Erzeugung von Reinstwasser

Veranlassung

Beim Kunden war eine ca. 20 Jahre alte Reinstwasseranlage in Betrieb, in der die im Wasser gelöste Kohlensäure mit Natronlauge abgebunden wurde. Der Kundenwunsch bestand darin, die Altanlage durch eine leistungsfähigere und dem neuesten Stand der Verfahrens- und Elektrotechnik entsprechenden Anlage zu ersetzen. Die neue Anlage sollte Energie einsparen, alle Prozesse vollautomatisch regeln, über ein modernes Datenmanagement verfügen und insbesondere eine chemikalienfreie Kohlensäureentfernung durchführen.

Mehrstufige Anlage bestehend aus Umkehrosmose, Membranentgasung und Elektrodeionisation

Das Reinstwasser wird aus Trinkwasser erzeugt. Zunächst erfolgt eine Wasserenthärtung durch eine pendelweise arbeitende Doppelenthärtungsanlage nach dem Ionentauscherprinzip. Diese ist gegenüber dem Trinkwassernetz mit einem Systemtrenner mit vorgeschaltetem Rückspülfilter abgesichert. Filter, Systemtrennung und Doppelenthärtung wurden zur Verminderung der Montagezeiten vor Ort anschlussfertig auf einem gemeinsamen Edelstahlrahmen geliefert.

Die Entsalzung des Trinkwassers erfolgt in 2 Schritten. Zunächst werden ca. 98,5% aller Wasserinhaltsstoffe über eine Umkehrosmoseanlage mit hoch rückhaltenden Membranen entfernt. Das Permeat der Umkehrosmose wird zur Verminderung der CO2- Konzentration über ein Membranentgasungsmodul geleitet. In diesem Entgasungsmodul befindet sich eine für Gase durchlässige, aber wasserundurchlässige Membran. Durch den auf der Gasseite angelegten Unterdruck wird das im Wasser gelöste CO2- Gas entfernt.

Anschließend erfolgt die Restentsalzung über ein Elektrodeionisationsmodul. Hierbei werden Leitfähigkeiten von < 0,1 µS/cm erzielt. Für den Kunden ist eine Leitfähigkeit von < 0,2 µS/cm ausreichend.

Umkehrosmose, Membranentgasung und Elektrodeionisation sind ebenfalls auf einem gemeinsamen Edelstahlrahmen montiert und an einen gemeinsamen Schaltschrank mit SPS- Steuerung und Touch Panel angeschlossen. Alle Betriebsdaten, wie Durchflüsse, Drücke und Leitfähigkeiten, werden elektronisch erfasst, visualisiert und gespeichert. Die Hochdruckpumpe der Umkehrosmose wird über den Permeatdurchfluss mit einem Frequenzumformer energiesparend geregelt. Mit geregelten Motorstellventilen werden immer die optimalen Durchflüsse für Konzentrat und Rezirkulation eingehalten, ohne dass bei Druck- und/oder Temperaturschwankungen manuell „nachgeregelt“ werden muss. Durch diese Durchflussregelung wird bei optimaler Ausbeute kein Wasser verschenkt, ohne die Umkehrosmosemembranen durch zu hohe Übersättigungen oder zu geringe Überströmungen zu belasten. Die Hochdruckverrohrung wurde aus orbital verschweißtem V4A- Edelstahl und die Niederdruckverrohrung in stumpfgeschweißtem Polypropylen ausgeführt.