Entcarbonisierungsanlagen

Eine Entcarbonisierung mittels Ionenaustauschverfahren bewirkt eine Teilentsalzung des Wassers durch Entfernung der sog. temporären Härte. Das ist der Anteil an den Erdalkaliionen Calcium und Magnesium, die im Äquivalent zu Hydrogencarbonationen vorliegen. Calcium- und Magnesiumionen werden über einen schwach sauren Kationentauscher in der H-Form gegen H+-Ionen ausgetauscht. Die freigesetzten H+-Ionen verbinden sich mit Hydrogencarbonationen zu Kohlensäure. Es können dabei nur Äquivalente zur vorhandenen Hydrogencarbonat - Konzentration ausgetauscht werden.

Matrix(-COOH)2 + Ca2+ + 2 HCO3- = Matrix(-COO)2Ca + CO2 + H2O

Daher wird eine Weichwasserqualität mit einer Gesamthärte erreicht, die der ursprünglichen Differenz von Gesamt- und Carbonathärte entspricht. Die gleichzeitig freigesetzte Kohlensäure kann als Kohlendioxidgas ausgetrieben werden.

Nach Erschöpfung der Ionenaustauschkapazität wird das Filter mit verdünnter Salzsäure regeneriert. Dabei wird kein Überschuss benötigt, sondern lediglich ein Äquivalent zu der abgeschiedenen Zahl von Kationen.

Matrix(-COO)2Ca + 2 H+ = Matrix(-COOH)2 + Ca2+

Das dabei anfallende Abwasser ist daher auch nur schwach mit Säure belastet. Im Interesse eines möglichst wirtschaftlichen Betriebes, ist es zu empfehlen, die optional verfügbare Säurezumesseinrichtung vorzusehen. Für wechselnde Wasserqualitäten empfehlen wir eine qualitätsabhängige Steuerung mittels unseres Prozesstitrators. Hierbei wird die Regeneration bei einem exakt definierten Beladungszustand ausgelöst. Die Regeneration erfolgt im Gegenstrom. Harzqualität und Anlagendesign ermöglichen eine Regeneration mit der geringster Spülwassermenge. Bei üblichen Brunnen- oder Stadtwasserqualitäten beträgt diese weniger als ein Prozent der erzeugten Reinwassermenge.

Die Entcarbonisierung ist unempfindlich gegenüber erhöhten Eisen- und Mangangehalten im Rohwasser. Eisen- und Manganionen werden ebenfalls abgeschieden. Betriebe mit eigener Brunnenwasserversorgung können daher oftmals auf eine vorgeschaltete Enteisenungsanlage zur Betriebswassererzeugung verzichten. Die gesamte Steuerung des Betriebs- und Regenerationsablaufes übernimmt eine über die Folientastatur programmierbare Mikroprozessorsteuerung mit dauerhafter Speicherung der Betriebsdaten im EEPROM, aber auch andere Steuerungsvarianten z.B. über SPS sind möglich. Betrieb und Regenerationsstufen werden dabei im Automatikbetrieb durch einzelne übersichtlich angeordnete pneumatisch betriebene Membranventile geschaltet.

Anwendungsbereiche

Speisewasseraufbereitung für Rückkühlwerke und Luftwäscher
Der entscheidende Kostenfaktor beim Betrieb von Rückkühlwerken und Luftwäschern ist der Verbrauch (die Verschwendung) von Wasser und Abwasser. Entcarbonisiertes Wasser erlaubt den Betrieb mit wesentlich höherem Eindickungsfaktor. Mittels einer Verschneidevorrichtung kann das Speisewasser auf das Optimum zwischen Ablagerungstendenz und Korrosivität eingestellt werden. Neben dem Abwasserminimierungsgebot nach § 7a, WHG amortisiert sich eine Entcarbonisierungsanlage häufig in weniger als einem Jahr. Eindickungsbegrenzend ist der Gesamtsalzgehalt im Umlaufwasser.

Speisewasseraufbereitung für Dampferzeuger
Auch beim Kesselbetrieb ist die zu erzielende Eindickungszahl der entscheidende Kostenfaktor. Die Absalzwassermenge sollte nicht über 5 bis 10 Prozent der Dampfmenge liegen. Entcarbonisiertes Wasser erlaubt nicht bloß den Betrieb bei wesentlich höherer Eindickungszahl, sondern vermeidet auch die Gefahr der Kohlensäurekorrosion im Kondensatsystem. Eindickungsbegrenzend sind Kieselsäure- und Salzgehalt.

Autoklavenkreisläufe
Entcarbonisiertes Wasser lässt sich so einstellen, dass bei sämtlichen Autoklaventypen eine ablagerungsfreie Betriebsweise erreicht werden kann.

Entcarbonisierung im Rahmen der Vollentsalzung
Die Entcarbonisierung ist bei weitem das kostengünstigste Entsalzungverfahren, mit einem Äquivalent an Salzsäure kann zugleich ein Äquivalent an Kationen und Anionen aus dem Rohwasser entfernt werden. Daher ist für eine wirtschaftlich betriebene Entsalzungsanlage oftmals eine Entcarbonisierung als erste Verfahrensstufe zu empfehlen.

Prozess- und Spülwasser
Für das Ansetzen von Prozessbädern und für Spülwasser - z.B. in der Oberflächenbehandlung von Metallen (Entfettungs- und Phosphatieranlagen, Chromatierungen, Eloxalanlagen Galvanikbädern, Vorbehandlung bei Beschichtungen) - entspricht entcarbonisiertes Wasser oftmals den geforderten Qualitätsansprüchen.

Getränkeindustrie
Entcarbonisiertes Wasser entspricht den Qualitätsansprüchen zur Herstellung von Bier und Fruchtsaftgetränken.