Jestem za, a nawet przeciw, czyli pokojowe rozmowy o technologiach. Preparaty czy magnesy?

W ciągu ostatnich lat na spotkaniach we wspólnotach mieszkaniowych, w spółdzielniach, hotelach i przedsiębiorstwach energetyki cieplnej musieliśmy odpowiadać na wiele pytań:

1. Czy wyjaśniono, w jaki sposób pole magnetyczne wpływa na sole pierwiastków i cząsteczki wody? Mechanizm został opisany w wielu pracach dostępnych w internecie, również Uniwersytet Lubelski MCS prowadził w latach 2000-2003 pracę badawczą, w której opisano wpływ pola magnetycznego na ilość wytrącania się kryształów węglanu wapnia. Inne badania potwierdzają zmiany napięcia powierzchniowego i lepkości dynamicznej.

2. Czy magnetyzery są bezpieczne dla człowieka?

Niektóre z nich są urządzeniami bezprądowymi i nakładkowymi, nie mają więc kontaktu z przepływającą wodą. Według Państwowego Zakładu Higieny PZH, który wydał atest dla jednego z nich: „Zapobiegają wytrącaniu się osadów węglanowych i produktów korozji w instalacjach służących do przesyłania wody przeznaczonej do spożycia” . Posiadają również pozytywną opinię UDT-CERT.

3. Czy została potwierdzona ich skuteczność na różnych typach instalacji?

Badania takie wykonał m.in. Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Techniki Instalacyjnej COBRTI, określając dynamikę usuwania produktów korozji w instalacji wody ciepłej. Również Dalkia Łódź S.A. w 2011 r. po dwuletnich testach potwierdziła skuteczność magnetyzerów dla ochrony wymienników c.w.u. przed korozją i gromadzeniem się osadów.

4. W jakich przypadkach powinno być stosowane magnetyczne uzdatnianie wody w budownictwie, skoro nie powoduje ono zmiany składu chemicznego cieczy?

a) Wodociąg lokalny – woda spełnia normy

Olbrzymie kwoty, które zostały zainwestowane w komunalne stacje uzdatniania wody oraz infrastrukturę przesyłową, pozwalają coraz większej liczbie przedsiębiorstw wodociągowych chwalić się podobnie jak Wodociągi Kieleckie: „Nasza woda jest niskozmineralizowana, odznacza się wysokimi walorami spożywczymi i zdrowotnymi. Posiada niezbędne dla człowieka minerały.
Lokalne systemy oczyszczania wody są dla człowieka zbędne i wielokrotnie szkodliwe”. Dla człowieka jest doskonała, ale nie dla urządzeń, na których występują osady, tzn. dla kotłów, wymienników, podgrzewaczy, pralek, zmywarek, elementów automatyki… Sole pierwiastków niemetalicznych powstają na skutek wytrącania się rozpuszczonych w wodzie wodorowęglanów wapnia, magnezu, manganu i żelaza. Pod wpływem temperatury przechodzą w słabo rozpuszczalne węglany. Natomiast tlen jest powodem powstawania produktów korozji – magnetytu i trójtlenku żelaza. Dotyczy to zarówno instalacji wody zimnej, jak i ciepłej. Powodują poważne straty energii przy podgrzewaniu oraz awarie urządzeń, a kosztowne domowe środki chemiczne, które służą do usuwania kamienia, muszą być używane systematycznie. Osady te są przyczyną opisywanego na łamach „Magazynu Instalatora” wtórnego zanieczyszczenia wody. Spotykamy często takie sytuacje w budynkach wielorodzinnych.

Urządzeniami, które zachowują walory wody i nie pozwalają na powstawanie osadów, są magnetyzery – dobierane odpowiednio do twardości wody, średnicy instalacji i przepływu. Systematycznie usuwają on kamień z instalacji i urządzeń, bez konieczności ich chemicznego czyszczenia. Potwierdzają to profesjonalne badania.

b) Woda z ujęcia własnego

Zbadanie składu takiej wody w trakcie budowy domu lub po jego ukończeniu i stwierdzenie jej poprawnego składu to za mało. Zmienia się ona w czasie eksploatacji studni. Występujące okresy suszy lub zwiększonych opadów wpływają szczególnie na zawartość żelaza w wodzie. Są też rejony Polski, gdzie mamy dużą ilość jonów Ca⁺ i Mg⁺, np. Jura Krakowsko-Częstochowska, Lubelszczyzna czy okolice Grudziądza. Woda powinna być badana raz w roku i jeżeli spełnia normy, można zamontować magnetyzery. Przy ich przekroczeniu pozostaje tylko stacja uzdatniania wody. Magnetyzery mogą być urządzeniami dodatkowymi wspomagającym np. działanie stacji, a także montowane na instalacji zraszania ogrodu lub gdy chcemy chronić wymiennik pompy ciepła w układzie dwóch studni.

Czy istnieją przypadki, kiedy możemy skorzystać z atestowanych i prawidłowo neutralizowanych środków do chemicznego czyszczenia?

* Współpracujemy z firmami o takim profilu, jeżeli woda spełnia normy, a oględziny instalacji wody zimnej lub ciepłej potwierdzają jej poważne zakamienienie. Rozpuszczanie osadów przez magnetyzery trwa wtedy długo i jest uciążliwe dla mieszkańców. Są one montowane dopiero po szybkim czyszczeniu chemicznym i chronią przed nowymi osadami.

* Montaż magnetyzerów w zakamienionej instalacji c.o., pomimo istniejącego odmulacza, może doprowadzić do zapchania grzejników rozpuszczonym osadem. Lepiej jest wyczyścić taką instalację oraz kocioł środkami chemicznymi. W dalszej kolejności, w przypadku małych kotłów domowych, można zamontować magnetyzer, a jeśli kocioł jest większej mocy, to na pewno producent wymaga stacji uzdatniana wody.

Wnioski nasuwają się same – gdy możemy, stosujemy „Magnetyzm zamiast chemii”^®, nie obciążając środowiska.

Andrzej Rzepliński, Akra Sp. z o.o.

Instalacje wodociągowe pozostające w kontakcie z transportowanym medium, jakim jest z wodą, narażone są na niekorzystne zmiany, które mogą polegać albo na odkładaniu się osadów (np. węglanu wapnia – CaCO₃) na ściankach przewodów, albo na korozji materiałów, z jakich są sporządzone. W pierwszym przypadku może to prowadzić do zwiększenia chropowatości ścianek przewodów, powodując wzrost oporów przepływu, a nawet do znaczącego zmniejszenia ich światła. W drugim przypadku mamy do czynienia ze zmniejszeniem grubości ścianek przewodów z jednoczesnym pogorszeniem cech organoleptycznych transportowanej wody – najczęściej podwyższeniem barwy lub mętności. Dodatkowym czynnikiem niekorzystnie wpływającym na jakość wody dostarczanej do odbiorców jest czas  retencji w sieci, niekiedy znacznie przedłużony z uwagi na przewymiarowanie rurociągów, które wynika z obserwowanego w ostatnich latach spadku zużycia wody. Sprzyja to odkładaniu się złogów osadów, a także wtórnemu zanieczyszczeniu mikrobiologicznemu wody.

Niezależnie od materiałów, z których wykonane są instalacje wodociągowe, rodzaj niekorzystnych zmian, jakie może powodować transportowana woda, zależy głównie od jej własności fizyczno-chemicznych. Dlatego najskuteczniejszym sposobem ich ochrony jest kontrolowanie określonych cech wody pozostającej w kontakcie z materiałem, z którego sporządzone są te instalacje. Do takich cech zalicza się stabilność chemiczną wody ocenianą m.in. przy pomocy tzw. indeksów nasycenia (J_L– indeks Langeliera lub J_R – indeks Ryznera). W wodzie stabilnej chemicznie zachowana jest równowaga węglanowo-wapniowa, co oznacza, że nie ma ona tendencji ani do rozpuszczania, ani do wytrącania CaCO₃. Woda posiadająca skłonność do wytrącania nieznacznych ilości CaCO₃ ma tendencję do tworzenia cienkiej warstwy antykorozyjnej na ściankach rurociągu i oceniana jest jako nieagresywna, natomiast indeksy nasycenia, wskazujące na skłonność do wytrącania dużych ilości CaCO₃, informują o skłonności do odkładania się złogów znacznych ilości osadów na ścianach rurociągów. Z kolei woda posiadająca skłonność do rozpuszczania CaCO₃ określana jest jako agresywna. Taka ocena zawsze świadczy o korozyjnych własnościach wody. Jednak woda oceniona jako nieagresywna nie zawsze nie jest korozyjna, gdyż wytrącająca się warstewka CaCO₃ w razie obecności znacznej ilości jonów chlorkowych i siarczanowych nie działa ochronnie. Dlatego do oceny korozyjności wody bardziej miarodajny jest indeks Larsona (I_L), uwzględniający wpływ zawartości chlorków i siarczanów oraz zasadowości wody.

W oparciu o indeksy nasycenia oraz indeks Larsona można opracować program chemicznej korekty składu wody. W przypadku wód agresywnych korekta będzie miała na celu podwyższenie twardości węglanowej i zawartości jonów wapnia. Jeśli woda ma wyraźną tendencję do wytrącania CaCO₃, korekta polega na szczepieniu kwasem w celu zmiany twardości węglanowej na niewęglanową, przy czym dawki ustala się w ten sposób, aby woda po szczepieniu kwasami charakteryzowała się równowagą węglanowo-wapniową. Korekty składu wody opracowane w oparciu o indeks Larsona polegają głównie na podwyższeniu zasadowości wody do poziomu pozwalającego na zrekompensowanie niekorzystnego wpływu chlorków i siarczanów. Korekty takie nie uwzględniają jednak innych czynników wpływających na korozyjne działanie wody, a mianowicie: temperatury oraz czasu retencji wody w sieci. Jeśli wodociąg zasilany jest z ujęcia wód powierzchniowych, temperatura wody ulega znacznym wahaniom w ciągu roku, a co za tym idzie – zmienia się (korozyjność rośnie z temperaturą wody; długie czasy retencji wyraźnie zwiększają korozję).

Jak z powyższego wynika, zapobieganie procesom korozji lub zarastania przewodów wodociągowych drogą korekty składu fizyczno-chemicznego wody może być zabiegiem skomplikowanym w realizacji, a efektywność tych działań nie zawsze jest wyraźna. Z tego względu obserwuje się coraz powszechniejsze stosowanie dawkowania fosforanowych inhibitorów korozji. Zastosowanie znalazły głównie ortofosforany, polifosforany oraz ich mieszanki. Zaletą stosowania preparatów fosforanowych jest ich wielokierunkowe działanie, a mianowicie:

* wytwarzają na ściankach przewodów wodociągowych antykorozyjną warstwę ochronną, trwalszą niż ochronna warstewka CaCO₃, zapobiegając procesom korozji i zabarwianiu wody związkami żelaza i manganu Fe i Mn,

* stabilizują twardość wody, wiążąc jony wapnia i magnezu oraz pozbawiając je w ten sposób możliwości tworzenia osadów wewnątrz sieci,

* usuwają już nagromadzone na ściankach przewodów złogi korozyjne i osady drogą powolnego wymywania, z jednoczesnym tworzeniem warstewki ochronnej.

Preparaty fosforanowe wpływają ponadto pośrednio na poprawę stanu mikrobiologicznego transportowanej wody drogą usuwania siedlisk bakterii usytuowanych w osadach oraz z tego samego powodu mogą poprawiać smak i zapach wody.

Chemiczna ochrona przewodów wodociągowych może być więc realizowana z zastosowaniem różnorodnych metod. We wszystkich przypadkach wymaga ona starannego przygotowania programu działań obejmującego czynności zapobiegawcze oraz walkę z już istniejącym wtórnym zanieczyszczeniem sieci, wyboru reagenta/ów i miejsca jego dawkowania, a także działań w warunkach normalnej eksploatacji sieci wodociągowej.

dr Sławomir Biłozor