektrod. (odpadní voda se zachyceným železitým kalem a odstraněné produkty elektrolýzy).

Provozní náklady spočívají ve spotřebě prací vody v množství až 3 %, elektrické energie a výměně elektrod.

Dále je třeba počítat s jistými nezanedbatelnými prostorovými nároky, vyšší pořizovací cenou a vyššími provozními náklady ve srovnání se systému třetí skupiny používající dávkování některé vhodné chemikálie. Ukazuje se, že výrobky a zařízení první a druhé skupiny nejsou nejvhodnější pro vody, které jsou získávány z povrchových zdrojů, které jsou měkké a korosivní.

Výrobky třetí skupiny a jejich působení
Některé výrobky třetí skupiny obsahují látky, které působí proti korozi a následnému tvoření inkrustů z „tvrdých“ i „měkkých“ vod. Plošná koroze je způsobována zejména volným a agresivním oxidem uhličitým z vody. Jeho působení ruší alkalická složka chemických inhibitorů. Důlková koroze je důsledkem působení místních elektrochemických článků na površích zařízení teplé vody. Je podstatně nebezpečnější a způsobuje proděravení materiálů. Její působení je bržděno blokací anod jestliže jsou v přípravku například vhodné typy polyfosfátů. Blokací také katod mikročlánků se může docílit např. účinkem polysilikátů. Jestliže se blokují katody i anody mikročlánků, bodová koroze se zabrzdí a po krátkém čase prakticky zastaví.

V posledních letech dochází při opravách zařízení pro přípravu a rozvod teplé vody k aplikacím nerezových a plastových materiálů. Očekávání, že odpadnou problémy s nekvalitní, rezavě zakalenou vodou se však často nenaplní.

Jak bylo uvedeno výše, nejčastější příčinou zakalené - rezavé vody jsou nánosy vloček hydroxidu železitého, které se uvedly do pohybu a vmíchaly do vody při zvýšeném průtoku vody potrubím nebo zásobníkem.

Ke zvýšení rychlosti proudění vody dochází pravidelně při ranních a večerních odběrových špičkách. Paradoxně z hladkého potrubí rozvodů z plastových materiálů se nánosy podstatně snadněji uvolní a vmíchají do proudící vody než z potrubí zainkrustovaných.

Přídavná pitná voda, jak již bylo výše uvedeno, obsahuje vždy určité množství železitých iontů, které ve studené vodě nezpůsobují žádný zákal. (Pitná voda je z úpraven vody rozváděna většinou ocelovými nebo litinovými rozvody, které jsou také korozním působením dopravované vody rozpouštěny). Při ohřátí pitné vody ve výměníkových stanicích se teplota vody změní z 10 - 15°C na 55 - 60°C, tím okamžitě dochází k hydrolýze iontů železa a tvorbě koloidních částeček, které potom koagulují, nabalují se a tvoří vločkovitý rezavý kal. Tyto procesy probíhají bez ohledu na použitý materiál pro zařízení a rozvody tedy i v případě použití nerezu a plastů.

Druhým nejčastějším důvodem nárůstu obsahu železitých iontů ve vodě systémů teplé vody je působení elektrochemických článků, kdy v systému jsou použity různé kovové a plastové materiály. Při těchto pochodech vždy dochází k rozpouštění méně odolného materiálu (k jeho korozi), což je proti plastům vždy ocel. Další tvorba vloček a nánosů je shodná jako pro železo přinášené pitnou vodou.)

Proto je vhodné, pro zamezení výše popsaných problémů, i do systémů teplé vody s nerezovými, či plastovými částmi dávkovat, do přídavné pitné vody určené k ohřevu na teplou vodu, chemický prosředek, který zamezí tvorbě - vypadávání vločkovitých částic z rozpuštěného železa obsaženého v pitné vodě i z železa rozpuštěného korozí, a tím i problémům s rezavou teplou vodou. Kladné poznatky při dávkování takového přípravku při výrobě teplé vody jsou pozorovány i na systémech teplé vody, kde jsou rozvody a zařízení v kombinaci nerez - plast např. v Kadani.

Popsané problémy s „rezavou“ teplou vodou se začaly výrazněji objevovat ve městě Písku v letech 1990 - 1994, kdy se začala ve větší míře projevovat zanedbané ošetřování zařízení z dřívějších let. Vzhledem ke zvyšujícím se cenám tepelné energie a vody a osazování různých měřících zařízení např. bytových vodoměrů teplé vody, sílil zároveň tlak ze strany odběratelů na dodavatele s oprávněnými požadavky po co možná nejkvalitnější dodávce teplé vody.

Vlivem zmíněných inkrustací v potrubí docházelo k již popsanému zvýšení hydraulických ztrát v rozvodech a ke snížení účinnosti cirkulace teplé vody. Následkem toho byla dodávána teplá voda o nízké teplotě a případné zabarvení do „rezava“ nájemníky bytů a ostatní odběratele také právě netěšilo.

Při výběru se dodavatel teplé vody přiklonil k systému dávkování vhodného směsného přípravku, který by odstranil příčiny koroze, úsad z jejích produktů a ochránil zařízení. Tento přípravek je v Písku aplikován celkem na 25 předávacích stanicích. Nejstarší aplikace bude letos, ke spokojenosti, v provozu již 10 let.

Za dobu provozování se mimo již popsaný účinek výrazně snížila potřeba odkalování systému a snížilo se i množství poruch na systémech zásobování teplou vodou, navíc cenným poznatkem v této souvislosti je, že aplikace byly zahájeny na starých korozí a nárůsty zasažených rozvodech. Zpočátku je možné očekávat nárazové zvýšení potřeby odkalu spojené se zlepšením průtočnosti systému s následným snižováním četnosti odkalování i jeho doby. I když není používaný inhibitor deklarován jako čistící prostředek, lze pozorovat u starých rozvodů jeho účinek na zlepšení hydraulických poměrů bez výrazného krátkodobého zhoršení kvality teplé vody, což bylo např. prokázáno při zkouškách v Ostravě.

Účinnost proporcionálně dávkovaného směsného inhibitoru, je založena na obsahu určitých speciálně upravených polyfosfátů, polysilikátu a alkalické složky.

Alkalickou složkou je eliminován oxid uhličitý - zastavuje plošnou korozi, přítomné polyfosfáty se spojují s ionty rozpuštěného železa ve vodě do pevných komplexů, které jsou bezbarvé i při ohřevu teplé vody a blokuje anody elektrochemických článků, polysilikáty působí jako blokátory jejich katod.

Dlouholetým provozem je možné tyto vlastnosti potvrdit. Navíc bylo vypozorováno, že chemické složky působí s časem narůstajícím účinkem. Co to znamená.

Při zahájení dávkování jsou změny v kvalitě vody pozorovatelné relativně brzy již po několika dnech až týdnu, ale k účinné ochraně - stabilizaci systému dochází po dvou až třech měsících.

Proces snižování korozní rychlosti docilují složky prostředku postupně. Polyfosfáty se postupně slučují s ionty kovu (železa), uvolňovanými z povrchu zařízení a vytvářejí nepropustný mikropovlak polyfosforečnanu železnatého, který ulpívá na povrchu materiálu a tak postupně vytváří vrstvu, která brání difusi depolarizačních složek z vody (kyslíku, chloru atp.) k povrchu kovového zařízení a tedy postupně snižuje korozní rychlost. Tento děj probíhá na anodách mikročlánků. Obdobným mechanismem způsobují polysilikáty postupně tvorbu povlaku na katodách.

Povlak neroste do neomezeně. Po vytvoření povlaku tj. když je prakticky zamezeno styku mezi vodou s nadávkovaným prostředkem a kovovým materiálem dochází ke snížení spotřeby polyfosfátu - jeho obsah ve zpátečce teplé vody se ustálí na hodnotách o něco vyšších něž byl několik dní po zahájení dávkování.

Tyto skutečnosti byly ověřeny dlouholetou praxí, ale také provedením krátkodobých korozních zkoušek na přesných etalonech v Ústí nad Labem, kde již po měsíci, kdy nebyl systém ještě zdaleka „stabilizován“ došlo ke snížení korozních rychlostí o 50 %.

Nyní si dovolíme několik poznámek k vlastnímu provozu. Zajistit proporcionální dávkování pomocí impulsního vodoměru a spolehlivého dávkovacího čerpadla nepřináší technický problém a je prostorově nenáročné. Dávkování se provádí, v místě přípravy teplé vody, do studené vody před jejím ohřevem. Obsluha dávkovacího zařízení spočívá v pravidelné kontrole a doplňování roztoku inhibitoru, ve sledování správné funkce měřícího a dávkovacího zařízení a ve vedení provozních záznamů.

Je vhodné provádět pravidelnou kontrolu teplé vody, nejlépe 1x měsíčně a dle zjištěných hodnot případně korigovat dávku inhibitoru i odkalování zařízení a rozvodů. Proto je stanoven odborným pracovníkem teplárny chemický režim sledování, který spočívá v pravidelném odebírání vzorků vody a to před dávkováním, za ohřívačem a na zpětném potrubí z venkovních rozvodů. Jsou sledovány tyto parametry: pH, alkalita, tvrdost, obsah polyfosfátů, ortofosfátů a železa. Podle výsledků rozborů a zjištěných údajů je upravováno dávkování přípravku.

Tento směsný inhibitor má zkouškami v provozu prokázané polyfunkční účinky, které umožňují jeho použití jak pro měkké, korosivní vody tak pro vody s vyšší tvrdostí mající silný sklon k tvorbě vápenatých inkrustů (Uničov, Štětí,). Např. ve Štětí došlo po nasazení přípravku do 3 měsíců dokonce k postupnému rozpuštění vápenatých inkrustů na trubkovnici bojleru.

Na trhu je více podobných přípravků zahraniční i naší výroby. Při použití přípravku od českého výrobce lze dosáhnout vlivem příznivé ceny, přímých nákladů na 1 m³ dodané teplé vody (bez DPH a dopravy) okolo 1,50 Kč.

Dávkování přípravku lze doporučit pro všechny materiálové kombinace systémů pro zásobování teplou vodou a prakticky pro všechny druhy vod.

Dávkování chemikálií, legislativa a životní prostředí

Ještě si neodpustíme poznámku k obavám některých provozovatelů, které u nich vyvolává zmínka o dávkování chemikálií, které jsou posilovány dodavateli konkurenčních zařízení na fyzikálním a fyzikálně chemickém principu, včetně poznámek o škodlivosti životnímu prostředí vlivem obsahu fosforu jako významného eutrofizačního prvku.

Protože teplá voda dodávaná rozvodem teplé vody může být vyrobena pouze z vody pitné (§3, zákona 258/2000 Sb.) tj. teplá voda musí, mimo teploty, vyhovovat ukazatelům dle vyhlášky 252/2004 Sb., která stanovuje požadavky na pitnou vodu.

Podle prováděcí vyhlášky č. 409/2005 Sb. o hygienických požadavcích na výrobky přicházející do styku s vodou a na úpravu vody, která vychází z §5 zákona č. 258/2000 Sb. by veškeré chemikálie, tedy i tyto směsné inhibitory měly podmínkám této vyhlášky vyhovět. Pokud nejsou v ní přímo vyjmenovány, musí být pro daný účel. tj. v našem případě pro úpravu teplé vody dávkováním do vody studené určené k ohřevu (pitné vody) přezkoušeny pověřeným pracovištěm Státního zdravotního ústavu ve smyslu přílohy č. 4 této vyhlášky. Výsledek tohoto přezkoušení potom slouží jako podklad pro rozhodnutí Hlavního hygienika ČR (viz §80 zákona č. 274/2003 Sb.).

Aktualizační poznámka (listopad 2005)

Od října 2003 je v platnosti zákon č. 274/2001 Sb., který mimo jiné je novelou zákona 258/2000 Sb. o veřejném zdraví, podle kterého se k výsledku přezkoušení výrobku podle vyhl. č. 409/2005 Sb.(dříve č. 37/2001 Sb.) (který není v uvedené vyhl. vyjmenován) vyjadřuje - rozhoduje o přípustnosti použití výrobku k úpravě vody - Ministerstvo zdravotnictví - hlavní hygienik.

Pokud se týká obsahu fosforečnanů a křemičitanů, to jsou ukazatele, které nejsou pro pitnou vodu ve zmíněné vyhl. č. 252/2004 Sb.. vůbec uvedeny. Pro vodu teplou je potom v této vyhlášce stanoven limit pro fosforečnany PO₄^3- = 3,5 mg/l. Pokud se budeme věnovat fosforu jeho obsah ve vodě upravené dávkou směsného inhibitoru (dávka se pohybuje od 30 do 60 ml/m³ upravované vody) se pohybuje od 1 do 2 mg P/l.

1 ekvivalentní obyvatel vyprodukuje za den 2 500 mg fosforu P_celk. Při dnešní průměrné spotřebě teplé vody na 1 obyvatele v množství 50 l, v případě úpravy dávkováním směsného inhibitoru s výše uvedeným obsahem fosforu zvýšíme tuto produkci fosforu o 50 až 100 mg P/d (50 x 2 mg = 100 mg) tj o 2 až 4 %, což není množství významné.

zpět na kvalitní teplou vodu

nahoru