Bir tesis üç aylık atık su raporunu aldığında ve krom hattında beklenmedik bir sayı gördüğünde ilk içgüdüsü tek bir neden aramaktır. Uygulamada tesisler nadiren bu lükse sahiptir. Soğutma kulelerinde ve boru sistemlerinde bulunan krom genellikle birbiriyle örtüşen birkaç faktörün ürünüdür: kromat bazlı korozyon önleyicilerin kullanıldığı tarihsel bir arıtma programı, krom içeren alaşımların doğal davranışı ve soğutma döngüsünün konsantre su kimyası. Operatörler ve su arıtma mühendisleri için pratik soru, yalnızca "boşaltmamızda ne kadar krom olduğu" değil, aynı zamanda "kromun hangi formudur, nereden geldi ve bu konuda şimdi ne yapmamız gerekiyor?"
Öncelikle şu sonuca varmakta fayda var: Kromat inhibitörlerini bu kadar etkili kılan form olan altı değerlikli krom, aynı zamanda uyum yükünü de yaratan formdur. Sisteminizde deşarj veya emisyon sınırlarının üzerinde altı değerlikli krom bulunuyorsa, uzun vadeli doğru yanıt, tek seferlik bir yıkama olayı değil, kromat içermeyen korozyon kontrol programına yapılandırılmış bir geçiştir.
Soğutma Kuleleri ve Boru Sistemlerinde Krom Nereden Gelir?
Krom, bir soğutma sistemine üç farklı yoldan girebilir ve krom bulgusu bulunan çoğu tesiste aynı anda birden fazla yol aktiftir.
Eski kromat arıtma kimyası
Onlarca yıldır, sodyum kromat ve sodyum dikromat gibi kromat kimyasalları, açık devridaimli soğutma kuleleri ve kapalı döngüler için standart korozyon kontrol seçeneğiydi. Karbon çeliğini o kadar etkili bir şekilde pasifleştirdiler ki, tesisler çok düşük korozyon oranlarıyla çalışabildi. Ancak kromat programları da bir kalıntı bıraktı. Yıllar önce bir tesis kromat içermeyen bir programa geçtiğinde eski krom öylece ortadan kaybolmadı. Düşük akışlı alanlara yerleşerek çamur birikintilerinin altında birikmiş ve boru duvarlarındaki korozyon ürünleri arasında sıkışıp kalmıştır. Bu krom rezervuarı, son kromat varilinin depodan çıkarılmasından çok sonra bile blöf numunelerinde görünmeye devam edebilir.
Krom içeren alaşımlar ve boru metalurjisi
Krom aynı zamanda sistemin yapısal bir bileşenidir. Paslanmaz çelik borular, ısı eşanjör boruları ve pompa çarkları, çoğunlukla koruyucu oksit film formunda olmak üzere kabaca yüzde 10 ila 30 oranında krom içerir. Normal koşullar altında bu film bozulmadan kalır ve krom bağlı kalır. Ancak oksitleyici koşullar değiştiğinde, pasif film hasar gördüğünde veya klorlama agresif olduğunda suya küçük miktarlarda krom salınabilir. Klor gibi güçlü oksitleyiciler, açığa çıkan üç değerlikli kromun bir kısmını altı değerlikli kroma bile dönüştürebilir. Bu nedenle, hiç kromat geçmişi olmayan bir sistem, tespit edilebilir bir Cr(VI) değeri üretebilir.
Tamamlama suyu ve konsantrasyon döngüleri
Bazı belediye ve kuyu suyu kaynakları, içme suyu kaynağında önemsiz olan ancak soğutma kulesi daha yüksek konsantrasyon döngülerinde çalıştıkça daha da artan eser miktarda krom seviyeleri içerir. Bir kule altı ila sekiz döngüde çalışıyorsa, konsantrasyon faktörü, takviye suyundaki her çözünmüş metali çarpar. Bu yol nadiren baskın kaynaktır, ancak arıtma kimyasındaki bir değişiklikten sonra devam eden düşük seviyeli krom temel çizgisini açıklayabilir.
Altı Değerlikli Krom ve Üç Değerlikli Krom: Form Riski Belirler
Soğutma suyu sisteminde kromun tamamı aynı şekilde davranmaz. Düzenleyici ve operasyonel sonuçlar neredeyse tamamen oksidasyon durumuna bağlıdır. Üç değerlikli krom, Cr(III), tipik soğutma suyu pH aralıklarında nispeten çözünmez, çökeltiler oluşturur ve düşük akut toksisiteye sahiptir. Altı değerlikli krom, Cr(VI), oldukça çözünür, hareketlidir ve solunum yolu kanserojeni olarak sınıflandırılır. Bu fark, numune alma, temizleme ve ürün seçimiyle ilgili her pratik kararı yönlendirir.
| Mülkiyet | Üç Değerlikli Krom (Cr(III)) | Altı Değerlikli Krom (Cr(VI)) |
|---|---|---|
| Çözeltideki tipik renk | Mavi-yeşil | Sarıdan turuncuya |
| Soğutma suyunda çözünürlük | Düşük; krom hidroksit olarak çöker | Yüksek; çözünür kromat veya dikromat olarak varlığını sürdürür |
| Toksisite | Düşük akut toksisite; Eser miktarlar besleyicidir | Solunum kanserojeni; cilt ve mukoza zarlarını tahriş eder |
| Bir soğutma sistemindeki ortak kökenler | Paslanmaz çelik ve krom içeren alaşımların korozyonu; bazı makyaj suyu kaynakları | Eski kromat inhibitör programları; Cr(III)'ün klor veya diğer güçlü oksitleyiciler tarafından oksidasyonu |
| Düzenleyici dikkat | Genellikle soğutma kulesi uyumluluğunun itici gücü değildir | Konfor soğutma kuleleri için 40 CFR 749,68'in altında sınırlandırılmıştır; Birçok yargı bölgesinde sıkı hava ve deşarj sınırları |
| Korozyon kontrolüne etkisi | Çeliğin minimum doğrudan pasivasyonu | Karbon çeliği için mükemmel pasifleştirici inhibitör, bu yüzden onlarca yıldır kullanılıyor |
Bir tesis işletmecisi için sonuç basittir: toplam krom sayısı tek başına karar vermek için yeterli değildir. Paslanmaz çelik korozyonundan kaynaklanan zararsız bir iz ile mi yoksa uyumlulukla ilgili bir Cr(VI) sorunuyla mı karşı karşıya olduğunuzu bilmek için spesifikasyon verilerine ihtiyacınız vardır.
Soğutma Sistemlerinde Kromun Düzenleyici ve Operasyonel Sonuçları
Soğutma sistemlerinde altı değerlikli kroma ilişkin düzenleyici ortam iyice oluşturulmuştur. 40 CFR 749.68 uyarınca, ABD Çevre Koruma Ajansı, konfor soğutma kulelerinde altı değerlikli krom bazlı su arıtma kimyasallarının kullanımını yasaklamakta ve bu amaçla ticari olarak dağıtımını kısıtlamaktadır. Federal kuralların ötesinde, San Diego Hava Kirliliği Kontrol Bölgesi gibi yerel hava bölgeleri, soğutma kulelerinden altı değerlikli krom emisyonlarını sınırlayan özel kurallar benimsemiştir ve su tahliye izinleri, yüzey sularına veya belediye arıtma tesislerine gönderilen blöfteki toplam krom veya Cr(VI) için sıklıkla katı sınırlar koyar.
Ayrıca bakım ekiplerini şaşırtabilecek daha az görünür bir operasyonel risk de vardır. Birçok konfor soğutma kulesi sisteminde, korozyonla ilgili arızalar için kondenser boruları yerine karbon çeliği borular en kritik bileşendir çünkü borularda yetersiz korozyon bulunur. Tortuların altında sıkışan krom öylece orada durmuyor; çamurda yoğunlaşabilir ve çukurlaşmayı hızlandıran lokalize hücreler oluşturabilir. Bir zamanlar sistemi koruyan kimya, tükenmiş haliyle tesisin kaçınmaya çalıştığı hasarı teşvik edebilir.
- Toplam veya altı değerlikli krom için deşarj izni aşımları, düzeltici faaliyet raporlarının tetiklenmesine ve numune alımının artmasına neden olur.
- Yüksek krom seviyelerine sahip blöf işlemini reddedebilecek veya aşırı yükleyebilecek POTW'lerden kaynaklanan yerel sınırlar.
- Drenaj, tank temizliği veya kromat yüklü birikintiler içeren boruların kaynaklanması ve kesilmesi sırasında çalışanların maruz kalma riskleri.
- Çamur ve döküntülerin krom içeren tehlikeli atık olarak işlenmesi gerekiyorsa yüksek bertaraf maliyetleri.
Tesisler Neden Kromat Programlarından Uzaklaşıyor?
Kromat bazlı soğutma suyu arıtımından vazgeçilmesinin nedenleri, konfor soğutma kulelerine ilişkin federal yasağın ötesine uzanmaktadır. Endüstriyel bir kulenin doğrudan 40 CFR 749.68 kapsamına girmediği durumlarda bile operasyonel gerçeklik, sürekli kullanımın gerekçelendirilmesini zorlaştırmaktadır. Kromat programları, uyumluluk konusunda yoğun bir ayak izi taşır ve geçmişteki deşarjlara ilişkin sorumluluk, kimya değiştiğinde sona ermez.
- Altı değerlikli krom içeren emisyonlardan, sürüklenmeden ve blöften kaynaklanan yasal risk.
- Eski deşarj noktalarının yakınındaki toprak veya yeraltı suyu kirliliğine ilişkin uzun vadeli çevresel sorumluluk.
- Kromat çözeltilerini kullanan veya bunlarla temas eden personelin sağlık ve güvenlik izleme yükümlülükleri.
- Krom kimyasının sürekli kullanımına ilişkin düzenleyici kurumlardan, kurumsal sürdürülebilirlik programlarından veya çevre denetçilerinden onay almanın zorluğu.
- Aynı ekotoksik profil olmadan kabul edilebilir korozyon oranlarına ulaşan modern kromatsız programların mevcudiyeti.
Sisteminizde Krom Göründüğünde Ne Yapmalısınız?
Bir numune sonucu ölçülebilir kromla geri gelirse, en kötü tepki bunun zararsız "arka plan gürültüsü" olduğunu varsaymak veya sistemi yıkayıp sayının düşmesini ummaktır. Soğutma döngüsündeki kromun davranışı birikintilerden, oksidant talebinden ve akış düzenlerinden etkilenir. Sistematik bir yanıt size yalnızca bir sayı değil, bilgi verir.
- Dolaşımdaki su, blöf ve çöken çamur veya çökeltideki toplam krom ve altı değerlikli kromun miktarını belirleyin.
- Sonuç modelini kullanarak kaynağın izini sürün. Sürekli bir taban çizgisi, takviye suyuna veya alaşım korozyonuna işaret eder; bir program değişikliğinden sonra ani bir artış, Cr(III)'ün Cr(VI)'ya oksidasyonuna veya çökeltinin salınmasına işaret eder.
- Herhangi bir kimyayı değiştirmeden önce deşarj izninizi, yerel kanalizasyon yönetmeliğini ve hava kalitesi yükümlülüklerinizi gözden geçirin.
- Sistemi, düşük akışlı alanlara, ölü bacaklara ve az birikinti korozyonunun metalleri yoğunlaştırdığı karbon çeliği borulara dikkat ederek inceleyin.
- Herhangi bir değiştirme programını devreye almadan önce kule havuzundan, ısı eşanjörlerinden ve erişilebilir boru hatlarından krom yüklü çamur ve döküntüleri temizleyin ve çıkarın.
- Su kalitenize, metalürjinize ve deşarj limitlerinize uygun, kromatsız bir korozyon kontrol programı seçin.
- Yeni programı korozyon kuponları, ısı transferi izleme ve rutin blöf metal analizi ile doğrulayın.
Kromat Dışı Korozyon Kontrol Programı Seçmek
Modern kromatsız programlar tek bir ürün değil, karbon çeliği ve bakır alaşımlarını anodik pasivasyon yerine adsorpsiyon, bariyer film oluşumu ve kireç kontrolü yoluyla koruyan bir kimya ailesidir. Bu ayrım önemlidir: Kromatın güçlü pasifleştirici etkisi olmadan, program daha çok tutarlı pH kontrolüne, uygun konsantrasyon döngülerine ve iyi tortu kontrolüne bağlıdır. Doğru formülasyon büyük ölçüde izin kısıtlamalarınıza bağlıdır.
Orta derecede fosforu tolere edebilen açık devridaimli bir soğutma kulesi için pratik bir başlangıç noktası, dolaşan su korozyon önleyici Yumuşak çelik için korozyon korumasını, ısı transfer yüzeyleri için kireç ve birikinti kontrolüyle birleştiren. Yerel deşarj izninin fosforu sınırladığı durumlarda, dolaşımdaki su düşük fosforlu korozyon ve kireç önleyici Koruyucu bir programı sürdürürken fosfat bazlı besin yükünü azaltır. Yüzey suyu deşarjı veya hassas alıcı su havzaları gibi en sıkı çevresel incelemeye tabi alanlar için de, dolaşımdaki su fosforsuz korozyon ve kireç önleyici Fosforla ilgili besin kaygılarını tamamen ortadan kaldırır.
Bu seçeneklerin her biri, kromun başlangıçta çözmek için kullanıldığı aynı sorunu ele alıyor: karbon çeliği boruları ve ısı eşanjörü yüzeylerini korozyondan korumak. Aradaki fark, modern programların günümüzün deşarj limitleri, çevresel raporlama ve uzun vadeli sorumluluk beklentileriyle uyumlu olacak şekilde tasarlanmış olmasıdır.
Soğutma kulelerinde ve boru sistemlerinde bulunan krom, çoğu durumda, ona bir gizemmiş gibi davranmayı bıraktığınızda yönetilebilir bir sorun haline gelir. Her iki türü de ölçün, birikintilerin yerini tespit edin, mevzuat yükümlülüklerinizi doğrulayın ve özel su kalitenize ve izin limitlerinize uyan kimyaya geçiş yapın. Bir ile çalışmak endüstriyel su arıtma kimyasalları üreticisi Düşük fosforlu ve fosforsuz korozyon kontrolüne yönelik programlar geliştiren şirket, bu geçişi, genel kazan kimyasını bir soğutma kulesine uyarlamaktan çok daha güvenilir kılıyor. Amaç sadece krom sayısını ortadan kaldırmak değil. Boruları koruyan, izne uygun ve sistemin ömrü boyunca yönetilebilir durumda kalan bir korozyon kontrol programının uygulamaya konulmasıdır.