Enthärtungsanlagen
Enthärtungsanlagen arbeiten nach dem Ionenaustauschverfahren. Die funktionellen Gruppen sind Natriumsalze einer Sulfonsäure -SO3Na, gebunden an eine vernetzte organische Matrix. Bei dem Austauschvorgang werden sämtliche im Wasser enthaltenen Kationen - insbesondere die sogenannten Härtebildner Calcium- und Magnesium - gegen Natriumionen ausgetauscht, Anionen hingegen nehmen am Austauschvorgang nicht teil.
Matrix - (SO3Na)2 + Ca2+ = Matrix - (SO3)2Ca + 2 Na+
Der Gesamtsalzgehalt und der pH-Wert bleiben daher praktisch unverändert. Nach Erschöpfung der Austauschkapazität des Harzes erfolgt eine Regeneration im Automatikbetrieb, wobei die Austauschreaktion durch Spülung mit einer Kochsalzlösung umgekehrt wird.
Die Regenerationsauslösung kann zeit-, mengen- oder qualitätsabhängig erfolgen. Bei industriellen Anlagen und konstanter Rohwasserqualität wird üblicherweise die mengenabhängige Regenerationsauslösung gewählt, wobei eine Resthärtemessung mittels Prozesstitrator als Qualitätsüberwachung eingesetzt werden kann. Bei wechselnden Rohwasserqualitäten empfehlen wir eine qualitätsabhängige Regenerationsauslösung. Die Regeneration erfolgt aus wirtschaftlichen Gründen im Gegenstrom.
Standardmäßig werden hochwertige Ionenaustauscherharze monosphärischer Qualität verwendet. Diese Harze ermöglichen eine nahezu vollständige Beladung bis zum Härtedurchbruch, die optimale Regeneriermittelausnutzung und eine um rund 30 Prozent geringere Spülwassermenge gegenüber herkömmlichen Enthärtungsanlagen.
Bei durchschnittlichen Wasserqualitäten beträgt die Abwassermenge lediglich rund ein Prozent der erzeugten Reinwassermenge. Die unter strengen Qualitätsnormen hergestellten Composite-Druckbehälter mit PE-Innenverkleidung genügen chemisch, mechanisch und hygienisch den höchsten Ansprüchen. Sie sind beständig im Sinne des deutschen Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetzes, für Betriebstemperaturen bis 50°C und Betriebsdrücken bis 10 bar ausgelegt. Die Lebensdauer bei Druck - Entspannung im Bereich von Null bis 10,5 bar beträgt mindestens 250.000 Zyklen.
Für die Steuerung des Betriebs- und Regenerationsablaufes bestehen mehrere Optionen. Vorzugsweise werden über eine Folientastatur programmierbare Mikroprozessorsteuerungen mit dauerhafter Speicherung der Betriebsdaten im EEPROM eingesetzt. Die Ventilschaltung von Betrieb und Regenerationsstufen erfolgt bei Verrohrungsnennweiten bis DN 65 durch Rotguss-Zentralsteuerventile, die optional vernickelt werden können. Ab Nennweite 80 werden pneumatisch gesteuerte 2/2-Wegeventile eingesetzt. Die Ventile sind übersichtlich auf einer pulverbeschichteten Stahlrahmenkonstruktion montiert.
Siehe auch
Anwendungsbereiche
Trinkwasseraufbereitung bei hartem Wasser
Trinkwasser mit hohem Gehalt an Erdalkaliionen (im Regelfall ab 2,5 mol/m³, entspricht einem sogenannten Härtegrad von 14°dH) neigen zur Wassersteinbildung in Versorgungsleitungen, Warmwassererzeugern und sanitären Einrichtungen. Für die Trinkwasserversorgung in größeren Gebäuden ist daher eine Enthärtung mit Verschneidung auf mindestens 1,5 mol/m³ zu empfehlen.
Speisewasseraufbereitung für Dampferzeuger
Beim Kesselbetrieb für Dampferzeugung ist die Betriebsweise mit erdalkalifreiem Wasser im Interesse einer ablagerungsfreien Betriebsweise zwingend vorgeschrieben. Wenn auf Grund hoher Alkalität im Rohwasser eine wirtschaftliche Eindickung nicht betrieben werden kann, ist zusätzlich eine Entcarbonisierung vorzuschalten.
Speisewasser für Heißwasserkreisläufe
Zur Vermeidung von Steinbildung in Warmwasserheizanlagen ist das Speisewasser gemäß Richtlinie VDI 2035 in Abhängigkeit von Kesselleistung und Steinbildungstendenz aufzubereiten. Eine kostengünstige Maßnahme ist hier die Enthärtung. Bei hohen Salzgehalten im Rohwasser ist eine Entsalzung, z.B. durch Umkehrosmose, vorzuziehen.
Speisewasseraufbereitung für Rückkühlwerke und Luftwäscher
Der entscheidende Kostenfaktor beim Betrieb von Rückkühlwerken und Luftwäschern ist der Verbrauch (die Verschwendung) von Wasser und Abwasser. Enthärtetes Wasser erlaubt im Regelfall den Betrieb mit einem höheren Eindickungsfaktor. Mittels einer Verschneidevorrichtung muss das Speisewasser auf das Optimum zwischen Ablagerungstendenz und Korrosivität eingestellt werden. Rohwasser mit hoher Alkalität sollte aus wirtschaftlichen Gründen eher entcarbonisiert oder entsalzt werden.
Enthärtung als Vorstufe zur Umkehrosmose
Die Umkehrosmose ist ein technisch wenig aufwendiges Entsalzungsverfahren, bei dem das Speisewasser aufkonzentriert wird. Die vorgeschaltete Enthärtung zur Vermeidung von Kalkablagerungen auf der Membranoberfläche erlaubt eine hohe Aufkonzentrierung (Permeatausbeute) und führt zu geringeren Abwasserkosten. Ein weiterer Vorteil: Entfernung von Bariumionen, die bereits in Spuren schwerlösliche Bariumsulfatablagerungen verursachen können.
Prozess- und Spülwasser
Für Prozessbäder und für Spülwasser, z.B. in der Oberflächenbehandlung von Metallen (Entfettungs- und Phosphatieranlagen), genügt enthärtetes Wasser oftmals den geforderten Qualitätsansprüchen.
