Optimierte Wasserenthärtung durch qualitätsgesteuerte Regeneration

Der Verlauf und die Dynamik eines Enthärtungsprozesses mit Ionenaustauschern hängen von den eingesetzten Harzen, den ordnungsgemäßen Regenerationsprozessen, den Entnahmemengen sowie deren Dynamik ab. Diese Prozesse laufen in der Praxis nicht konstant ab, weshalb bei allen Enthärtungsanlagen Harzkapazitäten aufgrund der fehlenden Prozessüberwachung nicht ausgeschöpft werden. Traditionell werden die Enthärtungsanlagen mengen- oder zeitgesteuert regeneriert.

Untersuchungen dazu ergaben Kapazitätsreserven von 20 % bis 50 % zur eingesetzten Harzkapazität. Wünschenswert ist also eine ständige Überwachung des Enthärtungsprozesses. Deren Ziel ist es, den gewünschten Erschöpfungsgrad zu erkennen und die Regenerationssteuerung der Enthärtungsanlage härteabhängig zu bewerkstelligen. Mit den bekannten photometrischen Messtechniken ist dieses derzeit wirtschaftlich und wartungsarm nicht möglich.

Grenzen herkömmlicher Prozesse

In den letzten Jahrzehnten hat sich das zyklische photometrische Messverfahren als technischer Standard zur Weichwasserüberwachung herausgebildet. Dabei wird die Resthärte stichprobenartig mit einem Farbumschlag bestimmt, der ermittelte Restwasserhärtewert zum vorgegebenen Weichwassergrenzwert verglichen und bei Grenzwertüberschreitung Alarm ausgelöst. Mit größerer Messanzahl erhöhen sich der Indikatorverbrauch und die mechanische Abnutzung der Messeinrichtung, was eine Neujustierung, Reinigung und Funktionskontrolle mit erhöhtem Serviceaufwand zur Folge hat. Um dies zu umgehen, greifen Betreiber auf lange Messpausen mit geringem Indikatorverbrauch und geringer Messhäufigkeit zurück.

Unabhängig davon laufen jedoch Alterungsprozesse ab, welche zu schleichenden Problemen führen, die bei erhöhter Messhäufigkeit nicht auftreten würden. Zusätzlich muss der prozesssichere Zustand manuell überprüft werden, um eine fehlende Eigenkontrolle zu kompensieren. Damit muss ein Kompromiss zwischen Messhäufigkeit und Störanfälligkeit gefunden werden, um Betriebs- und Wartungskosten zu begrenzen. Jedoch wird verstärkt eine hohe Prozesssicherheit und Kontinuität angestrebt.

Mit der Produktlinie Softcontrol hat der Hersteller Online Fluid Sensoric (OFS) ein Mess- und Steuergerät mit potentiometrischem Messverfahren zur permanenten Überwachung des Weichwassers entwickelt. Dieses überwacht nicht nur sehr sensitiv in zyklischen Abständen die Resthärte und die Messfunktionalität, sondern besitzt auch eine intelligente Eigenüberwachung. Dadurch lassen sich die bisherigen Probleme und Hemmnisse herkömmlicher Messtechniken lösen und eine hohe Zuverlässigkeit und wirtschaftlich kontinuierliche Messfunktionalität über lange Zeiträume sicherstellen.

Das Verfahrensprinzip beruht dabei auf einer calcium-magnesium-selektiven Elektrode, die ständig die Differenz der Wasserhärte zwischen Hart- und Weichwasser bestimmt und mit einem vorgegebenen Grenzwert vergleicht. Das angewandte Differenzverfahren bietet die Möglichkeit, Sensordriften auszuschließen und die Sensorgüte zu überwachen. Damit wird die Weichwasserhärte überwacht, sodass eine hohe Prozess- und Kontrollsicherheit gegeben ist. Das sorgt nicht nur für die Grenzwertüberwachung im Weichwasser, sondern schafft auch optimale Voraussetzungen für eine qualitätsgesteuerte Regeneration von Enthärtungsanlagen. Das Verfahren verhindert eine vorzeitige Regenerationsauslösung durch Standhärte und nutzt die Weichwasserkapazität optimal aus.

Das Prinzip mit einer von den Messzyklen unabhängigen Sensorbetriebsdauer sowie fehlenden Indikatormitteln ermöglicht somit eine kontinuierliche Überwachung von Enthärtungsanlagen unter wirtschaftlich effektiven Bedingungen. So ließen sich unter unterschiedlichen Praxisbedingungen bei der Umstellung von mengen- auf qualitätsgesteuerte Betriebsweise der Enthärtungsanlage 20 % bis 50 % weniger Regenerationszyklen erreichen. So werden Spül- und Salzwasser erheblich verringert und die Weichwassermenge erhöht. Die Gerätefamilie führt so zu einer hohen Prozesssicherheit bei gleichzeitig ökologischer Betriebsweise.

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