Effiziente Methoden der Wasseraufbereitung: UV, Ionenaustausch und Enthärtung

Reinigungsmethoden und Wasseraufbereitung (Teil 2)

3. UV-Behandlung (Ultraviolette Strahlung)

Die UV-Behandlung verwendet die entsprechende Wellenlänge zur Beseitigung von Mikroorganismen und Krankheitserregern im Wasser. UV-Licht ist energiereicher als sichtbares Licht und besitzt eine kürzere Wellenlänge. Es wird eingesetzt:

• Zur Abwasserbehandlung mit biologischer Belastung.
• Zur Aufbereitung von Bewässerungswasser.
• Zur Aufbereitung von Trinkwasser.

4. Kupfer-Silber-Ionisation

Kleine Mengen von Kupfer und Silber zerstören Mikroorganismen. Dieses Verfahren wird in Kühltürmen, Kesseln usw. angewendet. Seine Vorteile sind:

• Der pH-Wert wird nicht beeinflusst.
• Einfache Installation.
• Rückgewinnung von Wasser im Falle eines Verlusts.
• Geringe Wartungskosten.

5. Wasserenthärtung

Hartes Wasser kann zu Kalkablagerungen, Verunreinigungen, einem erhöhten Verbrauch von Seifen und Waschmitteln sowie zu Geschmacksbeeinträchtigungen des Wassers führen.

Methoden der Enthärtung:

• Natriumcarbonat
• Calgon
• Ionenaustausch

6. Enthärtungsanlagen (Entkalker)

Dieses Gerät reduziert die Härte des Wassers durch einen Prozess des Ionenaustauschs. Es besteht aus einem Zeolith-Harztank und einem Salztank. Das Harz hält die Kalkpartikel zurück. Wenn das Harz mit Kalk gesättigt ist, wird es mit Wasser und Salz gewaschen, wodurch der Kalk entfernt wird.

Regeneration Automatischer Enthärter

Automatische Wasserenthärter verfügen über ein Austauschbett, das sich durch die Nutzung abnutzt und regeneriert werden muss. Dies geschieht, indem eine Lösung von Natriumchlorid durch das Austauschbett geleitet wird. Dadurch wird das Bett in seinen ursprünglichen Zustand zurückversetzt und kann seine Tätigkeit wieder aufnehmen. Dieser Prozess hat zwei Phasen: Service und Regeneration.

Industrielle Demineralisierung (Entsalzung)

1. Destillation von Wasser

Das Wasser wird verdampft und anschließend kondensiert, wodurch neues Wasser ohne gelöste Salze entsteht. Dieses Verfahren wird heutzutage in der Industrie selten verwendet, da der Verdampfungsprozess sehr viel Energie benötigt. Es ist ein teures Verfahren und entfernt nicht alle Elemente.

2. Ionenaustausch

Der Ionenaustausch ist ein weit verbreitetes Verfahren. Er dient zur Beseitigung von Salzen, jedoch nicht von organischen Verbindungen, Bakterien oder Viren.

Verschiedene Ionenaustausch-Systeme:

1. Entsalzung im Mischbett ohne Regeneration: Wird am Ausgang einer Anlage eingesetzt, um extrem reine Wasserrückstände zu entfernen. Die Harze werden bei Sättigung nicht regeneriert, sondern durch neue ersetzt.
2. Entsalzung im Mischbett mit Regeneration: Die Regeneration ist kompliziert, weshalb diese Anwendung nicht weit verbreitet ist. Für die Regeneration müssen die Harze durch das Durchleiten von Wasser getrennt werden (Upflow). Das anionische Harz befindet sich oben in der Säule und das kationische Harz unten. Die Säulen verfügen über ein Schaufenster, das die Schichtung anzeigt. Nach dem Spülen der Harze wird zuerst NaOH und dann HCl injiziert.
3. Kation-Anion-Entsalzung mit zwei Säulen (Zwei-Wege-Austausch): Die Harze befinden sich in zwei verschiedenen Säulen. Das Wasser durchläuft zuerst die Kationensäule und anschließend die Anionensäule. Die Harze werden mit Salzsäure regeneriert.

Prinzip des Anionenaustauschers

Negativ geladene Partikel binden an die positiv geladene feste Matrix und werden entfernt. Positiv geladene Partikel werden von der Matrix abgestoßen (eluiert). Die Matrix wird regeneriert, indem die zurückgehaltenen Partikel mithilfe einer Salzlösung freigesetzt werden.