Hartwasseranlage zur Produktion von definierter Wasserhärte

 
einige mögliche Ausführungen von Hartwasseranlagen

Einsatzgebiete der Anlagen
Beispiel 1: transportable Hartwasseranlage
Beispiel 2: 80°C-Anlage
Beispiel 3: Einfache Calciumdosieranlage
Beispiel 4: Umkehrosmoseanlage mit Mineraliendosieranlage



Einsatzgebiete der Anlagen

Hersteller von Warmwasserpumpen, Boilern und Sanitär-Armaturen haben in ihren Laboren das Problem, dass kein definiertes Hartwasser für die Tests zur Verfügung steht. Gefordert ist eine Anlage, die aktiv Temperatur, pH-Wert und Wasserhärte regelt, um die Prüflinge mit einer konstante Wasserzusammensetzung zu versorgen. Auch bei Forschungseinrichtungen ist oft Wasser mit einer definierten Härte gefordert um z.B. Fischen optimales Zuchtwasser anbieten zu können.

Beispiel Nr. 1: transportable Hartwasseranlage



Als Basis wurde die ausgereifte Technik des AquaCare Turbo-Kalkreaktors verwendet. Dieser Reaktor löst mittels Kohlensäure ein Spezialgranulat auf Calcitbasis auf, so dass Gesamt- und Karbonathärte ansteigen. Kontrolliert wird der Löseprozess durch ein temperaturkompensiertes Präzisionsleitfähigkeitsmess- und Regelgerät. Das angesäuerte Wasser wird durch Strippen - kontrolliert durch ein pH-Mess- und Regelgerät - eingestellt. Das Prozesswasser wird in einer Auffangwanne gesammelt und Verdunstungs- oder andere Wasserverluste kompensiert, um die Wasserparameter konstant halten zu können. Eine druckgesteuerte Hochdruckkreiselpumpe versorgt die anzuschließenden Versuchsgeräte konstant mit Wasserdruck. Das rücklaufende Wasser strömt zuerst durch einen Edelstahlwärmetauscher, anschließend durch einen Partikelfilter um letztendlich wieder in der Auffangwanne zu landen.
Alle Komponenten inkl. der Auffangwanne sind auf einem Aluminumprofilgestellt mit PP-Verstärkung montiert. Für die Mobilität wurden stabile Edelstahlrollen gewählt, die auch bei gefülltem System mit der Last fertig werden.

Gesteuert wird der gesamte Prozess von einer Klein-SPS:

  • Startphase des Turbo-Kalkreaktors
  • Steuerung des CO2-Ventils zur Ansäuerung des Wasser mit Kohlensäure
  • Trockenlaufschutz der frequenzgesteuerten Kreiselpumpe
  • Messung vom pH-Wert und Ansteuerung des Strippingprozesses
  • Messung der elektrischen Leitfähigkeit und Ansteuerung des Turbo-Kalkreaktors
  • Messung der Temperatur und Notabschaltung bei Übertemperatur
  • Infrarotmessung der CO2-Konzentration in der Raumluft und Notabschaltung bei Anreicherung in der Raumluft
  • Not-Aus-Schaltung
  • Ausgabe von Temperatur, pH-Wert und Leitfähigkeit als 4...20 mA-Signal
  • potentialfreie Sammelstörmeldung
 
Beispiel Nr. 2: 80°C-Anlage
 

Auch in diesem Beispiel ist der Turbo-Kalkreaktor das Herzstück der Anlage. Allerdings sollte die Prozesstemperatur bei maximal 80°C liegen, so dass als Materialien für den Reaktor PMMA (Acrylglas) und PVC-C verwendet werden musste. Der Vorlagebehälter aus PP sollte isoliert sein und mit diversen Anschlüssen für Pumpenprüflinge versehen werden. Die Vermischung des Vorlagewassers ist mit einem Rührwerk verwirklicht. Das gesamte System ist mit Großheizern temperierbar - Wasserverluste werden automatisch nachgefüllt.

Gesteuert wird die gesamte Anlage von einer Klein-SPS:

  • Startphase des Turbo-Kalkreaktors
  • Steuerung des CO2-Ventils zur Ansäuerung des Wasser mit Kohlensäure
  • Trockenlaufschutz der Zulaufpumpe
  • Messung vom pH-Wert und Ansteuerung des Strippingprozesses
  • Messung der elektrischen Leitfähigkeit und Ansteuerung des Turbo-Kalkreaktors
  • Regelung der Temperatur und Notabschaltung bei Übertemperatur
  • Infrarotmessung der CO2-Konzentration in der Raumluft und Notabschaltung bei Anreicherung in der Raumluft
  • Automatische Umschaltung auf eine zweite CO2-Flasche
  • Ausgabe von Temperatur, pH-Wert und Leitfähigkeit als 4...20 mA-Signal
  • potentialfreie Sammelstörmeldung

Beispiel Nr. 3: einfache Calciumdosieranlage

 

Diese einfache Calciumdosieranlage besteht aus einem Vorratsbehälter mit einer flüssigen Calciumverbindung, einer präzisen Dosierpumpe und einem Speichertank des fertigen Wassers. Wird der Minimaldruck im Speichertank unterschritten, wird der Wasserzulauf und die Dosierpumpe aktiviert, um den Speichertank wieder zu füllen. Bei Erreichen des Maximaldrucks schaltet die Anlage wieder auf Standby.


Beispiel Nr. 4: Umkehrosmoseanlage mit Mineraliendosiersystem


Um Zuchtwasser für Fische an einer Universität zu erzeugen, wurde eine Kleinumkehrosmoseanlage konzipiert, die Reinwasser in einen Drucktank produziert. Eine Dosierpumpe fördert gleichzeitig eine Mineralienlösung in das Reinwasser, um eine definierte Qualität vorzuhalten.