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Mehrstufige Wasseraufbereitung

Nach genauer Analyse der Rohwasserqualität reicht zur Vorkonditionierung normalerweise die Partikelfiltration und zusätzliche Aktivkohlebehandlung zur Chlorentfernung aus. Umkehrosmose-Anlagen benötigen zur anschließenden Entsalzung des Wassers systembedingt enthärtetes Wasser.

Wasserenthärtung

Entsprechend den Produktionsbedingungen bieten sich zeit-, mengen- oder qualitätsgesteuerte Einzel- oder Doppelenthärtungs-Anlagen an.

Wasseraufbereitung in der PraxisUnter Enthärtung versteht man den Austausch der Härtebildner (Calcium- und Magnesiumionen) gegen Natriumionen. Dies geschieht durch Ionenaustausch mit einem stark sauren Kationenaustauscher, der nach Erschöpfung mit Salzsole (Kochsalzlösung = Lieferung von Natriumionen) regeneriert werden muss.

Da bei der Enthärtung nur Ionen ausgetauscht werden, ändert sich der Salzgehalt des enthärteten Wassers nur geringfügig. Die gesamte Anionenfracht (u. a. Chloride, Sulfate, Nitrate) passiert unbehandelt den Kationenaustauscher. Somit wird anschaulich, dass alleine der Einsatz einer Enthärtungs-Anlage die Praxisanforderungen nach Salzfreiheit nicht bzw. nur stark eingeschränkt erfüllen kann.

Die Qualität des so produzierten Weichwassers (Gesamthärte GH = 0 °dH) lässt sich schnell mit im Handel erhältlichen Gesamthärte-Testkits prüfen.

 

Entsalzung durch Umkehrosmose

Bei Umkehrosmose-Anlagen wird das Wasser mit einem hohen Druck über ein oder mehrere Umkehrosmose-Module (auch Permeatoren genannt) geführt, es passiert hier eine Membranschicht, die bis zu 99 %, je nach Membranart und -qualität, alle gelösten Salze zurückhält. Der Restsalzgehalt des Reinwassers (Permeat) variiert, da er von der eingespeisten Rohwasserqualität abhängt. U. a. werden sowohl die Korrosion hervorrufenden Salze als auch Keime und Bakterien nahezu vollständig aus dem Medium entfernt. Die auf den Membranen zurückbleibenden Ionen (Salze) werden durch eine Teilmenge des eingespeisten Wassers permanent abgespült und ins Abwasser geleitet. Die Ausbeute an Reinwasser beträgt heute üblicherweise 70 - 80 %.

Da das Permeat (Reinwasser der Umkehrosmose-Anlage) bestrebt ist, sich zu sättigen und somit korrosiv auf metallische Werkstoffe einwirkt, sollten reinwasserbeständige Rohrleitungswerkstoffe ausgewählt werden. Das produzierte Permeat wird anschließend in einem lichtundurchlässigen Kunststoffvorratsbehälter zwischengelagert und permanent von einem UV-Tauchstrahler bestrahlt, um eine Verkeimung zu verhindern. Mittels einer Verteilerpumpe wird das Permeat bedarfsmengengerecht zur Luftbefeuchtungsanlage geleitet.

Aufgrund des guten Permeat-Lösungsverhalten ist gegebenenfalls eine nachgeschaltete Aufhärtungseinheit erforderlich.

Das Prinzip der Osmose

Prinzip der UmkehrosmoseOsmose kann immer dann beobachtet werden, wenn Salzlösungen unterschiedlicher Konzentration durch eine halbdurchlässige (semipermeable) Membran getrennt werden.

Weil jedes System den energetisch niedrigsten Zustand anstrebt, wird sich ein Konzentrationsausgleich einstellen. Da die Membran zwischen den Salzlösungen ausschließlich für Wasser jedoch nicht für Salze durchlässig ist, erfolgt der Konzentrationsausgleich, indem Wasser aus der niedriger konzentrierten Salzlösung durch die Membran in die Lösung mit der höheren Salzlösung strömt.

Folglich steigt der Wasserspiegel auf der Konzentratseite an, was wiederum zu einer Erhöhung des so genannten osmotischen Drucks führt, der dem Wasserstrom entgegengerichtet ist. Der osmotische Druck hängt u. a. von der Temperatur und der Lösungsdichte ab. Er ist somit eine Funktion der im Wasser enthaltenen Stoffe.

Trinkwasser besitzt bei einer Raumtemperatur von ca. 20 °C je nach Konzentration einen osmotischen Druck im Bereich von ca. 2 bar. Übt man nun eine Kraft oberhalb des osmotischen Druckes auf die Wassersäule aus, wird die Wasserfließrichtung umgekehrt und somit das Arbeitsprinzip der Umkehrosmose erreicht.

 

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