Reinstwasseranlagen mit Elektrodeionisation

Reinstwasser als nächste Stufe nach der Umkehrosmose

Reinstwasseranlagen mit EDI werden eingesetzt, wenn die Wasserqualität einer reinen Umkehrosmoseanlage nicht ausreicht. Während eine Umkehrosmose bereits einen großen Teil der gelösten Salze reduziert, übernimmt die Elektrodeionisation die Feinentsalzung des Permeats. Dadurch lassen sich sehr niedrige Leitfähigkeiten erreichen, die für anspruchsvolle Prozesse erforderlich sind.

Diese Anlagen sind besonders für Anwendungen geeignet, bei denen die Wasserqualität dauerhaft stabil sein muss und ein kontinuierlicher Betrieb ohne chemische Regeneration eines Mischbetts gewünscht ist.

Seitenspezifischer Einsatzbereich

Diese Kategorie richtet sich an Anwendungen, bei denen nicht nur salzarmes Wasser, sondern Reinstwasser mit sehr niedriger Leitfähigkeit benötigt wird. Der Unterschied zu klassischen Vollentsalzungsanlagen oder VE-Anlagen mit Umkehrosmose liegt in der nachgeschalteten EDI-Stufe.

Typische Anwendungen sind:

Anlagenkonzept

Eine Reinstwasseranlage mit EDI besteht aus mehreren aufeinander abgestimmten Aufbereitungsstufen. Die genaue Kombination richtet sich nach Rohwasserqualität, gewünschter Leitfähigkeit, benötigter Leistung und Anwendung.

Warum EDI nach der Umkehrosmose eingesetzt wird

Die Elektrodeionisation wird als Polishing-Stufe nach der Umkehrosmose eingesetzt. Sie entfernt verbleibende Ionen aus dem Permeat und erzeugt dadurch eine deutlich niedrigere Leitfähigkeit als eine Umkehrosmose allein.

Im Unterschied zu klassischen Mischbettfiltern wird die EDI-Zelle während des Betriebs elektrochemisch regeneriert. Dadurch ist kein regelmäßiger Harzwechsel und keine chemische Regeneration wie bei einem Mischbettfilter erforderlich. Voraussetzung ist jedoch eine geeignete Vorwasserqualität aus der Umkehrosmose.

Rolle der CO₂-Reduzierung

Gelöstes CO₂ kann die Leitfähigkeit nach der Umkehrosmose erhöhen und die EDI-Stufe belasten. Deshalb enthalten Reinstwasseranlagen je nach Ausführung eine CO₂-Reduzierung über NaOH-Dosierung oder Membranentgasung.

Bei der NaOH-Dosierung wird der pH-Wert gezielt angehoben, damit Kohlensäure in eine besser rückhaltbare Form überführt wird. Eine Membranentgasung entfernt gelöste Gase wie CO₂ über ein Membranverfahren. Welche Lösung sinnvoll ist, hängt von Rohwasseranalyse, CO₂-Gehalt, Zielqualität, Anlagenleistung und Betriebskonzept ab.

Wasserqualität und Ausbeute

Die Reinstwasseranlagen in dieser Kategorie sind für sehr niedrige Leitfähigkeiten ausgelegt. Je nach Ausführung werden Wasserqualitäten von < 0,1 µS/cm oder < 0,07 µS/cm genannt. Die Ausbeute der Reinstwasseranlage liegt bei etwa 70 %.

Die tatsächliche Wasserqualität hängt von Rohwasseranalyse, Temperatur, CO₂-Gehalt, Umkehrosmoseleistung, EDI-Belastung und Anlageneinstellung ab. Für eine belastbare Auslegung sollte die Rohwasserqualität bekannt sein.

Abgrenzung zu Mischbettanlagen

Mischbettanlagen können ebenfalls sehr niedrige Leitfähigkeiten erzeugen. Sie arbeiten jedoch mit Ionenaustauscherharzen, deren Kapazität im Betrieb erschöpft wird. Danach muss das Harz ausgetauscht oder regeneriert werden.

EDI-Anlagen sind dagegen für eine kontinuierliche Reinstwassererzeugung ausgelegt. Sie benötigen eine geeignete Vorbehandlung, insbesondere eine stabile Umkehrosmosequalität, regenerieren ihre Zellen jedoch während des Betriebs elektrochemisch. Dadurch eignen sie sich besonders für Anwendungen mit regelmäßigem oder größerem Reinstwasserbedarf.

Abgrenzung zu VE-Anlagen mit Umkehrosmose

VE-Anlagen mit Umkehrosmose erzeugen salzarmes Wasser, erreichen aber nicht automatisch Reinstwasserqualität. Bei Stadtwasser liegen solche Anlagen typischerweise im Bereich deutlich höherer Leitfähigkeiten als eine EDI-Anlage.

Reinstwasseranlagen mit EDI sind deshalb die passendere Lösung, wenn die geforderte Wasserqualität unterhalb der typischen Umkehrosmosequalität liegt oder wenn Leitfähigkeiten im Bereich < 0,1 µS/cm gefordert werden.

Tank und Druckerhöhung

Bei schwankender Entnahme oder kurzzeitigen Verbrauchsspitzen ist ein Tank mit Druckerhöhung sinnvoll. Der Tank bevorratet Reinstwasser und entkoppelt die Erzeugung vom Verbrauch.

Eine geregelte Druckerhöhung sorgt dafür, dass die Verbraucher mit konstantem Druck versorgt werden. Für Reinstwasseranwendungen müssen Tank, Verrohrung und Armaturen zur gewünschten Wasserqualität passen, damit die erzeugte Reinheit nicht nachträglich beeinträchtigt wird.

Werkstoffe, Verrohrung und Aufstellung

Reinstwasser stellt höhere Anforderungen an Anlagenaufbau, Werkstoffe und Installation als einfach enthärtetes oder salzarmes Wasser. Verrohrung, Armaturen, Tankmaterial, Druckerhöhung und Entnahmestellen sollten zur geforderten Wasserqualität passen.

Die Anlagen sind als kompakte Systeme auf Rahmengestell aufgebaut, vollständig verrohrt und verkabelt. Dadurch wird die Installation vor Ort vereinfacht. Trotzdem müssen Rohwasseranschluss, Abwasseranschluss, Stromversorgung, Aufstellfläche, Entnahmesituation und Servicezugang vorab geprüft werden.

Auswahl der passenden Reinstwasseranlage

Die passende Reinstwasseranlage sollte nicht nur nach der Literleistung ausgewählt werden. Entscheidend sind Rohwasserqualität, gewünschte Leitfähigkeit, CO₂-Gehalt, Tagesbedarf, Verbrauchsspitzen, Betriebszeiten und die Anforderungen des nachgeschalteten Prozesses.

Hinweise zur Rohwasserqualität

Reinstwasseranlagen mit EDI benötigen eine geeignete und stabile Vorwasserqualität. Stadtwasser kann je nach Analyse gut geeignet sein, muss aber hinsichtlich Härte, Leitfähigkeit, CO₂, Temperatur und sonstiger Inhaltsstoffe geprüft werden.

Bei Brunnenwasser ist eine gesonderte Bewertung erforderlich. Eisen, Mangan, Trübstoffe, organische Belastung, schwankende Wasserwerte oder ein ungünstiger pH-Wert können Vorbehandlung, Umkehrosmose und EDI beeinträchtigen. In solchen Fällen kann eine zusätzliche Vorbehandlung mit passenden Filteranlagen, Entsäuerung oder Aktivkohle erforderlich sein.
 

Häufige Fragen zu Reinstwasseranlagen mit EDI

EDI und Reinstwasserqualität

Was unterscheidet eine EDI-Anlage von einer normalen Umkehrosmoseanlage?

Eine Umkehrosmoseanlage reduziert die Salzfracht deutlich, erreicht aber nicht automatisch Reinstwasserqualität. Eine EDI-Anlage wird nach der Umkehrosmose eingesetzt und entfernt verbleibende Ionen aus dem Permeat.

Dadurch werden deutlich niedrigere Leitfähigkeiten erreicht als mit einer Umkehrosmose allein.

Welche Wasserqualität ist mit Reinstwasseranlagen erreichbar?

Je nach Ausführung sind Wasserqualitäten von < 0,1 µS/cm oder < 0,07 µS/cm möglich. Die tatsächliche Qualität hängt von Rohwasseranalyse, Vorbehandlung, CO₂-Reduzierung, Umkehrosmoseleistung, EDI-Belastung und Betriebseinstellung ab.

Für eine sichere Auslegung sollte die geforderte Leitfähigkeit des Verbrauchers bekannt sein.

Warum reicht eine Umkehrosmose allein oft nicht aus?

Eine Umkehrosmose entfernt einen großen Teil der gelösten Salze, aber nicht alle Ionen vollständig. Außerdem kann gelöstes CO₂ die Leitfähigkeit beeinflussen.

Wenn sehr niedrige Leitfähigkeiten gefordert sind, wird eine zusätzliche Polishing-Stufe wie EDI oder Mischbetttechnik benötigt.

Ist EDI eine Alternative zu Mischbettanlagen?

Ja, EDI kann bei geeignetem Vorwasser eine kontinuierliche Alternative zu Mischbettanlagen sein. Der große Unterschied liegt darin, dass eine EDI-Zelle während des Betriebs elektrochemisch regeneriert wird.

Mischbettanlagen arbeiten mit einer begrenzten Harzkapazität. Bei Erschöpfung muss das Harz ausgetauscht oder regeneriert werden.

Anlagenaufbau und Vorbehandlung

Warum ist die Vorbehandlung so wichtig?

Die EDI-Stufe ist auf eine gute Vorwasserqualität angewiesen. Härte, CO₂, hohe Leitfähigkeit, organische Stoffe oder Partikel können Betrieb, Wasserqualität und Standzeit negativ beeinflussen.

Deshalb wird vor der EDI in der Regel eine Umkehrosmose eingesetzt. Je nach Rohwasser kommen zusätzlich Enthärtung, Antiscalant-Dosierung, NaOH-Dosierung oder Membranentgasung zum Einsatz.

Welche Rolle spielt die Umkehrosmose?

Die Umkehrosmose ist die Hauptentsalzung vor der EDI. Sie reduziert Leitfähigkeit, Salzfracht und viele gelöste Inhaltsstoffe. Dadurch wird die EDI-Zelle entlastet und kann die Feinentsalzung übernehmen.

Ohne geeignete Umkehrosmosequalität kann eine EDI-Anlage nicht zuverlässig Reinstwasser erzeugen.

Warum wird CO₂ vor der EDI reduziert?

Gelöstes CO₂ kann die Leitfähigkeit erhöhen und die EDI stärker belasten. Durch NaOH-Dosierung oder Membranentgasung kann CO₂ reduziert beziehungsweise für die Umkehrosmose besser beherrschbar gemacht werden.

Das verbessert die Betriebsbedingungen der EDI und unterstützt eine stabile Reinstwasserqualität.

Wann ist Membranentgasung sinnvoll?

Eine Membranentgasung ist sinnvoll, wenn gelöste Gase wie CO₂ gezielt entfernt werden sollen und eine chemikalienarme Lösung bevorzugt wird.

Sie kann besonders bei höheren Leistungen, strengeren Qualitätsanforderungen oder Anwendungen mit relevanter CO₂-Belastung vorteilhaft sein.

Betrieb und Auslegung

Welche Angaben werden für die Auslegung benötigt?

Für die Auslegung werden Rohwasseranalyse, Leitfähigkeit, Härte, CO₂-Gehalt, Temperatur, gewünschte Reinstwasserqualität, benötigte Leistung, Tagesbedarf, Betriebszeiten und Anwendung benötigt.

Zusätzlich sind Angaben zu Tank, Druckerhöhung, Werkstoffen, vorhandenen Anschlüssen und Überwachung wichtig.

Wann ist ein Tank mit Druckerhöhung sinnvoll?

Ein Tank mit Druckerhöhung ist sinnvoll, wenn der Verbrauch schwankt oder kurzfristig mehr Reinstwasser benötigt wird, als die Anlage direkt erzeugen kann.

Der Tank speichert das aufbereitete Wasser. Die Druckerhöhung versorgt die Verbraucher mit definiertem Druck. Bei Reinstwasser muss die Materialauswahl zur Zielqualität passen.

Welche Werte sollten regelmäßig kontrolliert werden?

Regelmäßig kontrolliert werden sollten Rohwasserleitfähigkeit, Permeatleitfähigkeit nach Umkehrosmose, Reinstwasserleitfähigkeit nach EDI, Drücke, Durchflüsse, Ausbeute, CO₂- beziehungsweise pH-bezogene Betriebswerte, Tankfüllstand und Störmeldungen.

Bei Anlagen mit Dosierung sollten zusätzlich Chemikalienvorrat und Dosierfunktion kontrolliert werden.

Welche Wartung ist sinnvoll?

Für Reinstwasseranlagen sollte mindestens eine jährliche Wartung eingeplant werden. Bei hoher Laufzeit, kritischen Prozessen oder sehr niedrigen Zielwerten können kürzere Intervalle sinnvoll sein.

Wichtig sind die Kontrolle von Vorbehandlung, Umkehrosmose, EDI, Leitfähigkeitsmessung, Druckwerten, Durchflüssen, Dichtheit, Dosierung und Steuerung.

Einsatzgrenzen und Planung

Ist Brunnenwasser für Reinstwasseranlagen geeignet?

Brunnenwasser kann nur nach Wasseranalyse bewertet werden. Eisen, Mangan, Trübstoffe, organische Belastung, schwankende Wasserwerte oder ein ungünstiger pH-Wert können die Anlage stark belasten.

Je nach Analyse sind zusätzliche Filteranlagen, Entsäuerung, Aktivkohle oder andere Vorbehandlungen erforderlich.

Kann eine Reinstwasseranlage Kesselspeisewasser erzeugen?

Ja, wenn die geforderte Wasserqualität zur Auslegung der Anlage passt. Bei Kesselspeisewasser sind Leitfähigkeit, Resthärte, Kieselsäure, CO₂ und weitere Anforderungen des Kesselherstellers zu beachten.

Für höhere Anforderungen kann EDI sinnvoll sein, insbesondere wenn sehr niedrige Leitfähigkeiten dauerhaft benötigt werden.

Kann eine Reinstwasseranlage dauerhaft betrieben werden?

Ja, Reinstwasseranlagen mit EDI sind für kontinuierlichen Betrieb ausgelegt, sofern Vorwasserqualität, Betriebspunkte und Überwachung passen.

Wichtig ist ein stabiler Anlagenbetrieb. Häufige Stillstände, ungeeignete Rohwasserqualität oder unzureichende Vorbehandlung können die Wasserqualität und Standzeit beeinträchtigen.

Was passiert, wenn die Vorbehandlung nicht richtig arbeitet?

Wenn Vorbehandlung oder Umkehrosmose nicht richtig arbeiten, wird die EDI stärker belastet. Das kann zu schlechterer Reinstwasserqualität, Störungen, verkürzter Standzeit oder erhöhtem Wartungsaufwand führen.

Bei Abweichungen sollten Leitfähigkeit vor und nach der Umkehrosmose, Reinstwasserleitfähigkeit, Drücke, Durchflüsse, Dosierung, CO₂-Reduzierung und Störmeldungen geprüft werden.