Vitec 1141 richtig einsetzen

Härtestabilisierung für Membransysteme

Vitec 1141 wird zur Stabilisierung von Härtebildnern in Membrananlagen eingesetzt. Bei der Umkehrosmose und Nanofiltration werden gelöste Salze im Konzentrat aufkonzentriert. Dadurch kann es zur Ausfällung schwer löslicher Verbindungen und zu Ablagerungen auf der Membranoberfläche kommen.

Das Antiscalant wirkt dieser Ablagerungsbildung entgegen. Es hemmt die Kristallbildung mineralischer Stoffe und unterstützt den Austrag von Partikeln über den Retentatstrom. Dadurch können Druckanstieg, Leistungsverlust und häufige Membranreinigungen reduziert werden.

Schwerpunkt bei Härte und mineralischen Trübstoffen

Vitec 1141 ist laut Datenblatt für Membransysteme vorgesehen, bei denen durch hohe Wasserhärte und/oder Trübstoffgehalte mit anorganischen Ablagerungen zu rechnen ist. Der Einsatz ist deshalb besonders interessant, wenn nicht nur gelöste Härtebildner, sondern auch eingetragene mineralische Partikel berücksichtigt werden müssen.

Das hohe Dispergiervermögen hält mineralische Trübstoffe in Schwebe. Dadurch können diese mit dem Retentat aus dem System entfernt werden, statt sich auf der Membranoberfläche abzusetzen.

Wirkungsweise über Phosphonsäuren und Polycarbonsäuren

Die Wirkung von Vitec 1141 beruht auf einer abgestimmten Kombination aus Phosphonsäuren und Polycarbonsäuren. Die härtestabilisierenden Eigenschaften entstehen durch den Threshold-Effekt. Dabei wird die Kristallbildung schwer löslicher Salze bereits bei vergleichsweise niedriger Produktkonzentration gehemmt.

Zusätzlich unterstützt die Polycarbonsäurekomponente die Dispergierung. Ablagerungsneigende Bestandteile bleiben besser verteilt und können mit dem Konzentratstrom ausgetragen werden. Dadurch bleibt die Membranoberfläche länger belagsfrei.

Dosierung im Retentat

Die erforderliche Dosierung hängt von Ausbeute, Härte, Trübstoffgehalt, Temperatur, pH-Wert und weiteren Rohwasserwerten ab. Laut Datenblatt sollte die Produktkonzentration im Retentat zwischen 3 und 30 g/m³ liegen.

Diese Angabe ist besonders wichtig, weil die Dosierung nicht pauschal nach Anlagenleistung gewählt werden sollte. Entscheidend ist die Aufkonzentrierung im Retentat. Je höher die Ausbeute einer Membrananlage ist, desto stärker werden Härtebildner und andere Inhaltsstoffe im Konzentrat angereichert.

Dosierung als Konzentrat oder verdünnte Lösung

Vitec 1141 kann als Konzentrat oder mit Wasser in beliebiger Verdünnung eingesetzt werden. Durch Verdünnung lässt sich die Dosierlösung an die Leistung der vorhandenen Dosieranlage anpassen. Das ist besonders bei kleinen Dosiermengen oder bei Dosierpumpen mit begrenztem Einstellbereich sinnvoll.

Die Dosierung sollte an oder vor einer mischungsintensiven Stelle des Systems erfolgen. Dadurch wird das Antiscalant gleichmäßig im Feedwasser verteilt, bevor das Wasser in die Membranstufe gelangt.

Mengenabhängige Dosierung bei schwankendem Feedstrom

Bei stark schwankender Feedwassermenge sollte Vitec 1141 über eine automatische, vom Feedstrom mengenabhängig gesteuerte Dosieranlage dosiert werden. Dadurch wird die Dosiermenge an den tatsächlichen Wasserdurchsatz angepasst.

Eine feste Dosierung ohne Bezug zur Feedwassermenge kann bei wechselndem Betrieb zu Unter- oder Überdosierung führen. Bei Unterdosierung steigt das Scaling-Risiko. Bei Überdosierung erhöhen sich Chemikalienverbrauch und Betriebskosten unnötig.

Chemische und physikalische Kenndaten

Vitec 1141 ist eine klar bis trübe, farblose bis gelbliche Flüssigkeit. Der pH-Wert einer 1%igen Lösung liegt bei 2,4 ± 0,3. Die Dichte bei 20 °C beträgt 1,12 ± 0,03 g/cm³.

Das Produkt ist in jedem Verhältnis mit Wasser mischbar. Die Frostsensitivität wird mit -3 °C angegeben. Der Phosphatgehalt als PO4³- liegt bei 8,5 ± 0,3 %. Der CSB beträgt 202 ± 45 mg O2/g.

Materialverträglichkeit der Dosiertechnik

Alle produktberührten Teile der Dosiereinrichtung müssen aus säurefestem Material bestehen. Wegen des Komplexbildungsvermögens der enthaltenen Phosphonsäuren sollten Kunststoffe wie PE, PP oder PVC sowie Glas- oder Keramikwerkstoffe verwendet werden.

Das betrifft Dosierpumpe, Saugleitung, Druckleitung, Impfventil, Sauglanze, Dosierbehälter und Dichtungen. Vor der Umstellung von einem anderen Antiscalant auf Vitec 1141 sollte die vorhandene Dosiertechnik auf Medienverträglichkeit geprüft werden.

Zulassung und Einsatzbereich

Vitec 1141 ist gemäß NSF/ANSI Standard 60 zertifiziert. Das Produkt ist nicht flüchtig, nicht brennbar, P-arm und N-frei. Laut Datenblatt ist Vitec 1141 ausschließlich für den industriellen und gewerblichen Einsatz bestimmt.

Die konkrete Eignung für eine Anlage muss anhand von Rohwasseranalyse, Membrantyp, Ausbeute, Betriebsdruck, Temperatur, Vorbehandlung und Dosierkonzept bewertet werden. Eine pauschale Dosierempfehlung ohne Anlagendaten ist nicht belastbar.

Analytische Kontrolle

Der Vitec-1141-Gehalt kann über den PO4³--Gehalt unter Berücksichtigung der Rohwasserwerte ermittelt werden. Laut Datenblatt entspricht 1 g/m³ Vitec 1141 einem PO4³--Gehalt von 0,085 g/m³. Umgekehrt entspricht 1 g/m³ PO4³- einer Vitec-1141-Konzentration von 11,8 g/m³.

Da die enthaltenen Phosphonsäuren stabil sind, ist die Bestimmung des PO4³--Gehalts nur nach oxidativem Aufschluss möglich. Für die laufende Betriebspraxis ist deshalb meist die korrekte Dosierpumpeneinstellung in Kombination mit Wasseranalyse, Anlagenleistung und Betriebsdaten entscheidend.

Abgrenzung zu Vitec 1135 und anderen Vitec-Produkten

Vitec 1141 deckt wie Vitec 1135 den pH-Bereich von 7,0 bis 10,0 ab und ist ebenfalls für Härte und mineralische Trübstoffe in Membransystemen ausgelegt. Der Unterschied liegt vor allem in den Produktkenndaten und der empfohlenen Produktkonzentration im Retentat.

Während Vitec 1135 laut Datenblatt mit einer Produktkonzentration von 20 bis 200 g/m³ im Retentat geführt wird, liegt Vitec 1141 bei 3 bis 30 g/m³. Vitec 1141 ist daher nicht einfach als austauschbarer Standardersatz zu behandeln. Die Umstellung sollte immer über Rohwasseranalyse, Anlagenbetrieb und Dosierkonzept geprüft werden.

Andere Vitec-Produkte können stärker auf andere Scaling-Risiken, andere Wasserzusammensetzungen, spezielle Membrananwendungen oder abweichende Betriebsbereiche ausgerichtet sein. Deshalb sollte innerhalb der Vitec-Produktreihe immer das konkrete Rohwasser und die geplante Ausbeute betrachtet werden.

Grenzen der Anwendung

Vitec 1141 schützt vor anorganischen Ablagerungen und unterstützt die Dispergierung mineralischer Trübstoffe. Es ersetzt jedoch keine Vorfiltration, keine Enteisenung, keine Entmanganung, keine Aktivkohlefiltration und keine hygienische Vorbehandlung.

Wenn Eisen, Mangan, Öl, organische Belastung, Biofilm, hohe Trübung oder mikrobiologische Belastungen vorhanden sind, müssen diese Einflüsse separat bewertet werden. Antiscalant kann solche Belastungen nicht vollständig kompensieren und verhindert kein organisches oder biologisches Fouling.

Angaben für die Auslegung

Für die Auswahl und Dosierung von Vitec 1141 sind folgende Angaben hilfreich:

• aktuelle Rohwasseranalyse
• Härte, Carbonathärte und Leitfähigkeit
• pH-Wert und Temperatur
• Trübung und mineralische Partikelfracht
• geplante Ausbeute der Membrananlage
• Feed-, Permeat- und Retentatmenge
• Membrantyp und Membranhersteller
• Verfahren: Umkehrosmose oder Nanofiltration
• vorhandene Vorfiltration
• vorhandene Dosiertechnik
• Dosierstelle und Mischstrecke
• Betriebszeiten und schwankende Feedwassermengen
• bisherige Probleme mit Scaling, Druckanstieg oder Membranverblockung

Ohne Wasseranalyse und Anlagendaten lässt sich die Dosierung nicht seriös festlegen. Besonders bei wechselnder Feedwassermenge sollte die Dosierung über den Rohwasserstrom mengenabhängig gesteuert werden.