Enthärtung / Entcarbonisierung

      (Definition der Härte unter Wasserchemie / Wasserhärte) Abgrenzung von Begriffen Die   Begriffe   Enthärtung   und   Entcarbonisierung   werden   häufig   gleichwertig   verwendet,   da das    Aufbereitungsziel    der    Enthärtung    in    der    Regel    über    eine    Entcarbonisierung    des Wassers erreicht wird. Die   verwendeten   Begriffe   kann   man   gegeneinander   abgrenzen,   wenn   man   primär   das   Ziel der Aufbereitung bezeichnet: Enthärtung:                     Entfernung von Härtebildnern (Ca und Mg) Entcarbonisierung:       Entfernung von Kohlensäure (CO 2  , HCO 3 -  , CO 3 2 - )
Bei    den    Fällungsverfahren    und    bei    den    Membranverfahren    laufen    Enthärtung    und Entcarbonisierung gleichzeitig ab. Nur   bei   der   Verwendung   von   Ionenaustauschern   lassen   sich   beide   Einzelverfahren   gezielt getrennt   durchführen,   je   nachdem   ob   ein   Kationen-   oder   ein Anionenaustauscher   eingesetzt wird, nicht jedoch bei der Vollentsalzung. Beim     CO 2 -Entzug     durch     Gasaustausch     kann     man     prinzipiell     auch     eine     reine Entcarbonisierung      (physikalische      Entcarbonisierung)      durchführen,      wenn      man      die Calcitsättigung   nicht   überschreitet.   In   der   Regel   wird   dieses   Verfahren   zur   Entsäuerung   von Wasser   eingesetzt.   Überschreitet   man   die   Calcitsättigung   und   fällt   Kalk   aus,   so   müsste   man dieses   Verfahren   als   physikalische   Enthärtung   bezeichnen.   Senkt   man   den   pH-Wert   des Wassers   vor   dem   Gasaustausch   durch   Dosierung   von   Säure,   so   kann   mehr   CO 2    aus   dem Wasser ausgetragen werden (Säureentcarbonisierung). Verfahrenstechnisch:      Fällungsverfahren :          Überschreiten der Calcit-Löslichkeit und Fällung von Calcit      Ionenaustauschverfahren: Kationenaustauscher / Anionenaustauscher      Membranverfahren :             Umkehrosmose / Nanofiltration     CO 2 -Entzug durch Gasaustausch Differenzierung bei Ionenaustausch:          - Enthärtung:                   Kationenaustauscher          - Entcarbonisierung:        Anionenaustauscher Je   nachdem,   ob   man   die   Carbonate   so   weit   wie   verfahrenstechnisch   möglich   aus   dem Wasser   entfernt,   oder   gezielt   nur   um   eine   Teilmenge   vermindert,   unterscheidet   man   die Verfahrensvarianten     Vollentcarbonisierung     (Vollenthärtung)     und     Teilentcarbonisierung (Teilenthärtung).        Vollentcarbonisierung:    Die Entcarbonisierung erfolgt vollständig           (d.h. soweit, wie verfahrenstechnisch möglich)        Teilentcarbonisierung:   Die Entcarbonisierung erfolgt nur zu einem Anteil Die   Vollentcarbonisierung    erreicht   bei   den   Fällungsverfahren   ihre   verfahrenstechnische Grenze,   wenn   kein   Calcium   mehr   im   Wasser   vorhanden   ist,   um   als   Carbonat   auszufallen, jedoch noch Restkonzentrationen von Kohlensäure im Wasser vorhanden sind.                                       c(Ca) <  c(C) Die    Vollenthärtung     läuft    bei    den    Fällungsverfahren    nicht    vollständig    ab,    wenn    keine Kohlensäure   mehr   im   Wasser   vorhanden   ist,   um   als   Carbonat   auszufallen,   jedoch   noch Restkonzentrationen   an   Calcium   vorliegen.   Zudem   wird   Mg 2+    in   der   Regel   nicht   gefällt   und bleibt als Härte im Wasser erhalten.                                       c(Ca) >  c(C) Zur    Aufbereitung    kann    man    den    gesamten    Wasserstrom    verwenden,    jedoch    nur    eine Teilentcarbonisierung          durchführen          ( Vollstrom-Teilentcarbonisierung ).          Dieser Aufbereitungsweg     ist     bei     der     Trinkwasseraufbereitung     angezeigt,     wenn     man     die Entcarbonisierung   in   Kombination   mit   anderen Aufbereitungsschritten   durchführt   und   für   das andere    Aufbereitungsziel    der    gesamte    Volumenstrom    behandelt    werden    muss,    z.    B. Flockung, Enteisenung, Entmanganung. (Vorteile,   wenn   andere   Aufbereitungsschritte   gleichzeitig   ablaufen   sollen,   z.B.   Flockung, Enteisenung, Entmanganung) Führt   man   als   Aufbereitungsschritt   allein   eine   Entcarbonisierung   durch,   so   kann   es   bei   der Aufbereitung    von    Trinkwasser    sinnvoll    sein,    nur    einen    Teilstrom    des    aufzubereitenden Wassers     zu     verwenden     und     diesen     vollständig     zu     entcarbonisieren     ( Teilstrom- Vollentcarbonisierung ).   Anschließend    wird    der    teilencarbonisierte    Teilstrom    wieder    mit dem       unbehandelten       Hauptstrom       vermischt,       wodurch       insgesamt       dann       eine Teilentcarbonisierung    des    Wassers    erreicht    wird.    Durch    diesen    Verfahrensweg    können baulich kleinere Anlagen verwendet werden. Für   andere Aufbereitungsziele   kann   es   sinnvoll   sein,   den   gesamten   Wasserstrom   vollständig zu          entcarbonisieren          ( Vollstrom-Vollentcarbonisierung )          (Kesselspeisewasser, vollentsalztes        Wasser,        Vorbehandlung        vor        Membranverfahren).        Für        die Trinkwasseraufbereitung    ist    dieses    Verfahren    nicht    zulässig,    da    ein    Mindestgehalt    von Mineralien im Trinkwasser (1,5 mmol/l Calcium, TVO alt !!) gefordert wird.

Wasseraufbereitung