EWT Wassertechnik

Vollentsalzung

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Zusammenfassung:

Vollentsalzung ist einerseits ein allgemeiner Oberbegriff für Verfahren zur weitestgehenden Entsalzung von Wasser, d.h. zur weitestgehenden Entfernung gelöster Feststoffe aus Wasser, andererseits auch die Bezeichnung bestimmte →Ionenaustauschverfahren zu diesem Zweck.

In einer auf Ionenaustausch basierenden Vollentsalzungsanlage (kurz: VE-Anlage, VEA) finden mindestens zwei hintereinandergeschaltete Verfahrensschritte statt: Kationenaustausch und Anionenaustausch. Beim Kationenaustausch werden im Wasser gelöste Kationen gegen Wasserstoff-Ionen (H⁺) ausgetauscht. Beim Anionenaustausch werden im Wasser gelöste Anionen gegen Hydroxidionen (OH^-) ausgetauscht. Wasserstoffionen und Hydroxidionen reagieren zu Wasser. Der Kationenaustausch und der darauf folgende Anionenaustausch finden in hintereinandergeschalteten Apparaten statt, welche jeweils mit unterschiedlichen Ionenaustauschherharzen gefüllt sind.

Das aufbereitete Wasser wird als Deionat bezeichnet, bei nachfolgender Aufbereitung mit einem →Mischbettaustauscher auch als vollentsalzes Wasser (kurz: VE-Wasser). Mit zunehmender Laufzeit erschöpfen die Ionenaustauscherharze, und werden dann regeneriert, üblicherweise mit Salzsäure (HCl) und Natronlauge (NaOH). Bei der Regeneration fällt potentiell saures oder alkalisches Abwasser an, welches u.U. neutralisiert werden muss.

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Ausführungsbeispiel:

Vollentsalzungsanlage, zweistraßig, Verbundschwebebett, Regeneration im Gegenstrom, vollautomatisch, Schaltung: Kationentauscher schwach/stark sauer, CO₂-Rieseler, Anionentauscher schwach/stark basisch.

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häufige Anwendungen:

Kesselspeisewasseraufbereitung: Vollentsalzung des →Zusatzwassers.
Kesselspeisewasseraufbereitung: →Kondensatreinigung, Entsalzung des Kondensats.
Fernwärmeversorgung: Teilstromentsalzung des Fernheizwassers.
Galvanotechnik: Vollentsalzung von →Kreislaufwasser bzw. Spülwasser.

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Technische Daten:

Volumenstrom Deionat	Liefermöglichkeit von ca. 0,5 bis 350 m³/h je Straße Kondensatentsalzung von ca. 1,5 bis 550 m³/h je Straße
Anzahl der Straßen	üblicherweise 2x100%
Deionatqualität	elektrische Leitfähigkeit	0,2 ... 5μS/cm, Gegenstrom-Regeneration 2 ... 20 μS/cm, Gleichstrom-Regeneration
	Kieselsäure	0,02 ... 0,05 mg/L SiO₂, Gegenstrom-Regeneration 0,1 ... 0,2 mg/L SiO₂, Gleichstrom-Regeneration
Differenzdruck bei Nenndurchsatz	üblicherweise ca. 1,0 ... 1,5 bar je Verfahrensschritt
Betriebstemperatur	üblicherweise 10 ... 30 °C Kondensatentsalzung ≤ 60 °C
Regeneriermittel	üblicherweise Salzsäure (HCl) für Kationentauscher üblicherweise Natronlauge (NaOH) für Anionentauscher
Regenerationsintervalle	üblicherweise 6 ... 24 h Kondensatentsalzung oft ≥ 24 h
Regenerationsdauer	ca. 120 ... 180 Minuten
Chemikalienverbrauch	ca. 50 ... 100 g HCl und 25 ... 180 g NaOH je 1 mol NaCl, Gegenstrom-Regeneration (¹) ca. 60 ... 120 g HCl und 30 ... 200 g NaOH je 1 mol NaCl, Gleichstrom-Regeneration (¹)
Abwasseranfall	ca. 3,5 ... 15 L je 1 mol NaCl, Gegenstrom-Regeneration (¹) ca. 10 ... 30 L je 1 mol NaCL, Gleichstrom-Regeneration (¹)
empfohlene Rohwasserqualität	Schwebstoffe	< 0,5 ... 1 mg/L, Gegenstrom-Regeneration < 1 ... 5 mg/L, Gleichstrom-Regeneration
	freies Chlor	< 0,1 mg/L Cl₂
	organische Kohlenstoffverbindungen (TOC)	≤ 1 ... 5 mg/L C
	Öle, Fette	< 0,1 mg/L
Ionenaustauschermedien	• Kationentauscherharz, schwach sauer, Polyacrylat • Kationentauscherharz, stark sauer, gelförmig, Polyacrylat • Kationentauscherharz, stark sauer, makroporös, Polyacrylat • Anionentauscherharz, schwach basisch, Polystyrol • Anionentauscherharz, schwach basisch, Polyacrylat • Anionentauscherharz, stark basisch, Typ I, gelförmig, Polystyrol • Anionentauscherharz, stark basisch, Typ II, gelförmig, Polystyrol • Anionentauscherharz, stark basisch, Typ I, makroporös, Polystyrol • Anionentauscherharz, stark basisch, Typ II, makroporös, Polystyrol • ...
Gesamtlebensdauer der Ionenaustauscherharze	üblicherweise ≥ 10 Jahre für Kationentauscherharze üblicherweise ca. 5 ... 10 Jahre für Anionentauscherharze
Werkstoffoptionen	Druckbehälter	• glasfaserverstärkter Kunststoff (GfK) • unlegierter Stahl (z.B. S235JR, P265GH) • nichtrostender Stahl (z.B. 1.4404, 1.4571)
	Rohrleitungen	• Polyvinylchlorid (PVC) • Polypropylen (PP) • Polyvinylidenfluorid (PVDF) • nichtrostender Stahl (z.B. 1.4404, 1.4571)
	Armaturen	• Polyvinylchlorid (PVC) • Polypropylen (PP) • Polyvinylidenfluorid (PVDF) • nichtrostender Stahl (z.B. 1.4408)
	Dichtungen	• Etyhlen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) • Fluorkautschuk (FKM) • Polytetrafluorethylen (PTFE)
Automatisierungsoptionen	Regeneration, Straßenwechsel	• vollautomatisch, mit Mikroprozessorsteuerung • vollautomatisch, mit SPS • Handbetrieb (normalerweise nicht empfohlen)
	Betriebsüberwachung	• Volumenzähler (Standard) • Differenzdruck (Standard) • elektrische Leitfähigkeit (Standard) • Kieselsäure (Option) • organische Kohlenstoffverbindungen (TOC) (Option)
¹ Chemische Äquivalenzrelationen: 1 mol NaCl = 1 val = 50 g CaCO₃, siehe →Einheitenumrechnung. Beispiel: Bei Rohwasser mit einem Gesamtsalzgehalt von 4 mval/L, Gegenstrom-Regeneration und einem Volumenstrom von 10 m³/h ergibt sich ein mittlerer Chemikalienverbrauch von 4 mol/m³ ⋅ 10 m³/h ⋅ 50 ... 100 g HCl = 2 ... 4 kg/h HCl und 4 mol/m³ ⋅ 10 m³/h ⋅ 25 ... 180 g NaOH = 1 ... 7,2 kg/h NaOH, sowie ein mittlerer Abwasservolumenstrom von 4 mol/m³ ⋅ 10 m³/h ⋅ 3,5 ... 15 L = 140 ... 600 L/h.

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