Die vorgeschaltete Wasserenthärtung als wichtiges Bindeglied ökonomischer Prozesstechnik

Das in Deutschland weit verbreitete harte Trinkwasser gilt wegen seines hohen Gehalts an gelösten Mineralien als besonders gesund. Auf wirtschaftlicher Ebene relativiert sich dieser Standortvorteil jedoch schnell. Hartes Wasser verursacht Kalk, der Leitungssysteme und Anlagen beeinträchtigt, damit zusätzliche Kosten verursacht und im internationalen Wettbewerb einen Nachteil darstellt. Von hoher Wasserhärte sind erheblich Deutschlands Ballungsgebiete betroffen, mit wichtigen, von Was-ser abhängigen Schlüsselindustrien wie Chemie, Pharma und Food. Deren zusätzlicher Aufwand zur Kalkbekämpfung spricht für eine vorgeschaltete Wasserenthärtungsanlage.

Wesentlich ist die Wasserenthärtung bereits für die Endprodukte. Denn hartes Wasser ist nicht geschmacksneutral und kann somit einen aromatischen Einfluss auf die mit ihm zubereiteten Lebens-mittel haben. Mit pharmazeutischen Wirkstoffen kann es Komplexe bilden und folglich Bioverfüg-barkeit und Wirksamkeit manipulieren. In der chemischen Industrie wirkt es sich exemplarisch auf die Wirksamkeit von Waschprodukten aus.

Hartes Wasser kommt aus Regionen, in denen Sand- und Kalkgesteine vorherrschen. Seine Konzentration ergibt sich aus der Menge gelöster Salze, vor allem Magnesium- und Kalzium-Ionen, die sich beim Absickern des weichen Regenwassers durch das mineralische Gestein hinzufügen. Je tiefer das Wasser gefördert wird, desto höher ist die Konzentration gelöster Mineralien. Der daraus entstehende Kalk bildet sich schließlich als unlösliche Verbindung durch die Reaktion des Härte-bildners Kalzium mit dem Sauerstoff und Kohlenstoff der Luft.

Die den industriellen Prozessen geschuldete kinetische oder thermische Energie begünstigt die Kristallisierung und Anlagerung des Kalks in den Anlagenbereichen, wie Pumpen und Düsen. Venti-len drohen Fehlfunktionen, indem sie bei Undichte nicht den Druckabfall registrieren. In den Zuleitun-gen entsteht die Aktivierungsenergie wegen der dortigen Reibungsprozesse. An den Kristallisations-keimen heften sich die Kalzium-Ionen an, die bei besonders harten Wassergraden Druck und Durch-fluss beeinträchtigen, mitunter Verstopfungen, undichte Stellen und Rohrbrüche zur Folge haben. Festgesetzter Kalk verkürzt damit die Lebensdauer der Anlagenbereiche. Darüber hinaus sorgen seine Ablagerungen beispielsweise bei Heizverfahren wegen seines Isolationscharakters für einen erhöhten Energieverbrauch. „Daher ist es sinnvoll, über vorgeschaltete Wasserenthärtungsanlagen mit Salztabletten nachzudenken. Diese helfen, dem Problem bereits vor Eintritt in den internen Wasserkreislauf zu begegnen“, folgert Jan Döge, Sales Director Western Europe bei CIECH Salz Deutschland.

Hingegen gestalten sich nachträgliche Behandlungen mit chemischen Entkalkungsprodukten – neben des regelmäßigen Aufwandes – wegen der Komplexität der Anlagen doppelt schwierig. Einerseits lösen sie nicht die Verkalkungsgefahr der Zulauf- und Verteilungsrohre. Zudem kontaminieren sie stellenweise empfindliche Verfahrensbereiche. Diese bedürfen anschließend abermaliger Spülungs-prozesse mit Wasser, um gerade die notwendig idealen Bedingungen für chemische, pharmazeu-tische und Lebensmittelproduktionsverfahren zu gewährleisten. Das harte Wasser neutralisiert damit die chemischen Reiniger, während die chemischen Reiniger zuvor die Folgen des harten Wassers neutralisiert hatten. Eine alternative wie einfache Möglichkeit zur Wasserenthärtung ist die Wasserdestillation, die gleichwohl – gerade im industriellen Bereich – wegen der hohen erforderlichen Wassermengen einen besonders hohen Energieaufwand erfordert und nicht jedem Produktionsver-fahren zugutekommt.

Steigende Rohstoff- und Energiekosten, gleichbleibende Produktqualität, stetige Hygiene und Betriebssicherheit erfordern gemeinsam die Überwachung der Wasserqualität durch automatisierte Verfahren. Die vorgeschaltete Wasserenthärtungsanlage verhindert Kalk schon in den Zuleitungen, fördert den hygienischen Wasserkreislauf und reduziert dahingehende Wartungsarbeiten auf ein Gerät. Die Enthärtungsanlage entzieht dem Trinkwasser die härtebildenden Mineralien Magnesium und Kalzium per Ionenaustauschverfahren. Das erfolgt durch spezielle Salztabletten aus Natrium-chlorid. „Diese richten sich nach den Reinheitsanforderungen der DIN EN 973, der wir mit unseren AQUA-PRO-Salztabletten mit der maximalen Reinheit von 99,9 Prozent entsprechen“, ergänzt Döge. In der Anlage befindet sich ein Tauscherharz, an dem sich die aus den Salztabletten gewonnenen Natrium-Ionen anlagern. Das Wasser wird weich, sobald es über das Tauscherharz fließt.

Wichtig vor der Hinzuziehung einer vorgeschalteten Wasserenthärtungsanlage ist für den effizienten Betrieb die Kapazität, die sich an Wasserhärte und Verbrauch orientiert. Und wichtig ist auch die War-tung, ohne welche die Anlage selbst verkeimen könnte und Garantieansprüche folglich erlöschen.