Sauberes Wasser: Lösungen für die metallverarbeitende und ...
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1.4. OPTIMALE PRODUKTE UND PROZESSE Die Leistung von ionenaustauschaktiven Filtern lässt sich durch die folgenden Kriterien bewerten: 1. Dauer des Filtrationszyklus bis zur nächsten Regeneration 2. Verbrauch an Regenerierchemikalien und Spülwasser pro Volumen gereinigtes Wasser 3. Schlupf von Stoffen, welche den Filter ungehindert durchlaufen 4. Abgabe von Fremdstoffen durch das Austauschermaterial 5. Mechanische und osmotische Stabilität 6. Lebenszeit des Harzes, bis es ausgewechselt werden muss Premiumprodukte der Marke Lewatit ® sind hinsichtlich der genannten Merkmale optimiert. Der Kunde kann in diesen Kriterien stets höchste Leistungen erwarten. An dieser Stelle muss aber auch darauf hingewiesen werden, dass es bei der Leistung nicht ausschließlich auf die Qualität des Filtermaterials ankommt, sondern auch auf die Konzeptionierung der Gesamtanlage, ihrer Betriebsweise und auf konstruktive Merkmale des Filterapparates: Ein Ionenaustauscher ist meistens ein Aggregat, welches in Kombination mit anderen Behandlungsstufen, zum Beispiel einer im Vorfeld betriebenen Enteisenung oder Schwermetallfällung, arbeitet. Die Betriebsweise ist entsprechend aufeinander abzustimmen. Bei der Konstruktion von Filterapparaten kommt es vor allem auf die optimale Verteilung der Flüssigkeit über dem Harzbett an. Die vorgenannten Kriterien liegen nicht in der Verantwortung des Harzherstellers. Entsprechend ist für die Realisierung von Anlagen ein möglichst kompetenter Anlagenbauer auszuwählen. Auf Wunsch benennt LANXESS qualifizierte Anlagenbauer. Unter geeigneten Prozessbedingungen zeichnen sich Ionenaustauscher durch folgende Vorteile aus: Kleine, kompakte Anlagen, welche leicht automatisierbar sind und wenig Betreuung brauchen Robustes Filtermaterial, welches je nach Anwendung bis zu zehn Jahren Lebenszeit hat Relativ geringe Investitionskosten für das Filterbett Hohe Wettbewerbsfähigkeit gegenüber anderen Technologien Leichte Pflege und Reinigung bei Verschmutzung Im Schadensfall leicht und schnell auszuwechseln Einsatz von Selektivaustauschern ermöglicht sehr effiziente Verfahren mit der Möglichkeit der Rückgewinnung von Wertstoffen Entscheidend ist auch das richtige Wassermanagement: Wässer, welche dem Ionenaustauscher zugeleitet werden, sind zu spezifizieren. Die Zumischung von Teilströmen in den Zulauf eines Ionenaustauschers darf nicht willkürlich erfolgen. Um die Langlebigkeit der Ionenaustauscher zu gewährleisten, bedarf es der wiederkehrenden Wartung: Zum Beispiel ist das Filterbett regelmäßig im Aufstrom rückzuspülen, um Verunreinigungen und Harzbruch auszuwaschen sowie das Bett aufzulockern und zu vergleichmäßigen. Abbildung 1.11.: Enthärtungsanlage mit Ionenaustauschertechnologie. 8
2. ROHWASSERAUFBEREITUNG In der Produktion wird Wasser zu verschiedenen Zwecken eingesetzt: Speisung von Kühlwasserkreisläufen Spülen von Werkstücken Ansetzen und Verdünnen von Lösungen Dampferzeugung Betreiben sanitärer Anlagen Trinkwasserbereitstellung für das Personal Je nach Prozess, Auswahl von Apparatetypen, behandelten oder erstellten Produkten werden unterschiedliche Qualitätsanforderungen an das Wasser gestellt. Diese umfassen das folgende Spektrum: Härte (permanente, temporäre, Gesamthärte …) Gehalt an Eisen und Mangan Salzgehalt indiziert durch Leitfähigkeit oder elektrischen Widerstand Gehalt an suspendierten Stoffen (TS) Korrosivität pH-Wert gelöste Gase (zum Beispiel CO 2 , O 2 ...) gelöste organische Stoffe (TOC, DOC) Geruch und gegebenenfalls Geschmack Keimfreiheit … Und weitere Das Rohwasser kann aus den unterschiedlichsten Quellen stammen. Folgende Möglichkeiten bestehen: Städtisches Versorgungsnetz Eigener Brunnen Entnahme aus einem Oberflächengewässer Regenwasser Kondensate Schwach belastetes Abwasser einer benachbarten Produktion Je nach Rohwasserqualität und erforderlicher Qualität des für die Produktion eingesetzten Wassers sind unterschiedliche Behandlungsmethoden anzuwenden. Es können folgende Verfahren zum Einsatz kommen: Flockung/Fällung Oxidation Gasstrippung Sedimentation Sandfiltration Ionenaustausch Membranfiltration Aktivkohlefiltration Bei der Auswahl des geeigneten Verfahrens oder einer Kombination spielen überwiegend ökonomische Aspekte (Abwägung von Investitions- und Betriebskosten) eine Rolle. Es werden aber auch praktische Aspekte wie Logistik, Bedienfreundlichkeit, Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Platzbedarf berücksichtigt. Wasserbehandlung Prozesswasser Qualität A Rohwasser Prozesswasser Qualität B Produktion Prozesswasser Qualität C Abbildung 2.1.: Eine Produktion benötigt in der Regel Wasser unterschiedlicher Qualitäten, welche über getrennte Aufbereitungsstraßen produziert werden. Ionenaustauscher werden bei der Aufbereitung von Rohwasser zu qualitativ hochwertigem Produktionswasser überwiegend in drei Gebieten eingesetzt: Enthärtung Teil- oder Vollentsalzung Ultravollentsalzung Eine untergeordnete Rolle spielen: Enteisenung und Entmanganung TOC-Entfernung 9
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1.4. OPTIMALE PRODUKTE UND<br />
PROZESSE<br />
Die Leistung von ionenaustauschaktiven<br />
Filtern lässt sich durch <strong>die</strong> folgenden Kriterien<br />
bewerten:<br />
1. Dauer des Filtrationszyklus bis zur nächsten<br />
Regeneration<br />
2. Verbrauch an Regenerierchemikalien <strong>und</strong><br />
Spülwasser pro Volumen gereinigtes <strong>Wasser</strong><br />
3. Schlupf von Stoffen, welche den Filter<br />
ungehindert durchlaufen<br />
4. Abgabe von Fremdstoffen durch das<br />
Austauschermaterial<br />
5. Mechanische <strong>und</strong> osmotische Stabilität<br />
6. Lebenszeit des Harzes, bis es ausgewechselt<br />
werden muss<br />
Premiumprodukte der Marke Lewatit ® sind<br />
hinsichtlich der genannten Merkmale optimiert. Der<br />
K<strong>und</strong>e kann in <strong>die</strong>sen Kriterien stets höchste<br />
Leistungen erwarten.<br />
An <strong>die</strong>ser Stelle muss aber auch darauf<br />
hingewiesen werden, dass es bei der Leistung nicht<br />
ausschließlich auf <strong>die</strong> Qualität des Filtermaterials<br />
ankommt, sondern auch auf <strong>die</strong> Konzeptionierung<br />
der Gesamtanlage, ihrer Betriebsweise <strong>und</strong> auf<br />
konstruktive Merkmale des Filterapparates:<br />
Ein Ionenaustauscher ist meistens ein<br />
Aggregat, welches in Kombination mit anderen<br />
Behandlungsstufen, zum Beispiel einer im Vorfeld<br />
betriebenen Enteisenung oder Schwermetallfällung,<br />
arbeitet. Die Betriebsweise ist entsprechend<br />
aufeinander abzustimmen.<br />
Bei der Konstruktion von Filterapparaten<br />
kommt es vor allem auf <strong>die</strong> optimale Verteilung der<br />
Flüssigkeit über dem Harzbett an.<br />
Die vorgenannten Kriterien liegen nicht in der<br />
Verantwortung des Harzherstellers. Entsprechend ist<br />
<strong>für</strong> <strong>die</strong> Realisierung von Anlagen ein möglichst<br />
kompetenter Anlagenbauer auszuwählen.<br />
Auf Wunsch benennt LANXESS qualifizierte<br />
Anlagenbauer.<br />
Unter geeigneten Prozessbedingungen<br />
zeichnen sich Ionenaustauscher durch folgende<br />
Vorteile aus:<br />
Kleine, kompakte Anlagen, welche leicht<br />
automatisierbar sind <strong>und</strong> wenig Betreuung<br />
brauchen<br />
Robustes Filtermaterial, welches je nach<br />
Anwendung bis zu zehn Jahren Lebenszeit hat<br />
Relativ geringe Investitionskosten <strong>für</strong> das<br />
Filterbett<br />
Hohe Wettbewerbsfähigkeit gegenüber anderen<br />
Technologien<br />
Leichte Pflege <strong>und</strong> Reinigung bei Verschmutzung<br />
Im Schadensfall leicht <strong>und</strong> schnell<br />
auszuwechseln<br />
Einsatz von Selektivaustauschern ermöglicht<br />
sehr effiziente Verfahren mit der Möglichkeit der<br />
Rückgewinnung von Wertstoffen<br />
Entscheidend ist auch das richtige<br />
<strong>Wasser</strong>management: Wässer, welche dem<br />
Ionenaustauscher zugeleitet werden, sind zu<br />
spezifizieren. Die Zumischung von Teilströmen in<br />
den Zulauf eines Ionenaustauschers darf nicht<br />
willkürlich erfolgen.<br />
Um <strong>die</strong> Langlebigkeit der Ionenaustauscher<br />
zu gewährleisten, bedarf es der wiederkehrenden<br />
Wartung: Zum Beispiel ist das Filterbett regelmäßig<br />
im Aufstrom rückzuspülen, um Verunreinigungen<br />
<strong>und</strong> Harzbruch auszuwaschen sowie das Bett<br />
aufzulockern <strong>und</strong> zu vergleichmäßigen.<br />
Abbildung 1.11.: Enthärtungsanlage mit Ionenaustauschertechnologie.<br />
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