Klarheit beim Einsatz reaktiver Kalkmilch

Ungetrübter Genuss

Der Trinkwasser-Konsument verlangt heute aus ökologischen und ökonomischen Gründen weiches Wasser mit neutralem pH-Wert. Um diesem Wunsch zu entsprechen, wird Kalk schon seit Jahrzehnten in der Trinkwasseraufbereitung eingesetzt. Neben dem Einsatz von Weißfeinkalk und Weißkalkhydrat gibt es jedoch auch die Möglichkeit, reaktive Kalkmilch zu verwenden. Mit ihr lassen sich gewünschte Restcarbonathärten einstellen und die Trübstoffbeladung reduzieren. In einer Reihe von Versuchen ist reaktive Kalkmilch als sehr gut dosierbares Reaktionsmittel bestätigt worden.

Rühren, schütteln, mischen

Wasserwerksbetreiber versuchen, bei sparsamster Einbringung von Kalkmilch in den Entcarbonisierungsanlagen, unterschiedliche Verfahren auszutesten, die eine präzise Einstellung der gewünschten Ergebnisse gewährleisten. Neben der mechanischen Mischung steht dabei auch die Auflösungs- und Reaktionszeit der Kalkmilch auf dem Prüfstand, die wiederum abhängig von der Teilchengröße ist.

Abb. 1 Auflösungszeiten
d (µm) t (sec)
20 800
20 400
8 160
4 80
2 40
1 20

Altbekannte Verfahren ...

Entcarbonisierung des harten Wassers in Schnellreaktoren ist ein altbewährtes Verfahren der Wasserwerke. Die Fahrweise der Reaktoren erfordert dabei großes Geschick.

... neu gesehene Probleme

Bei der Kalkeinbringung sind folgende Aspekte zu berücksichtigen:

  1. eine diskontinuierliche Fahrweise der Reaktoranlagen führt zu Schwankungen des pH-Wertes und zu Trübungen
  2. eine nicht vollständige Entcarbonisierung kann zu Ablagerungen und Sedimentationen führen.

Betrübliche Indikatoren

Jede Lastschwankung führt zu einer Störung des für die Abscheidung der gebildeten CaCO3-Partikel aufgebauten Schwebebettes und damit zum verstärkten Schwebestoffaustrag.

Anders als die Lastschwankungen führt eine nicht abgeschlossene Entcarbonisierung zu größeren Problemen: Das Wasser verlässt den Reaktor in einem instabilen chemischen Zustand. Durch Weiterreaktion setzen sich CaCO3-Partikel ab.

Kalkmilch macht alles klar

Im Fall einer nicht abgeschlossenen Entcarbonisierung bietet der Einsatz reaktiver Kalkmilch Vorteile: zum einen ist die Korngröße der Ca(OH)2-Teilchen in der Milch geringer und damit das Löseverhalten besser. Zum anderen verändern sich auch die Reaktionszeiten, wie in Abb. 1 gezeigt. Das Ergebnis: Die Trübungen gehen deutlich zurück. Aber auch bei der Entsäuerung zeigen sich die Vorteile einer schnelleren Reaktionszeit.

Was zu testen und zu beweisen war!

Abb. 2 Trübung im Reaktorablauf bei verschiedenen Kalkmilcharten

Bei der Verwendung von reaktiver Kalkmilch gilt es eine abgestimmte Verfahrensweise der Lagerung, der Zuführung, der Mischung und des Anlagenaufbaus zu beachten. Welche Optimierungsschritte einzuhalten sind, verdeutlichen Testversuche an Anlagen am Niederrhein, wo Durchsatzerhöhungen und Polyelektrolyteinsparungen erzielt werden konnten.

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