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Entkarbonisierung

Die Entkarbonisierung als wichtiger Teil der Wasseraufbereitung

 

Die Wasser-Entkarbonisierung ist ein sehr wichtiger Teil der Wasseraufbereitung, der notwendig ist, um den Anteil der für erhöhte Fällungen im Kesselwasser verantwortlichen Karbonathärte zu verhindern. Mögliche Einsatzgebiete für die Entkarbonisierung gibt es viele, darunter die Produktion von Kesselspeisewasser, die Reinigung von Wasser für den Einsatz im Bereich der Fernwärme oder Betriebswasser in der Getränkeindustrie. Häufig spricht man auch von der Produkt- und Teilentsalzung, die durch den Austausch von härtebildenden Kationen stattfindet.
 
 

Die vielfältigen Anwendungsgebiete der Entkarbonisierung

Anlagen zur Entkarbonisierung werden in vielen verschiedenen Industriezweigen eingesetzt, weil das Grundwasser immer öfter hohe Karbonathärte aufweist. Wässer mit zu hoher Härte sind für verschiedene Anwendungsbereiche wie etwa die Verwendung als Kühlwasser oder Prozesswasser nur sehr schlecht geeignet.

Wird das Wasser bei der Verarbeitung zudem erwärmt, kommt es sehr schnell zur Fällung von Kalziumkarbonat beziehungsweise Kesselstein. Dadurch können Schäden an Anlagen und auch in deren Rohrsystemen sowie Baugruppen wie Wärmetauschern entstehen. Wässer mit einer zu hohen Karbonathärte sind für die Verwendung als Trinkwasser ebenfalls von Nachteil. Deshalb werden verschiedene Verfahren zur Wasserenthärtung angewendet, um entweder nur die Karbonathärte oder die Gesamthärte des Wassers zu verringern.

Mögliche Einsatzgebiete für die Entkarbonisierung sind folgende:

  • die Produktion von Kesselspeisewasser
  • die Kühlwasseraufbereitung und Dampferzeugung
  • die Erzeugung von Fernwärmewasser
  • die Herstellung von Betriebswasser für Brauereien und in Bereichen der Getränkeindustrie
  • in der Gastronomie sowie zur Verwendung in Geschirrspülautomaten (beispielsweise in Form einer Ionenaustauscherpatrone)
 
 

Die Technik hinter der Entkarbonisierung

Um die hohe Karbonathärte aus Rohwasser zu entfernen, werden verschiedene Verfahren eingesetzt. Die Wasser-Entkarbonisierung kann beispielsweise mit speziellen Kationenaustauscher-Harzen in schwach-saurer Form erfolgen, wobei die Karbonathärte eines Wassers gegen Wasserstoffionen ausgetauscht wird. Bei diesem Prozess entsteht aus der Karbonathärte Kohlensäure.

Handelt es sich um eine herkömmliche Enthärtung , so werden die härtebildenden Kationen gegen Natriumionen ausgetauscht. Komplette Anlagen zur Produktion von Kesselspeisewasser oder anderen entkarbonisierten Wässern können noch andere Teile der Wasseraufbereitung wie bspw. die CO2-Entgasung oder auch die Gesamtenthärtung des Wassers übernehmen.

Bei der Entkarbonisierung wird ein Anlagenteil von Wasser durchströmt, der mit einem speziellen, schwach-sauren Kationentauscherharz gefüllt ist. Dabei kommt es zu einem Austausch von im Wasser gelösten Kalzium- und Magnesiumionen gegen Wasserstoffionen. Die Menge der ausgetauschten Ionen entspricht der chemisch äquivalenten Menge der Konzentration an Hydrogenkarbonat im Wasser.

Im Zuge der chemischen Reaktionen reagieren die Wasserstoffionen mit dem Hydrogenkarbonat zu Kohlensäure oder zu Wasser mit einem Anteil an Kohlenstoffdioxid. Dieses kann anschließend auf Wunsch wieder aus dem Wasser entfernt werden, beispielsweise durch einen CO2-Rieseler.

Bei der Entkarbonisierung handelt es sich um einen diskontinuierlichen Prozess, da sich mit zunehmender Laufzeit das Ionenaustauscherharz erschöpft. Dieses kann allerdings mit einer speziellen Lösung aus Salzsäure oder Schwefelsäure regeneriert werden. Während dieser Regeneration fällt saures Abwasser an. Es handelt sich um ein relativ wenig aufwendiges Verfahren der Regeneration der Ionenaustauscherharze.

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Die Entkarbonisierung im Vergleich zu anderen Wasseraufbereitungsverfahren

Die Entkarbonisierung ist ein spezieller Bereich der Wasseraufbereitung, der nicht vernachlässigt werden sollte. Kalkablagerungen oder andere Beeinträchtigungen von nicht entkarbonisiertem Wasser in speziellen Anlagen im Bereich der Industrie können unter ungünstigen Umständen hohe Schäden anrichten.

Allerdings handelt es sich bei der Entkarbonisierung um eine kostengünstige und wenig aufwendige Aufbereitungsmethode, die auch für größere Anlagen wie zum Beispiel große Dampfkessel eingesetzt werden kann. Hier sind einige Vorteile einer Teilentsalzung oder auch Entkarbonisierung:

  • Es gibt weder verkalkte Heizstäbe noch Sprühdüsen.
  • Eine bessere Energieausnutzung in Fernwärmeanlagen oder Kühlanlagen ist möglich.
  • Heizkessel werden besser vor Ablagerungen geschützt.
  • Es fallen geringere Ablagerungen in Kühlanlagen oder Kühltürmen an.

Die Entkarbonisierung wird häufig auch zusätzlich zu anderen Verfahren im Bereich der Wasseraufbereitung eingesetzt. Sie kann in verschiedenen Bereichen als Zusatzmaßnahme oder ergänzende Maßnahme zur Wasseraufbereitung genutzt werden.

 

Mögliche Einsatzgebiete von Anlagen zur Entkarbonisierung

Die Entkarbonisierung und Teilentsalzung sind sehr wichtige Bereiche der Wasseraufbereitung, die für viele Anwendungen eingesetzt werden können. In Form von speziellen Patronen für den Ionenaustausch kommen sie häufig in der Gastronomie zum Einsatz, beispielsweise bei der Herstellung von Spülwasser für den industriellen Einsatz in Küchen oder auch in Geschirrspülautomaten, in denen sie dazu beitragen können, die Verkalkung der Geräte zu verhindern und somit Ausfällen vorzubeugen.

Ein weiterer wichtiger Bereich ist die Herstellung von Kesselspeisewasser oder Prozesswasser für die Kühlwasseraufbereitung. Ohne die Entkarbonisierung entstehen sehr schnell Ablagerungen in Rohrsystemen oder Wärmetauschern. Die Entkarbonisierung trägt mit geringem Aufwand dazu bei, Ablagerungen in dieser Form zu vermeiden.

 

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