Entsäuerungsanlagen richtig auswählen

Warum saurer pH-Wert problematisch ist

Wasser mit zu niedrigem pH-Wert kann Rohrleitungen, Armaturen, Wärmetauscher, Pumpen und andere wasserberührte Bauteile angreifen. Besonders bei metallischen Werkstoffen kann saures Wasser Korrosion begünstigen. Das betrifft Brunnenwasser ebenso wie technische Anwendungen oder entsalztes Wasser nach Membrananlagen.

Eine Entsäuerungsanlage hebt den pH-Wert an und macht das Wasser stabiler. Gleichzeitig wird durch das Lösen von Calciumcarbonat die Karbonathärte leicht erhöht. Dadurch wird das Wasser weniger aggressiv und besser für nachgeschaltete Anlagen oder Installationen nutzbar.

Funktion mit Juraperle

Die Entsäuerung erfolgt über ein Filterbett aus Juraperle. Juraperle besteht überwiegend aus Calciumcarbonat. Wenn kohlensäurehaltiges, saures Wasser durch das Filterbett strömt, löst sich ein Teil des Materials kontrolliert auf. Dabei wird freie Kohlensäure gebunden, der pH-Wert steigt und das Wasser wird mineralisiert.

Der pH-Wert stellt sich nach der Filtration typischerweise im neutralen Bereich ein. Ein starkes Alkalisieren ist bei diesem Verfahren in der Regel nicht zu erwarten, weil das Material nur in Abhängigkeit von der vorhandenen Säurekapazität gelöst wird.

Entsäuerung bei Brunnenwasser

Bei Brunnenwasser ist ein niedriger pH-Wert häufig ein wichtiges Auslegungskriterium. Saures Brunnenwasser kann Installationen belasten und gleichzeitig die Funktion nachgeschalteter Filteranlagen beeinflussen. Vor allem bei der Enteisenung und Entmanganung ist der pH-Wert entscheidend.

Eine Entsäuerungsanlage kann deshalb als erste Stufe vor einer BIRM-Filteranlage, Greensand-Filteranlage oder anderen Filteranlagen eingesetzt werden. Bei Brunnenwasser sollte immer die vollständige Wasseranalyse geprüft werden, da Eisen, Mangan, Ammonium, Trübung, Keime oder organische Belastungen die Verfahrensauswahl beeinflussen können.

Entsäuerung vor BIRM- und Greensand-Anlagen

Bei BIRM-Anlagen muss der pH-Wert für die Eisen- und Manganentfernung ausreichend hoch sein. Für die Eisenentfernung wird häufig ein pH-Wert oberhalb von etwa 6,8 benötigt, für Mangan sind meist höhere pH-Werte erforderlich. Wenn Brunnenwasser zu sauer ist, kann eine vorgeschaltete Entsäuerungsanlage die Voraussetzung für den Betrieb einer BIRM-Anlage verbessern.

Auch bei Greensand-Anlagen ist ein zu niedriger pH-Wert kritisch zu bewerten. Bei saurem Brunnenwasser sollte die Entsäuerung vor der Greensand-Anlage eingeplant werden, damit die Oxidation und Abscheidung von Eisen und Mangan zuverlässiger erfolgen kann. Da Brunnenwasserwerte schwanken können, sollte bei grenzwertigen pH-Werten mit ausreichender Reserve geplant werden.

Entsäuerung nach Umkehrosmose oder Nanofiltration

Nach einer Umkehrosmoseanlage oder Nanofiltrationsanlage kann das Permeat einen niedrigen pH-Wert und eine geringe Mineralisierung aufweisen. In solchen Fällen kann eine Entsäuerungsanlage zur pH-Wert-Anhebung und Remineralisierung eingesetzt werden.

Das ist besonders relevant, wenn das Permeat anschließend als Trinkwasser, Prozesswasser oder Speisewasser mit definierter Wasserstabilität genutzt werden soll. Die Entsäuerungsanlage erhöht den pH-Wert und bringt Calciumcarbonat in Lösung. Dadurch wird das Wasser weniger aggressiv und besser für Leitungen, Armaturen und nachgeschaltete Anwendungen geeignet.

Rückspülung und Wartung

Entsäuerungsanlagen müssen regelmäßig rückgespült werden. Die Rückspülung lockert das Filterbett auf und trägt eingetragene Partikel aus. Ohne Rückspülung kann das Filterbett verdichten, der Differenzdruck ansteigen und die Anlagenleistung abnehmen.

Die Rückspülung erfolgt über ein zeitgesteuertes Zentralsteuerventil vollautomatisch. Die erforderliche Rückspülleistung hängt vom Behälterdurchmesser und vom Filtermaterial ab. Eine längere Rückspülung mit deutlich zu geringer Wassermenge ist keine gleichwertige Alternative, weil das Filterbett dann nicht ausreichend aufgelockert wird.

Materialverbrauch und Nachfüllung

Juraperle löst sich während des Betriebs langsam auf. Der Materialverbrauch hängt von Rohwasserqualität, freier Kohlensäure, pH-Wert, Durchfluss und Wassermenge ab. Auf der Seite wird als Orientierung genannt, dass etwa 100 mg/l Juraperle zur Neutralisation von ca. 40 mg/l CO₂ verbraucht werden können.

Der Füllstand sollte regelmäßig kontrolliert werden. Sinnvoll ist es, bei der Inbetriebnahme den Abstand von der Oberkante der Füllung bis zum oberen Rand des Drucktanks zu messen und zu dokumentieren. So lässt sich später einfach prüfen, wie viel Material verbraucht wurde. Die Nachfüllung ist vergleichsweise einfach: Der Kopf wird abgeschraubt und das Material wird ergänzt.

Sehr niedrige pH-Werte und Materialwahl

Bei sehr niedrigen pH-Werten kann eine Standardfüllung mit Calciumcarbonat nicht immer die beste Lösung sein. Wenn der pH-Wert deutlich unter 5 liegt, kann ein reaktionsfreudigeres Material wie Semidol sinnvoll sein. Außerdem sollte bei sehr niedrigen pH-Werten eher eine größere Anlage gewählt werden.

Der Grund ist die Kontaktzeit. Je größer der Filterbehälter und je niedriger die Fließgeschwindigkeit, desto länger kann das Wasser mit dem Entsäuerungsmaterial reagieren. Dadurch lässt sich der pH-Wert stabiler anheben. Bei sehr saurem Wasser reicht eine knapp dimensionierte Anlage oft nicht aus.

Abgrenzung zur Neutralisationsanlage

Entsäuerungsanlagen zur Wasseraufbereitung arbeiten mit mineralischem Filtermaterial und dienen der pH-Wert-Anhebung von Wasser. Sie sind nicht mit einer geregelten Abwasser-Neutralisationsanlage gleichzusetzen.

Bei sauren oder alkalischen Abwässern, wechselnden pH-Werten, Dosierung von Säure oder Lauge und behördlicher pH-Dokumentation sind Neutralisationsanlagen die passendere Lösung. Eine Entsäuerungsanlage ist dagegen vor allem für Brunnenwasser, Trinkwasser, Prozesswasser oder Permeat aus Membrananlagen geeignet.

Angaben für die Auslegung

Für eine belastbare Auswahl einer Entsäuerungsanlage sind folgende Angaben wichtig:

• pH-Wert des Rohwassers
• freie Kohlensäure bzw. CO₂-Wert, sofern vorhanden
• Gesamthärte und Karbonathärte
• gewünschter pH-Wert nach der Aufbereitung
• Nutzung als Trinkwasser, Brauchwasser, Prozesswasser oder Permeat-Nachbehandlung
• gewünschter maximaler Durchfluss
• Tagesmenge und Verbrauchsspitzen
• vorhandene Pumpe bzw. verfügbare Rückspülleistung
• vorhandener Abwasseranschluss für die Rückspülung
• Eisen, Mangan, Ammonium, Trübung und weitere Wasserwerte
• geplante nachgeschaltete Anlagen wie BIRM, Greensand, Umkehrosmose oder Nanofiltration
• Platzverhältnisse am Aufstellort

Die Anlagengröße wird nicht nur nach der Tagesmenge bestimmt. Entscheidend ist auch der maximale gleichzeitige Durchfluss, weil das Wasser ausreichend Kontaktzeit mit dem Entsäuerungsmaterial benötigt.
 

Häufige Fragen zu Entsäuerungsanlagen

Was macht eine Entsäuerungsanlage?

Eine Entsäuerungsanlage hebt den pH-Wert von saurem Wasser an. Gleichzeitig wird das Wasser durch Calciumcarbonat leicht aufgehärtet und mineralisiert. Dadurch wird das Wasser stabiler und weniger korrosiv.

Wann brauche ich eine Entsäuerungsanlage?

Eine Entsäuerungsanlage wird benötigt, wenn der pH-Wert des Wassers zu niedrig ist. Das ist häufig bei Brunnenwasser, Permeat aus Umkehrosmoseanlagen oder bestimmten Prozesswasseranwendungen der Fall.

Welcher pH-Wert ist bei Trinkwasser wichtig?

Bei Trinkwasser sollte der pH-Wert im zulässigen Bereich liegen. Wenn Brunnenwasser einen zu niedrigen pH-Wert aufweist, kann eine Entsäuerungsanlage den pH-Wert ohne Dosierchemikalien anheben. Die vollständige Wasseranalyse sollte dabei immer berücksichtigt werden.

Wie funktioniert Juraperle?

Juraperle besteht überwiegend aus Calciumcarbonat. Saures, kohlensäurehaltiges Wasser löst einen Teil des Materials an. Dadurch wird Kohlensäure gebunden, der pH-Wert steigt und das Wasser wird leicht mineralisiert.

Wie viel Juraperle wird verbraucht?

Der Verbrauch hängt vor allem von freier Kohlensäure, pH-Wert und Wassermenge ab. Als grobe Orientierung können ca. 100 mg/l Juraperle zur Neutralisation von etwa 40 mg/l CO₂ angesetzt werden. In der Praxis sollte der pH-Wert am Ausgang kontrolliert und der Füllstand regelmäßig geprüft werden.

Muss eine Entsäuerungsanlage rückgespült werden?

Ja. Die Rückspülung ist erforderlich, um das Filterbett aufzulockern und eingetragene Partikel auszutragen. Ohne Rückspülung kann das Filterbett verdichten und der Differenzdruck ansteigen.

Reicht ein einfacher Druckbehälter ohne Rückspülung?

In der Regel nicht. Das Entsäuerungsmaterial muss regelmäßig aufgelockert werden. Außerdem können sich Sedimente aus dem Brunnenwasser im Filterbett absetzen. Ein Zentralsteuerventil mit Rückspülfunktion ist deshalb deutlich sinnvoller und betriebssicherer.

Wie wird die passende Anlagengröße bestimmt?

Die Anlagengröße richtet sich nicht nur nach dem Tagesverbrauch, sondern vor allem nach dem maximalen Durchfluss. Das Wasser benötigt ausreichend Kontaktzeit mit dem Entsäuerungsmaterial. Als einfache Abschätzung können je nach Anwendung mehrere gleichzeitig geöffnete Entnahmestellen berücksichtigt werden.

Warum sollte bei sehr niedrigem pH-Wert eine größere Anlage gewählt werden?

Bei sehr niedrigem pH-Wert ist mehr Kontaktzeit erforderlich. Eine größere Anlage enthält mehr Filtermaterial und hat eine niedrigere Fließgeschwindigkeit. Dadurch kann das Wasser länger mit dem Entsäuerungsmaterial reagieren.

Wann ist Semidol statt Juraperle sinnvoll?

Bei sehr niedrigen pH-Werten, zum Beispiel unter etwa pH 5, kann Semidol sinnvoll sein, weil es reaktionsfreudiger ist. Welche Füllung besser passt, hängt von Wasseranalyse, pH-Wert, freier Kohlensäure und gewünschtem Zielwert ab.

Kann eine Entsäuerungsanlage vor einer BIRM-Anlage eingesetzt werden?

Ja. Eine Entsäuerungsanlage kann vor einer BIRM-Anlage eingesetzt werden, wenn der pH-Wert für die Eisen- und Manganentfernung zu niedrig ist. BIRM benötigt passende pH-Werte und ausreichend Sauerstoff im Wasser.

Kann eine Entsäuerungsanlage vor einer Greensand-Anlage eingesetzt werden?

Ja. Bei niedrigem pH-Wert sollte vor einer Greensand-Anlage eine Entsäuerung geprüft bzw. eingeplant werden. Ein zu niedriger pH-Wert kann die Eisen- und Manganentfernung beeinträchtigen.

Kann eine Entsäuerungsanlage nach einer Umkehrosmoseanlage eingesetzt werden?

Ja. Nach einer Umkehrosmoseanlage kann das Permeat einen niedrigen pH-Wert und geringe Mineralisierung aufweisen. Eine Entsäuerungsanlage kann den pH-Wert anheben und das Wasser remineralisieren.

Was ist der Unterschied zwischen Entsäuerungsanlage und Neutralisationsanlage?

Eine Entsäuerungsanlage hebt den pH-Wert von Wasser über mineralisches Filtermaterial an. Eine Neutralisationsanlage dosiert Säure oder Lauge und wird häufig bei Abwasser mit schwankenden pH-Werten eingesetzt. Für Abwasseranwendungen mit Dokumentationspflicht ist meist eine Neutralisationsanlage erforderlich.

Benötigt eine Entsäuerungsanlage einen Abwasseranschluss?

Ja. Für die Rückspülung muss Spülwasser abgeführt werden. Deshalb ist ein geeigneter Abwasseranschluss erforderlich.