Harter Faktor für weiches Wasser

Dem Wunsch der Verbraucher nach weichem Wasser sollten Wasserwerke gerne nachkommen. Die Vorteile einer zentraler Enthärtung liegen auf der Hand: Sie ist kostengünstiger und wartungsärmer als die dezentrale. Die Entsorgung des Endproduktes muss in diese Rechnung mit einbezogen werden. Die Vorteile der Sekundärnutzung der Reaktionsprodukte mit Kalk in der Landwirtschaft können bei der Wahl des Enthärtungsverfahrens den Ausschlag geben.

Weiches Wasser wirkt wahre Wunder

Dass durch die Ausfällung von Calcium und Magnesium hartes Wasser weich wird, ist nicht nur beim Trinken, Duschen und Waschen angenehm. Die Verminderung von Kesselstein und Reinigungsmittel sind weitere Vorteile. Dazu kommt eine antikorrodierende Wirkung. Für die deutliche Reduktion von Calcium bei der reinen Enthärtung und die zusätzliche Entcarbonisierung werden heute drei Verfahren eingesetzt: Fällung, Ionenaustausch und Membranfiltration.

Die Entsorgung- bzw. Verwertung der Reststoffe können bei der Wahl des Verfahrens entscheidend sein. Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die Auswahlkriterien.

Drei Verfahren – ein Ziel: ökonomische Enthärtung

a. Fällung

Beim Fällungsverfahren unterscheidet man die Langsam- und die Schnellentcarbonisierung. Die Schnellenthärtung zeichnet sich durch einen schnellen, aber auch sehr empfindlichen Durchsatz aus. Bei Zugabe von basischen Calciumverbindungen (Kalkmilch, Kalkwasser) entstehen hier als Entsorgungsmaterial Pellets oder Hartkörner, bei der Langsamentcarbonisierung carbonathaltige Schlämme.

b. Ionenaustausch

Hier – wie bei den anderen Verfahren – ist natürlich zuerst eine exakte Analyse der Rohwassers angesagt. Z. B. muss das zu enthärtende Wasser beim Ionenaustausch- oder Membranverfahren trübstofffrei sein. Außerdem ist auf eine geringe Konzentration von Eisen, Mangan, Aluminium und Huminstoffe zu achten. Alle gelösten Stoffe können nämlich rasch zur Verbackung der Filter bzw. Austauscher führen. In der zentralen Enthärtung arbeitet man aus Sicherheitsgründen mit schwach sauren Kationenaustauschern. Die Regeneration der Austauscher geschieht mit Kohlensäure.

c. Membranverfahren

Drei Techniken dieses Verfahrens werden z. Z. angewandt: die Nanofiltration, die Umkehrosmose und die Elektrodialyse. Diese aufwendigen Verfahren werden insbesondere dann eingesetzt, wenn in der Teilstromenthärtung auch noch andere Aufbereitungsziele erreicht werden sollen. Hier ist also spezifisch zu analysieren, welche besonderen Inhaltsstoffe im Wasser enthalten sind (z.B. pharmazeutische Rückstände).

Der Projektkreis „Zentrale Enthärtung“  im DVGW-Technischen Komitee „Wasseraufbereitungsverfahren“ hat sich sehr intensiv mit den drei genannten Verfahren auseinandergesetzt.  Bei der Auswahl eins Verfahrens sind verschiedene Punkte zu beachten:

Analysieren, rechnen, Entsorgungsmöglichkeiten prüfen!

Jedes Wasserwerk wird im Einzelfall folgende Aspekte prüfen, um sich für ein Verfahren zu entscheiden: 

• Welche Inhaltsstoffe sind im Rohwasser?
• Was ist das Aufbereitungsziel (Trinkwasserzusammensetzung, korrosionschemische Eigenschaften)?
• Wie hoch sind die Aufbereitungsmenge und der -volumenstrom?
• Welche Dosierung von Aufbereitungsstoffen ist vorgesehen?
• Auf welche Weise muss eine Nachbehandlung des Wassers erfolgen?
• Wie hoch ist der Automatisierungsgrad und die Personalqualifikation?

Und eines der wichtigsten Kriterien, was die Wirtschaftlichkeit betrifft:

• Wie hoch ist der Gewinn bei der Entsorgung bzw. Zweitverwertung von Reststoffen?

Reststoffe zu Rohstoffen machen!

Sieht man sich die drei Verfahren im Überblick an, so fällt auf, dass die verschiedenen Fällungsprodukte unterschiedlich zu entsorgen sind. Die Entsäuerung, die bei Ionenaustausch– und Membranverfahren als Nachbehandlung obligatorisch ist, entfällt bei den Fällungsverfahren, die wegen ihrer einfachen, unkomplizierten und ökonomischen Durchführung mit Kalkprodukten vornehmlich zum Einsatz kommen.

Ob man die bei der Fällungsenthärtung anfallenden Calciumcarbonat-Pellets oder -Schlämme ortsnah zur Düngung in der Landwirtschaft, als Baumaterial oder in der Papierindustrie einer Zweitverwertung zuführt, sollte im Einzelfall geprüft werden. Dieser positive Posten in der Betriebsführung ist bei den anderen beiden Verfahren, deren Regenerate eigentlich nur wieder dem Abwasser zugeführt werden können, nicht vorhanden und somit ein weiterer Pluspunkt für den Einsatz von Kalkprodukten zur Enthärtung.

Fazit

Bei der Wasserenthärtung hat der Einsatz von Kalkprodukten gewichtige Vorteile, vor allem, wenn das Entsorgungsmaterial Calciumcarbonat vor Ort als Sekundärrohstoff gewinnbringend verwertet werden kann.

Literatur: Energie/Wasser-Praxis 6/2006, S. 28