Die Anlage dient zur Erzeugung von Deionat aus Trinkwasser, Oberflächenfiltrat oder Brauchwasser. Zur Nutzung von Oberflächenfiltrat oder Brauchwasser ist eine entsprechende Vorbehandlung des Wassers der Anlage vorzuschalten. Das Deionat dient als Treibwasser für die Regeneration, sowie zur Bedarfsdeckung an Zusatzwasser im Wasser-/Dampfkreislauf.
Die Vollentsalzungsanlage besteht aus zwei Straßen. 2×100% Leistung mit folgender Schaltung:
Kationenfilter – CO 2 -Rieseler – Druckerhöhungspumpen – Anionenfilter – Mischbettfilter
Zur Funktion der Anlage wird zusätzlich die Regenerierstation und eine Neutralisation benötigt.
Die erste Stufe der Entsalzung erfolgt in einem Kationenfilter, der einen starksauren Kationenaustauscher enthält. Hier werden sämtliche Kationen, wie Ca, Mg, Na und K, gegen H-Ionen des Harzes ausgetauscht.
Wenn die Aufnahmekapazität des Austauschers erreicht ist, was sich durch Anstieg der Leitfähigkeit hinter dem Anionenaustauscher bemerkbar macht, folgt die Regeneration für Kationen- und Anionenfilter, um die ganze Straße „wieder zu beleben“. Hierbei gibt der Austauscher die aus dem Wasser aufgenommenen Kationen im Austausch gegen die H-Ionen der Salzsäure wieder ab und steht nach dem Waschen der überschüssigen Salzsäure erneut betriebsbereit zur Verfügung. Die Regeneration erfolgt im Gegenstromverfahren. Hierzu wird aus dem HCl-Zumessbehälter über eine Wasserstrahlpumpe 30-33%ige Salzsäure mittels Treibwasser angesaugt und auf eine für das Harz optimale Konzentration verdünnt. Das Verdünnungswasser wird hinter dem Mischbettfilter abgenommen und mit konstantem Druck über ein Druckminderventil zur Regenerierstation gefördert.
Die verdünnte Säure wird entgegen dem Normalbetriebsstrom durch den Filter geleitet.
Nachdem die vorgegebene Säuremenge eingespeist ist, wird der Säurezulauf unterbrochen, und die überschüssige Säure wird mit VE-Wasser aus dem Filter weitestgehend ausgewaschen. Anschließend steht der Filter betriebsbereit zur Verfügung.
Dem Kationenfilter nachgeschaltet ist der CO 2 -Rieseler. Hier wird die aus der Karbonathärte des Rohwassers freigewordene Kohlensäure ausgetrieben. Dies geschieht, in dem das Wasser in einer „Filterschicht“ fein verteilt wird, um die Wasseroberfläche zu vergrößern. Gleichzeitig wird durch einen Ventilator im Gegenstrom Luft eingeblasen. Dadurch wird die Kohlensäure aus dem System entfernt. Unter dem CO 2 -Rieseler ist ein Zwischenspeicher angebracht, aus dem über eine Druckerhöhungsstation das Wasser weiter zu den Anionenaustauschern gefördert wird.
Im Anionenaustauscher folgt der Austausch der Anionen (Cl, NO 3 , SO 4 , HCO 3 und HSIO 3 ) des nun schon entbasten Wassers gegen die OH-Ionen des Austauschers. Die Regeneration des Austauschers erfolgt ebenfalls im Gegenstromverfahren. Das zur Regeneration erforderliche Volumen an Natronlauge wird, wie bereits bei dem Kationenfilter beschrieben, über eine Wasserstrahlpumpe angesaugt und verdünnt. Die verdünnte Lauge wird im Gegenstrom zur Filternormalrichtung geleitet. Nach Beendigung der Lauge-Einspeisung wird der Filter mit VE-Wasser nachgewaschen. Vor Wiederinbetriebnahme des Filters muss die Straße „eingewaschen“ werden. Hierzu wird mit der Betriebswassermenge in Betriebsrichtung solange mit Wasser gespült, bis die geforderte Reinwasserqualität (< 5µS) erreicht ist. Nach der Regeneration des Kationen- und Anionenaustauschers steht die frisch regenerierte Straße solange in Bereitschaft, bis der erlaubte Leitwert, der im Betrieb befindlichen Straße, überschritten wird. Zuerst wird die in "Reseve" stehende Straße in Betrieb genommen (nach Feinwaschen auf Leitwert) und dann wird die Regeneration der erschöpften Straße freigegeben, nötige Voraussetzungen hierfür sind:
Nach der Entsalzung über Kationen- und Anionenfilter verbleiben noch Spuren von Ionen im Wasser. Um auch diesen „Schlup“ zu entfernen, ist der Kationen- und Anionenstufe ein Mischbettfilter nachgeschaltet, in dem sowohl Kationenaustauscher in der H-Form, als auch Anionenaustauscher in der OH-Form vermischt nebeneinander liegen. Durch diese praktisch „endlose“ Hintereinanderschaltung von Kationen- und Anionenaustauschern wird eine nahezu vollständige Entsalzung erreicht.
Bei der Erschöpfung des Filters wird wie bei der Kationen-/Anionenschaltung der Leitwert erhöht sein. Dann muss der Mischbettfilter regeneriert werden. Hierzu werden die beiden Austauschertypen durch Rückspülen zunächst getrennt. Da ein deutlicher Dichteunterschied besteht, wird eine scharfe Trennung der beiden Harztypen erreicht. Das leichtere Anionenharz bildet die obere Schicht.
Nach dem Trennen der beiden Harztypen ist eine gezielte Regeneration und Spülung mit Lauge und Säure der jeweiligen Harze möglich.
Das Abwasser kann über die Trennschichtableitung abgeführt werden. Nach dem Auswaschen wird der Wasserspiegel im Filter bis kurz über das Filterbett abgesenkt und mit Luft wieder vermischt. Nach diesem Vorgang wird der Filter wieder mit Wasser gefüllt und auf einen Leitwert von < 1µS ausgewaschen. Danach kann der Filter wieder in Betrieb gehen.
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