Enthärtungsanlagen zur Wasseraufbereitung

Enthärtungsanlagen erzeugen Weichwasser, indem sie Härtebildner wie Calcium (Ca²⁺) und Magnesium (Mg²⁺) durch Ionenaustausch reduzieren. In industriellen Anwendungen erhöht das die Prozessstabilität und reduziert Ablagerungen, z. B. in Kesselspeisewasser-Vorbehandlungen, Kühlkreisläufen sowie Prozess- und Waschwasser. Wir bauen Enthärtungsanlagen projektspezifisch in allen Leistungsbereichen.

Zweck und Einsatzbereiche in Industrie und Gewerbe

Die Enthärtung reduziert die Wasserhärte, entfernt jedoch keine gelösten Salze insgesamt. Leitfähigkeit und Salzgehalt bleiben deshalb typischerweise nahezu unverändert, da die Ionen nicht entfernt, sondern gegen Natrium (Na⁺) ausgetauscht werden.
Wenn eine Entsalzung gefordert ist (z. B. VE-Wasser/Reinstwasser), ist eine weitergehende Aufbereitungskette erforderlich (anwendungsabhängig).

Funktionsprinzip: Natrium-Kationenaustausch

Ionenaustausch (Ca²⁺/Mg²⁺ gegen Na⁺)

Das Rohwasser strömt durch einen Kationenaustauscher, der mit Ionenaustauscherharz gefüllt ist. Dabei werden Ca²⁺- und Mg²⁺-Ionen am Harz gebunden und gegen Na⁺-Ionen ausgetauscht.
Ergebnis:

• Weichwasser mit sehr niedriger Resthärte ist möglich.

• Der Natriumgehalt steigt systembedingt an.

• Die Leitfähigkeit verändert sich in der Regel nur gering.

Regeneration mit Natriumchlorid (Regeneriersalz)

Ist die Kapazität des Harzes erschöpft, wird der Austauscher mit Natriumchlorid regeneriert. Dazu wird eine Kochsalz-Sole eingesetzt, die je nach Anlagenkonzept im Solebehälter erzeugt wird. Bei der Behandlung von Stadtwasser ist die Einleitung des Regenerationsabwassers in das Kanalnetz in der Regel ohne zusätzliche Vorgaben möglich.

Anlagenbauarten

Einzelenthärtung

Eine Einzelenthärtung arbeitet mit einem Austauscherbehälter. Während der Regeneration steht in dieser Zeit kein Weichwasser aus dem Austauscher zur Verfügung. Diese Bauart ist geeignet, wenn der Prozess eine Unterbrechung zulässt oder die Versorgung anderweitig abgesichert ist.

Doppelenthärtung (Pendelanlage)

Bei der Doppelenthärtung sind zwei Austauscherbehälter vorhanden. Während ein Behälter Weichwasser liefert, kann der zweite regenerieren. Dadurch ist eine kontinuierliche Weichwasserversorgung möglich, auch bei höheren Leistungen.

Resthärte und Betrieb: Auslegung, Kapazität, Monitoring

Typischer Zielwert: < 0,05 °dH und Verschnitt auf Wunschhärte

Sehr niedrige Resthärten sind ein typischer Auslegungswert. Häufig wird < 0,05 °dH gefordert, um Härtedurchbruch und Belagsbildung zuverlässig zu vermeiden.
Falls eine höhere Resthärte gewünscht ist, kann das Weichwasser durch Verschnitt auf die benötigte Zielhärte eingestellt werden.

Kapazität (m³ × °dH) und Mengensteuerung

Die Kapazität einer Enthärtungsanlage wird häufig als m³ × °dH angegeben und ergibt sich aus Harzmenge und Rohwasserhärte. Die Weichwassermenge pro Zyklus ergibt sich aus:
Weichwassermenge (m³) = Kapazität (m³ × °dH) / Rohwasserhärte (°dH)
Für die Betriebssicherheit wird die Regeneration üblicherweise mit Reservekapazität geplant. Größere Anlagen arbeiten häufig mengenabhängig (Volumenzähler/Mengenmessung), um Umschalt- und Regenerationszeitpunkte reproduzierbar zu steuern.

Resthärtemessung per Titration und Monitoring

Die Resthärte wird mit Resthärtemessgeräten im Titrationsverfahren bestimmt. Im Betrieb erfolgt die Kontrolle in der Regel im Rahmen eines Monitorings kurz vor Ablauf der berechneten Kapazität. Bei schwankender Rohwasserhärte kann die Prüfung entsprechend häufiger durchgeführt werden.

Natrium im Weichwasser

Natriumzunahme und Bedeutung für die Rohwasseranalyse

Durch den Ionenaustausch wird Calcium und Magnesium gegen Natrium ersetzt. Dadurch steigt der Natriumwert im enthärteten Wasser.
Für die Auslegung ist Natrium (Na⁺) deshalb ein sinnvoller Bestandteil der Rohwasseranalyse, um den zu erwartenden Na⁺-Anstieg transparent zu bewerten (bei Trinkwasseranwendungen >200 mg/l) und bei Bedarf in der Prozesskette zu berücksichtigen.

Steuerungskonzepte und Automatisierung

Kompaktanlagen mit Zentralsteuerventilen

Kleinere Anlagen werden häufig als Kompaktanlagen mit Zentralsteuerventilen ausgeführt. Diese Ventile verfügen über eine integrierte Steuerung und bieten eine kompakte, montagefreundliche Lösung für Standardanwendungen.

Großanlagen mit Ventilautomatik und SPS nach Kundenanforderung

Bei höheren Leistungen werden Enthärtungsanlagen mit Ventilautomatik (Membranventile) und separater Steuerung umgesetzt. Für größere Anlagen bieten wir SPS-Lösungen mit den vom Kunden geforderten Schnittstellen, Signalen und Betriebsdaten an.

Heißwasser-Enthärtung bis 80 °C

Für Anwendungen mit erhöhten Temperaturen sind Enthärtungsanlagen bis maximal 80 °C realisierbar.

Betriebskonzepte ohne Puffertank

Ein Puffertank ist nicht zwingend erforderlich, wenn die Anlage auf den Spitzenbedarf ausgelegt wird. In vielen Fällen kann die Nachspeisung direkt über den vorhandenen Netzdruck erfolgen. Bei Tankkonzepten ist dagegen häufig eine nachgeschaltete Druckerhöhung per Pumpe erforderlich, was zusätzliche Energiekosten verursacht.

Werkstoffe und Aufstellung

Die Anlagen sind für den Innenbereich konzipiert. Soletanks können auch im Außenbereich installiert werden, ohne Frostschutz.
Werkstoffe: PVC-U PN16 und PP-H PN10.

Salzversorgung und Soletechnik

Je nach Anlagengröße erfolgt die Salzversorgung über Natriumchlorid/Regeneriersalz.
Für die Soletechnik kommen je nach Anlagenkonzept und Leistung Salzlösesilos oder Soletanks zum Einsatz. Die passende Soletechnik und Tanks liefern wir projektspezifisch mit.