Alternative Kalkschutzsysteme - Perma-Trade Wassertechnik GmbH

Alternative Kalkschutzsysteme
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mit Zertifikat im Uberblick
"Nano» hat sich in der Industrie zu einem Synonym für Innovation und Fortschritt
entwickelt. Moderne Kalkschutzsysteme arbeiten mit der Bildung von Nanokristallen,
auf Deutsch: Zwergenkristalle. Diese Kriställchen - rund zehntausendfach
kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares - werden in grosser Anzahl
benötigt, um den bei der Erwärmung ausfallenden Kalk zu binden. Dies ist das
Grundprinzip der physikalischen Härtestabilisierung. Beleuchten wir dieses alternative
Kalkschutzverfahren nun im Detail.
Ende der 90er-Jahre hatte man
sich endlich auf ein einheitliches
Prüfverfahren geeinigt, um so ge­
nannte physikalische Wasserbe­
handlungsgeräte (Dauermagnete,
Elektrospulen, Opferanoden, Hoch­
spannungssysteme usw.) auf ihre
Wirksamkeit hin zu bewerten.
Bis zu diesem Zeitpunkt legten
deren Hersteller vielfach Kristalli­
sationsbilder von Kalkrückstän­
den (vorher/nacher) oder Ergeb­
nisse aus Versuchen mit einem
Kapillarprüfstand (miniaturisierter
Röhrenversuch nach Prof. Frahne)
zum Wirkungsnachweis vor. Mit
dem Kapillarprüfstand konnte die
verzögerte Kalksteinbildung an
Rohrinnenwänden durch be­
stimmte Geräte zwar eindeutig
nachgewiesen werden, allerdings
wurden an diesem Versuchsauf­
bau die nicht praxisrelevanten
Strömungsbedingungen kritisiert.
Das neue Prüfverfahren,
sowie die zur Erlangung des
SVGW + DVGW-Leistungszei­
chens notwendige Gebrauchs-
tauglichkeitsprüfung W 510 arbei­
tet mit Elektroboilern. Die Anforde­
rung sieht vor, dass hier das vor­
geschalteteWasserbehandlungs­ gerät den Kalkausfall im Boiler um
80% vermindern muss. Das heisst,
ein alternatives Wasserbehand­
lungsgerät ist - im Sinne des Ar­
beitsblattes - erst dann ausrei­
chend wirksam, wenn sich durch
das Behandlungsgerät die Kalk­
menge im Boiler auf ein Fünftel
vermindern lässt. Diese hohe Hür­
de machte Neuentwicklungen
notwendig, eine neue Generation
von alternativen Kalkschutzgerä­
ten kam auf den Markt.
Verfahren zur Minimierung
der Steinbildung
Harte Wässer verursachen bei
Temperaturerhöhung oder auch
bei Verwirbelungen Probleme
durch Belagsbildung auf den
Werkstoffoberflächen. Dies führt
zu einem Mehrverbrauch an Ener­
gie durch die notwendige Über­
windung von thermischen und hy­
draulischen Widerständen. Zur
Minimierung der Steinbildung bie­
ten sich an:
• Stabilisierung durch Polyphos­
phatdosierung
• Enthärtung durch Ionenaus­
tausch
• Entsalzung durch Membranver­
fahren
• Alternative Kalkschutzverfahren
mit Zertifikat
Grundsätzlich gilt für alle Verfah­
ren, dass die Trinkwasserverord­
nung eingehalten werden muss.
Die älteste Methode Kalkablage-
rungen zu vermindern ist die Zu­
gabe von Polyphosphaten. Mittels
mengenproportional arbeitender
Dosierstationen wird hier dem
Trinkwasser maximal 5 mg/I Phos­
phat (als P205) zugegeben. Durch
Komplexbildung werden die Här­
tebildner stabilisiert und mit dem
Wasser ausgeschwemmt. Nach­
teilig ist - neben der gezielten Zu­
gabe von Chemikalien ins Trink­
wasser - die Bildung von Schläm­
men oberhalb von 60°C sowie
ungünstige Einflüsse auf die Flä­
chenkorrosion metallischer Werk­
stoffe.
Stehen technische
Anforderungen
oder Komfortansprüche im Vor­
dergrund, bietet sich der klassi­
sche Ionenaustausch an. Hier
werden die Härtebildner Kalzium
und Magnesium mit Hilfe von
Kunstharzen gegen Natrium aus­
getauscht, welches nur leichtlös­
liche Verbindungen bildet. Das
Wasser wird tatsächlich enthärtet,
dadurch als weich empfunden
und auf Sanitärkeramiken bleiben
weniger Rückstände. Auch kann
an Spül- und Waschmaschinen ei­
ne andere Härteeinstellung bzw.
Dosierung vorgenommen werden.
Erkauft wird dies mit Unterhalts­
kosten für das Regeneriersalz
und, im Falle von verzinkten In­
stallationen, einer oft notwendigen
Zudosierung von Deckschicht­
bildnern (Orthophosphat) zum
Schutz vor wasserseitiger Korro­
sion.
Die technisch aufwändigste An-
p1aner+1n8taIlat8ur 8-2008
lagentechnik erfordern die Mem­
branverfahren (Nanofiltration, Um­
kehrosmose) welche rein physika­
lisch das Wasser enthärten. Ähn­
lich einem Sieb, werden grössere
Ionen (inkl. Wasserhülle) wie Kalzi­
um und Magnesium zurückgehal­
ten und als Konzentrat verworfen.
Hierbei entstehen jedoch Abwas­
serverluste von 30% bis 50%.
Alle drei Methoden verändern die
Wasserzusammensetzung mehr
oder weniger deutlich, sei es
durch Zugabe von Phosphaten,
der Erhöhung des t'Jatriumgehal­
tes oder der Entfernung von zum
Teil physiologisch wertvollen Mi­
neralien.
Verminderte Steinbildung ohne
Veränderung der Wasser­
zusammensetzung?
Sollen die Mineralien Kalzium und
Magnesium im Wasser enthalten
bleiben und darf dem Wasser
nichts aktiv zudosiert werden,
muss eine andere Technologie an­
gewendet werden. Diese Techno­
logien wurden Mitte der 90er Jah­
re mit dem Ziel einer natürlichen
Härtestabilisierung entwickelt. Vo­
rausgegangen waren diverse phy­
sikalische Kalkschutztechnologien
auf der Basis der beschleunigten
Kristallkeimbildung, jedoch er­
zeugten diese Geräte bis dato
nicht die notwendige Dichte an
Kristallisationszentren, um bei
stark unterschiedlichen Wasser­
qualitäten und hohen Heizflächen­
belastungen reproduzierbar gros­
se Effekte hervorzurufen.
Zielführend für die Generierung ei­
ner hohen Dichte von Kristallisati­
onszentren im Trinkwasser war
vor allem die Entwicklung von
dreidimensionalen elektrolyti­
schen Zellen zur homogenen Kris­
tallkeimbildung. Daneben hat sich
auch die verfahrenstechnische
Umsetzung des Prinzips der Bio-