Beschreibung der Einzelkomponenten der Vollentsalzungsanlage

Beschreibung des Wasseraufbereitungsprozesses


Kationenaustauscher

Der Kationenfilter dient zur Entbasung von eisen- und manganfreiem Rohwasser. Er ist der erste Teil der Vollentsalzung und wird durch einen nachgeschalteten Anionentauscher ergänzt. Zur Entbasung tritt das Wasser unten in den Kationenfilter ein und wird durch den unteren Düsenboden gleichmäßig über den ganzen Behälterquerschnitt verteilt.

Zuerst wird die Harzkammer mit dem schwachsaurem Kationenaustauscher von un-ten nach oben durchflossen. Hier werden die der Karbonathärte zugeordneten Kationen entfernt. (Entkarbonisiert). Anschließend gelangt das entkarbonisierte Wasser in die Harzkammer mit dem stark sauren Kationentauscher. Dabei werden die im entkarbonisiertem Wasser noch enthaltenen Kationen wie Ca, Mg und Na gegen H-Ionen aus der Harzmasse ausgetauscht. Aus den Kationenanteilen der Salze im Rohwasser entstehen so die entsprechenden Säuren:

 Salz  Kationenharz H + Form  Säure
 Ca (HCO3)2  R H  2H2CO3
 Mg(HCO3)2  R H  2H2CO3
 NaCI  R H  HCI
 CaSO4  R H  H2SO4

Nach Durchfluss einer bestimmten Wassermenge (zurzeit 280m³) ist das Harzmaterial mit Kationen beladen und muss mit einer starken Säure regeneriert werden. Die Regeneration geschied im Gegenstrom nach dem - Schwebebett-Verfahren - in Fließrichtung von oben nach unten. Wie bei allen Schwebebettsystemen muss die Regeneration mit einer Mindestgeschwindigkeit von 10 m/h erfolgen.

 Salzsäure  Kationenharz Salzform  Abwasser
 2HCI  R Ca  CaCI2
 2HCI  R Mg  MgCI2
 HCI  R Na  NaCI
 2HCI  R Ca  CaCI2

Der Salzsäurebedarf zur Regeneration liegt zwischen 50 und 65 g HCl 100%je ltr Harz.

Über die Rieselerpumpen wird der Kationenfilter kontinuierlich umgewälzt, so dass die Entnahme von Wasser jederzeit unterbrochen werden kann, ohne dass es zu Umschichtungen und damit zu hohem Natriumschlupf kommt.

CO2-Rieseler

Der Rieseler dient zur physikalischen Entfernung von freier Kohlensäure aus dem Wasser.

Durch Entbasung oder Entkarbonisierung des Rohwassers (Kationenaustauscher) entsteht aus der gebundenen Kohlensäure freie aggressive Kohlensäure. Je mval (m-Wert) des Rohwassers entsteht durch Entkarbonisierung 44 mg/ltr freie Kohlensäure. Das CO2-haltige Wasser reagiert deutlich aggressiv (pH-Wert von ca. 4-5). Darüber hinaus wird ein nachgeschalteter stark basischer Anionentauscher in Konkurrenz mit anderen schwachen Anionen bevorzugt mit CO2 beladen, was die nutzbare Kapazität für diese stark reduziert.

Zur Kohlensäureentfernung tritt das Wasser über eine Verteilungsdüse oben im CO2-Rießler ein, wird dort verdüst und damit gleichmäßig über den Rieselerquerschnitt verteilt, durchrieselt dann die nachfolgenden Füllkörperschüttungen von oben nach unten. Im Gegenstrom zum Wasser, wird von unten nach oben Raumluft über einen Ventilator eingeblasen. Die Luft reichert sich in Folge des Konzentrationsgefälles und der aus der Füllkörperschüttung resultierenden großen Oberfläche mit Kohlensäure an und verlässt den Rieseler durch den zentrisch oben angeordneten Stutzen.

Die mit Kohlensäure und Wasser gesättigte Luft wird ins Freie geleitet. Das kohlensäurefreie Wasser sammelt sich im Rieselersumpf und wird von dort aus über die Druckerhöhungspumpen zu den Anionentauschern gefördert. Die Regelung des Niveaus im Rieselersumpf erfolgt über eine Zulaufregelung. Die Rieselerpumpen sind gegen Trockenlauf durch einen separaten Niveaukontakt im Rieselersumpf geschützt.

Die Leistungsfähigkeit des CO2-Rieselers hängt von der Betriebstemperatur, der Füllkörperoberfläche, dem Luft- Wasserverhältnis, dem Rieselerdurchmesser und der Kolonnenhöhe ab. Durch Veränderung der Luftmenge zum Rieseler kann z.B. eine beliebige Restkohlensäuremenge eingestellt werden.

Der minimal erreichbare Rest-CO2-Gehalt nach Rieseler beträgt ca.1 mg/l CO2. Bei wirtschaftlichen Bauformen erreicht man Restgehalte von 10 mg/l.

Anionenfilter

Der Anionenfilter dient zur Entsäuerung von entbastem Wasser. Er ist der Zweite Teil der Vollentsalzung und erzeugt aus dem entbastem Wasser entsalztes Wasser.

Die Regeneration des Anionentauschers erfolgt mit Lauge im Gegenstrom von oben nach unten. Zur Entsäuerung tritt das Wasser unten in den Anionenfilter ein und wird durch den Düsenboden gleichmäßig über den ganzen Behälterquerschnitt verteilt. Anschließend durchfließt das Wasser das Harzmaterial von unten nach oben.

Ab einer linearen Wassergeschwindigkeit von ca.10 m/h wird das Harzbett gegen den oberen Düsenboden gepresst und es bildet sich - je nach Füllgrad - ein Festbett aus.

Um eine Harzdurchmischung bei schwankender Wasserentnahme zu verhindern, wird die Vollentsalzung über die Rieselerpumpen kontinuierlich umgewälzt. So ist eine Wasserentnahme von 0-100% der Leistung möglich.

Bei einfachem Wasserdurchfluss durch das starkbasische Harzbett werden die im Wasser enthaltenen starken Anionen wie Cl, SO4, NO3, HCO3 und SiO2, gegen OH-Ionen aus der Harzmasse getauscht.

Säure  Anionenharz OH-Form  Wasser
 HCO3  R OH  HOH=H2O
 HCI  R OH  HOH=H2O
 H2SO4  R OH  HOH=H2O
 HNO3  R OH  HOH=H2O

Aus Säure wird durch den Anionentausch Wasser.

Nach Durchfluss einer bestimmten Wassermenge ist das Harzmaterial mit Anionen beladen und muss mit einer starken Base (NaOH) regeneriert werden.
Die Regeneration erfolgt üblicherweise im Gegenstrom nach dem - Schwebebett - verfahren - in Fliessrichtung von oben nach unten.

Natronlauge  Anionenharz Salz-Form  Salz im Abwasser
 NaOH  R CO3  Na2CO3
 NaOH  R CI  NaCI
 NaOH  R SO4  Na2SO4
 NaOH  R NO3  NaNO3

Die Restleitfähigkeit nach stark basischem Anionenaustauscher liegt normal unter 5 µS/cm. Der Natronlaugebedarf je ltr Harz zur Regeneration liegt zwischen 35 und 50 g NaOH 100%.

Eine externe Rückspülung des Harzes sollte im separatem Rückspülbehälter ca. einmal jährlich erfolgen. Das während der Regeneration notwendige Verdünnen und Nachspülen geschieht mit vollentsalztem Wasser.

Zusatz - Artikelabschnitt 1558

Das Mischbettfilter dient zur Feinreinigung von vollentsalztem Wasser. Es ist der eigentlichen Vollentsalzung nachgeschaltet. Durch Nachschaltung eines Mischbettfilters hinter die Vollentsalzungsanlage erreicht man eine sehr geringe Restleitfähigkeit von weniger als 0,2 µS/cm, bei einem Restkieselsäuregehalt von weniger als 0,02 mg/l, im vollentsalzten Wasser. Bei einem Salzdurchbruch durch die vorgeschaltete Vollentsalzung übernimmt das Mischbettfil-ter automatisch die Sicherheitsfunktion.

Die Regeneration des Mischbettfilters wird im Gleichstrom für den Anionenteil und im Gegenstrom für den Kationenteil ausgeführt. Die verdünnte Natronlauge tritt oben in den Behälter ein und verlässt diesen in der Mitte, während die verdünnte Salzsäure von unten in den Behälter eintritt und diesen ebenfalls in der Mitte verlässt.

Das Wasser tritt oben in den Mischbettfilter ein, und wird durch einen Prallteller gleichmäßig verteilt. Anschließend durchfließt es die Harzmassen von oben nach unten. Die Harzmasse besteht aus einem Gemisch von saurem Kationentauscher und stark basischem Anionentauscher.

Es entstehen durch die Harzmischung viele sehr kleine Entsalzungseinheiten welche das Wasser entsalzen. Die Harze sind durch einen mit Filterdüsen bestückten Düsenboden von der unteren Reinwasserkammer getrennt. Das vollentsalzte Wasser verlässt über den unteren Sammelstutzen den Filterbehälter. Nach Durchfluss einer bestimmten Wassermenge sind die Ionenaustauscherharze mit Kationen und Anionen beladen und müssen regeneriert werden.

Ihr Kontakt

Kontakt

Telefon 07231 3971-8001 Telefax 07231 3971-8009
E-Mail