Zur Wirkung von verschiedenen Antiscalants zur Vermeidung von Kieselsäure-Scaling in Umkehrosmose-Anlagen

Irreversibles Membran-Scaling durch Kieselsäure ist nach wie vor ein großes Problem beim Betrieb von Umkehrosmose-Anlagen. Antiscalants sollen hier Abhilfe schaffen, jedoch fehlen geeignete Prüfmethoden zur Auswahl und zur optimalen Dosierung eines geeigneten Antiscalants. Becherglas-Versuche zur Bestimmung der Wirksamkeit von Antiscalants reichen vor allem für den Fall von Kieselsäure-Scaling nicht aus, da u.a. Messungen mit einem konfokalem Laser-Scanning-Mikroskop belegen, dass bereits Schichten von einigen Zehntel Mikrometer eine irreversible Verblockung der Membran bewirken können. Daher wurde ein neues, Membran basiertes Testverfahren entwickelt und damit die Wirksamkeit von 13 Antiscalants für Kieselsäure bei verschiedenen pH-Werten (von 7,6 bis 9,0) und Kieselsäure-Konzentrationen (von 120 mg/L bis 275 mg/L) gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass zwei der untersuchten Antiscalants eine besonders gute Wirkung für Kieselsäure aufweisen.

Der Gehalt an gelöster Kieseläaure in natürlichen Wassern liegt im Allgemeinen zwischen 1 mg/L und etwa 40 mg/L. Es wird aber auch von Konzentrationen zwischen 30 und 120 mg/L und sogar bis zu 180 mg/L berichtet. Um bei erhöhten Kieselsäure-Konzentrationen Umkehrosmose-Anlagen (RO-Anlagen) wirtschaftlich betreiben zu können, muss entweder eine effektive Vorbehandlung des Wassers erfolgen oder ein Antiscalant eingesetzt werden. Zur Auswahl und Dosierung geeigneter Antiscalants gegen die Verblockung durch Kieselsäure fehlen zuverlässige Prüfmethoden, und auch die Wirksamkeit von Antiscalants für Calciumcarbonat und Calciumsulfat wird oft nur in einfachen Becherglas-Tests bestimmt. Diese Testmethoden sind zwar einfach anzuwenden, sie vernachlässigen jedoch die realen Betriebsbedingungen, z. B. werden dabei Wechselwirkung mit der Membran, die Konzentrationspolarisation und die gleichzeitige Membran-Verblockung durch andere Substanzen vernachlässigt.

Meist wird dabei außerdem nur die Kieselsäure-Konzentration im Rohwasser betrachtet, und andere Ionen, wie z. B. Calcium und Magnesium, sowie die Polymerisations-Kinetik der Kieselsäure nicht ausreichend berücksichtigt. Daher sind diese Testmethoden nicht zuverlässig, was zu erheblichen Problemen führen kann. Zur Vermeidung derartiger Nachteile wurde ein neues, Membran basiertes Testverfahren entwickelt. Im Folgenden werden die Methode und die durchgeführten Versuche beschrieben und die erzielten Ergebnisse dargestellt und diskutiert.

Copyright:	© Vulkan-Verlag GmbH
Quelle:	GWF 10/2012 (Oktober 2012)
Seiten:	10
Preis:	€ 10,00
Autor:	Dr. Wolfgang Hater Christian zum Kolk Prof. Dr.-Ing. Gerd Braun

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