Anwendungen

Erstbehandlung, Chlorierung

Der Gebrauch von Chlorgas zur Desinfektion von Wasser hat über das letzte Jahrhundert in den Industrieländern Krankeiten verhindert und Millionen Menschenleben gerettet. Bevor man in Städten routinemässig das Trinkwasser mit Chlor behandelte (das erste mal 1908 in Jersey City) starben Millionen Menchen jährlich an Cholera, Typhus, Dysenteria und Hepatitis A infolge kontamierten Trinkwassers. Trinkwasser Chlorierung und Filtration haben geholfen, diese Krankheiten weltweit nahezu auszurotten. Chlorierung ist bekannt als eine zuverlässige, kostengünstige Methode zur Trinkwasserdesinfektion. Üblicherweise wird eine Chlorierung im grossen Massstab bei öffentlichen Trinkwasserversorgern zur Vorbehandlung eingesetzt.

Um reines und sicheres Trinkwasser zu gewinnen sind mehrere Schritte erforderlich, wie: Schutz des Ursprungswasser (Quell- oder Grundwasser, etc) vor Kontaminationen, korrekte Behandlung des Rohwassers und Hilfe zum Schutz einer sicheren Verteilung des Trinkwassers bis zum Wasserhahn des Verbrauchers. Während der Behandlungsschritte wird Chlor dem Trinkwasser zugefügt; als elementares Chlor (Chlorgas), Natruimhypochlorid Löung oder als trockenes Kalziumhypochlorid. Dem Wasser zugegeben bilden diese "freies Chlor" welches Pathogene (Krankheiten verursachende) Organismen zerstört.

Zudem bilden nur Chlor basierende Desinfektionen ein sogenanntes Depotlevel bzw. -wirkung, die ein Neuwachstum von Mikroben verhindert. Die amerikanische Umweltbehörde (EPA) verlangt, dass Wasser mit depotbildendem Desinfektionsmittel behandelt wird; bis zum Wasserhahn des Verbrauchers.

Neben der ersten Priorität, dem Schutz vor mikrobieller Kontamination, müssen in Wassersystemen auch die Nebenprodukte (DBPs), chemische Komponenten die unbeabsichtigt durch Kontakt von Chlor oder anderen Bioziden mit natürlichen, organischen Stoffen im Wasser reagieren, kontrolliert werden. In den frühen 70gern haben Wissenschaftler der US EPA festgestellt, das die Chlorierung von Trinkwasser Nebenprodukte bilden kann, bekannt als Trihalomethane (THMs), wie auch Chloroform. Daraufhin legte die EPA zum ersten Mal 1979 Grenzwerte für THMs fest. Erst kürzlich hat die EPA und WHO neue Grenzwerte für THMs und andere DBPs in Trinkwasser festgelegt.

Folgebehandlung, ECA

ECA Technologie ist ideal zur Folgehandlung und zum Schutz von öffentlichem und kommunalem Trinkwasser nach der traditionellen Erstbehandlung mittels Chlorierung. Die Vorteile sind:

• ECA Systeme sind erweiterbar und können so den Wasserbedarf für ein Haus, einen gesamten Häuserblock oder einen kompletten Distrikt/Stadt behandeln
• Eine verbesserte Depotwirkung bis zur Entnahmestelle mit zusätzlichen Vorteilen für die Wasserqualität
• Tötet alle Bakterien, Viren, Einzeller, Sporen Pilze und Algen im Trinkwassersystem, inkl. aller Leitungen, Tanks und Zisternen
• Effektiv auch in geringsten Dosen
• Es ist absolut sicher und nicht gesundsheitsgefährdend, muss nicht transportiert oder gelagert werden
• Zerstört und beseitigt den Biofilm in Leitungen und somit die Basis für Keimwachstum
• Bildet keine toxischen Chloramine oder Trihalomethane
• Bildet keine toxischen Bromate oder bromatorganische Nenbenprodukte unter Einwirkung von Sonnenlicht und Chlor
• Eliminiert Phenole und unerwünschte Geschmäcker und Gerüche
• Baut Schwermetalle wie Eisen, Mangan und Magnesium durch Oxidation ab
• Reduziert einige Pestizide und Kontaminanten
• verringert die Trübung
• Einfach zu installieren und kann auch in Bereichen ohne extra geschultem Personal eingesetzt werden
• Ideal für die Behandlung von Wasser mit speziellen Kontaminationen wie z.B. verschmutztes Grund- und Brunnenwasser

ECA Technologie generiert ein hocheffizientes Biozid, kostengünstig und sicher für die Folgebehandlung, dass durchgängig sowohl für die öffentliche wie auch private und industrielle Wasservorgung eingesetzt wird und damit die Qualität, Reinheit und Sicherheit des Wassers gewährleistet.

Untersuchungen zur Verwendung der ECA Technologie für die Desinfektion von Trinkwasser bei öffentlichen Wasserversorgern

Wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass elektolysiertes ECA Wasser (hergestellt aus einer NaCl Lösung) ein höheres Oxidationspotential hat als ein herkömmliches, konventionell vorchloriertes Wasser (verwendet wurde Natriumhypochlorid). Das resultiert primär aus dem Vorkommen der FAOx (frei verfügbare Oxidantien) die als nicht- dissoziiertes Molekül (Oxidations-Potential 1,39 V) aus einem niedriegen pH und einer hohen Konzentration von Oxidantien im elektrolysiertem Wasser kommen, wogegen im Natriumhypochlorid das frei verfügbare Chlor (FAC) primär als OCL- (Oxidationspotential 0,9 V) präsent ist. Die Reaktion des nicht-dissozierten Moleküls tendiert dazu den pH zu reduzieren welches die HOCL Bildung unterstützt wogegen die Natriumhypochlorid Lösungen den Anstieg im pH unterstützen mit der Bildung von Hydroxyl Ionen (OH-) bei der Bildung von Natriumhydroxid.

In elektrolysiertem Wasser wurden weder Ozon, Wasserstoffperoxid oder Chlordioxid festgestellt. Einige dieser Spezien werden während der elektrochemischen Aktivierung entstehen aber auch wieder schnell zerfallen und zum Abbau von Komponenten wie OH Radikalen, Chlorat und Chlorit im Oxidationspotential des elektrolysieten Wasser beitragen.

In Bezug auf synthetische organische Stoffe zeigt das elektrolysierte Wasser eine höhere Kapazität zur Reduzierung und Eliminierung von Pestiziden (z.B. Atrazine) und PAHs ( wie Fluorene und Naphtalin) im Vergleich zur Vor-Chlorierung und Verwendung von Hypochlorid. Andere Verbindungen wie z.B. Isoproturon, Benzo(a)pyren und Antrazen zeigen keine verstärkte Degration bei Kontakt mit elektrochemisch aktivierten Lösungen da deren Carboxylgruppen durch OCL- schon zerstört werden. Persistente organische Stoffe (wie Atrazin, Fluorene, Naphtalin) erfordern ein höheres Oxidationspotential zur Aufspaltung und Zerstörung deren Ringstruktur und werden daher durch die Behandlung mit elektrolysiertem Wasser oxidiert. In "hartem" Wasser wird der Oxidationseffekt von elektolysiertem Wasser behindert auf Grund des reduziertem Effekts der OH- Ionen zur Umwandlung von CL2 in OCL- und dem "Plünderungseffekt" von Bicarbonat Ionen auf Spezien wie OH Radikale.

Vor-Oxidation von natürlichen, organischen Substanzen (NOM) mit elektrolysierten Wasser, dosiert in einem Level welches die bipolymere Formation verbessert, hat gezeigt, das dadurch der nachfolgende Koagulationsprozess unterstützt wird. Jedoch, wenn elektrolysiertes Wasser in grossen Mengen und überdosiert verwendet wird, erschwert das die Koagulation da organische Strukturen in kleine Fragmente aufgebrochen werden die wiederum die bipolymere Formation verhindern. Die optimale Vor-Oxidations Dosierung ist abhängig von der Beschaffenheit der organischen Matrix im aquatischen System sowie Faktoren wie Wasserhärte und pH. Bei der Behandlung von hartem Wasser und hohen NOM Konzentrationen mit elektrolysiertem Wasser wird eine höhere Effektivität zur Reduktion der Koagulation festgestellt als bei der Behandlung mit Hypochlorid Lösungen.

Die Hauptnebenprodukte bei Oxidation von Atrazin (DIA und DEA) wurden in mit elektrolysiertem Wasser nicht gefunden, wohl aber in mit Hypochlorid behandeltem Wasser, was zur Annahme führt, dass bei der Behandlung mit elektrolysiertem Wasser weniger Probleme auftreten.

Die Untersuchung zur THM Bildung in Wasser mit organischen Stoffen ergab, dass Wasser mit Algen und Huminstoffen 50% weniger Chloroform bildete bei der Behandlung mit elektrolysierten Wasser als bei der Behandlung mit Hypochlorit. Das resultiert daraus, dass OCL- das aktive Reagent für die THM Bildung ist wober das weniger als 12% des FAOx in Neutral elektrolysiertem Wasser sind gegenüber 88% des FAC (frei verfügbaren Chlors) THMs bilden in HOCL.

Innerhalb dieser Arbeit wurden verschiedenste Serien von "Matrix Jar Test" ausgewertet um aufzuzeigen, wie die hoch-oxidativen Ionen in der elektrochemisch aktivierten Lösung komplexe organische Strukturen wie Insektizide und Pestizide (Atrazin und Isoproturon, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (wie Naphtalin, Fluorene, Antrazin, Chrysene, Benzo(a)pyrene) aufbrechen. Alle Ergebnise bestätigen bisher eine hohe Effektivität zur Zerstörung dieser Verbindungen; zudem stellte sich heraus, dass auch bei der Behandlung von Algen wie Anabaena Flos-Aquae und Asterionella Formosa eine hohe Effektivität vorliegt. Die Arbeit untersuchte auch die Bildung von Nebenprodukten nach der Wasserbehandlung. Es hat sich gezeigt, dass Wasser mit Algen und Huminstoffen, welches mit elektrolysiertem Waser behandelt wurde, 50-60% weniger THMs aufwies als vergleichbares Wasser, dass mit herkömmlichen Vor-Chlorierungen behandelt wurde.

Man nimmt an, das die realtive Desinfektionskapazität von NEW, die signifikant besser ist als die von Chlor, ein Reultat aus dem Zusammenspiel und den Synergieeffekten der Oxidantien untereinander ist. Synergieen zwischen den Oxidantien wurden schon durch andere Wissenschaftler untersucht und wird nun auch aktiv untersucht in kommunalen Entwicklungzentren zum Einsatz in der Wasserbehandlung.

NEW ermöglicht ein stabileres Wirkstoffspektrum mit wesentlich verbesserter Depotwirkung und geringerem Abbau. Der Anwender wird feststellen, dass im Vergleich zu Chlor ca. 33% weniger Wirkstoff benötigt wird, was eine um Faktor 1,4 verbesserte Desinfektionsleistung ergibt.