Wasseraufbereitung Chemikaliendosierung: Stufenweise Prinzipien und beste Praktiken

Dieser technische Leitfaden erklärt Dosierung von Chemikalien für die Wasseraufbereitung vom Rohwasser bis zu den Membranen und Kesseln - was jede einzelne Chemikalie bewirkt, wo sie eingespritzt werden muss, wie sie zu bemessen ist und wie man unsichere oder unwirksame Kombinationen vermeidet. Es ist für B2B-Anlagen (RO/UF/EDI, Industrie und Kommunen) geschrieben und enthält Kurztabellen, Formeln, Sicherheitshinweise und eine Einkaufscheckliste.

Dieser Leitfaden zur Chemikaliendosierung in der Wasseraufbereitung richtet sich an Ingenieure, die schnelle und zuverlässige Entscheidungen über Chemikalien und Injektionspunkte treffen müssen.

Überblick über die Dosierung von Chemikalien für die Wasseraufbereitung (Momentaufnahme)

Bühne	Typische Chemikalien	Hauptziel	Schlüsselkontrollen
Rohwasser / Zulauf	Natriumhypochlorit (NaOCl)	Desinfektion / Bewuchsbekämpfung	Freies Chlor & Kontaktzeit; Materialverträglichkeit
Gerinnung / Klärung	Anorganische Koagulanzien; kationische/anionische Polymere	Schnelle Fest-Flüssig-Trennung	pH-Wert, Mischenergie, Alterung, Einspritzpunkt
UF-Rückspülung & CIP	NaOH, HCl, NaOCl (wie von der Membran zugelassen)	Organische/anorganische Verunreinigungen entfernen; desinfizieren	Chemische Reihenfolge und Konzentration; strenge Kompatibilität
RO-Einspeisung	Antiscalant; Natriumbisulfit (SBS) zur Dechlorierung; optional NaOH für den pH-Wert	Kesselsteinkontrolle; Schutz von PA-Membranen vor Oxidationsmitteln; Verbesserung der spezifischen Entfernung	LSI/CSI, Wiederfindung, freies Cl₂ < 0,05 mg/L, Reaktionszeit & Mischen
Granulierte Aktivkohle (GAC)	-	Entfernen von Restchlor und organischen Stoffen	Rückspülung; Verhinderung von Kohlenstoff-Feinstaub stromabwärts
Kesselwasser	Amin für pH; Sauerstofffänger; Phosphat	Minimierung von Korrosion und Kesselstein in Dampfsystemen	Sauerstoffgehalt, Alkalinität, Phosphatbilanz, Leitfähigkeit

Nutzen Sie diese Übersicht über die Chemikaliendosierung in der Wasseraufbereitung, um Ziele, Dosierpunkte und Kontrollen in Ihrer Anlage aufeinander abzustimmen.

Rohwasserdesinfektion mit Natriumhypochlorit (NaOCl)

NaOCl bildet hypochlorige Säure (HOCl), ein starkes Oxidationsmittel zur Bekämpfung von Bakterien, Algen und Biofilmen im Zulauf oder Ausgleichsbehälter. Halten Sie das erforderliche freie Chlor und die Kontaktzeit ein; überprüfen Sie die nachgeschaltete Kompatibilität (GAC- oder SBS-Entchlorung vor RO).

• Nicht Säuren mit Hypochlorit mischen - dies kann Chlorgas freisetzen.
• Dosierschlitten und Lager getrennt halten; vor Hitze und Sonnenlicht schützen, um die Zersetzung zu begrenzen.
• Aufzeichnung des Restchlorgehalts und des Tankumsatzes; Planung einer sekundären Rückhaltung.

Gerinnung und Flockung

Die Koagulation neutralisiert die Ladungen der Kolloide; die Polymere verbinden die Partikel zu absetzbaren Flocken. Optimieren Sie durch Tests im Glas und kontrollieren Sie dann pH-Wert, Mischenergie (schnelles Mischen → Flockung), Polymer-Alterungszeit und den genauen Einspritzpunkt in Bezug auf Mischer und Klärbecken/Filter.

• Beginnen Sie mit einer niedrigen Polymerkonzentration (z. B. 0,1-0,3%) und erhöhen Sie diese je nach Reaktion.
• Überwachen Sie Trübung und SDI beim Verlassen von Multimedia-Filtern zum Schutz der nachgeschalteten UF/RO.

UF Reinigung & Wasseraufbereitung Chemikaliendosierung

UF-Membranen kombinieren in der Regel alkalische Reinigung für organische Stoffe/Biofilm, ein saure Stufe für anorganische Ablagerungen (z. B. CaCO₃, Fe) und - falls zulässig - ein oxidative Sanierung Schritt. Wählen Sie die Reihenfolge auf der Grundlage der Verschmutzungsdiagnose; mischen Sie niemals Hypochlorit mit Säuren. Eine wirksame Dosierung von Chemikalien zur Wasseraufbereitung auf UF-Membranen erfordert die richtige Reihenfolge und eine sichere Kompatibilität.

• Legen Sie die Rückspülintervalle anhand des Flussrückgangs und der Trends des Transmembrandrucks (TMP) fest.
• Bei der Offline-CIP isolieren, einweichen, im Kreislauf führen und dann langsam auf neutralen pH-Wert und Leitfähigkeit spülen.

RO Wasseraufbereitung Chemikaliendosierung

Die Chemikaliendosierung bei der RO-Wasseraufbereitung konzentriert sich auf die Entchlorung und die Kontrolle des Antiscalants mit geprüfter Verweilzeit.

5.1 Dechlorierung mit Natriumbisulfit (SBS)

Polyamid-RO-Membranen sind chlorempfindlich. Reduzieren Sie freies Cl₂ auf < 0,05 mg/L vor das erste Element. Für ausreichende Durchmischung (Statikmischer) und Reaktionszeit sorgen.

Schnelle Größenbestimmung: Für je 1,0 mg/L freies Chlor ist eine Dosis von ≈ 1,8-3,0 mg/L der SBS (einschließlich Sicherheitsfaktor).

Stöchiometrie: 1,47 mg/L SBS pro 1,0 mg/L Cl₂ (theoretisch).

Bewährte Verfahren: 20-30 Sekunden Verweildauer in der Leitung nach der Injektion, dann Überprüfung der Cl₂-Rückstände = nicht nachweisbar.

5.2 Antiscalant (und SHMP-Hinweise)

Verwenden Sie moderne Antiscalants, die auf Ihre Wasserchemie und die Rückgewinnung abgestimmt sind. Historisches SHMP (Natriumhexametaphosphat) kann während der Lagerung hydrolysieren und Kalziumphosphatablagerungen fördern; verwenden Sie es nur, wenn es angegeben ist, und frischen Sie die Lösungen häufig auf.

• Bestätigen Sie Skalierungsindizes (LSI/CSI), Sulfat-/Kieselsäure-Grenzwerte und Rückgewinnungsziele in der Planungssoftware.
• Bei Bedarf mit der Säuredosierung koordinieren, um das Skalierungsfenster zu erweitern.

5.3 pH-Einstellung und Sonderfälle

Die Anhebung des pH-Werts mit NaOH vor der Hoch-PH-RO (z. B. Two-Pass-RO/HERO) verbessert die Entfernung von schwachen Säuren wie CO₂, Kieselsäure und Bor. Ein höherer pH-Wert erhöht die LSI und kann zur Ausfällung von CaCO₃/Fe/Mn führen - je nach Bedarf Enthärtung/Eisenentfernung oder Vorentsäuerung verwenden.

5.4 Granulierte Aktivkohle (GAC)

GAC schützt die Umkehrosmoseanlage, indem es Restoxidationsmittel und organische Stoffe entfernt. Ausreichend rückspülen und neue Kohle spülen, um Feinstoffe und mikrobielles Wachstum zu vermeiden. Führen Sie Aufzeichnungen über Differenzdruck und Rückspüldurchfluss.

Kesselwasseraufbereitung Chemikaliendosierung

Dampfsysteme verwenden einen anderen Chemiebaukasten: Alkalisierungsmittel (Amine), um den pH-Wert anzuheben und die Korrosion durch Kohlensäure zu minimieren, Sauerstoff-Scavenger (z. B. Hydrazin oder Alternativen), um den DO zu reduzieren, und Phosphate Kontrolle des Niederschlagsregimes in der Trommel. Verfolgung von DO, Alkalinität, Phosphathaushalt, Eisen/Kupfer und Leitfähigkeit an bestimmten Probenahmestellen.

Sicherheit und chemische Verträglichkeit

• Niemals Säuren mit Hypochlorit kombinieren (Chlorgasgefahr).
• Trennen Sie Oxidationsmittel und Reduktionsmittel (NaOCl vs. SBS) durch spezielle Leitungen und Absperrventile.
• Verwenden Sie kompatible Materialien (SS304/316L, UPVC, PTFE). Sekundäre Rückhaltung und Augenspülung/Dusche in der Nähe vorsehen.
• Kennzeichnung von Tanks und Tagestanks; Einrichtung von Verriegelungen für Überfüllungs-/Niedrigstandalarme.

Lesen Sie weiter: Ressourcen der Water Environment Federation und EPA-Wasserforschung.

Planen Sie die Lagerung und Trennung der Chemikalien für die Wasseraufbereitung, um den Kontakt zwischen Oxidationsmittel und Reduktionsmittel zu verhindern.

Dosierung und Zubereitung - das Wichtigste

• Stabilität der Lösung: SBS und SHMP häufig auffrischen; verschlossen, kühl und vor direktem Licht geschützt lagern.
• Sicherungslogik: Verwenden Sie eine durchflussgesteuerte Dosierung mit manuellem Abgleich; fügen Sie Restmengenanalysatoren hinzu, wo dies sinnvoll ist (Cl₂, ORP, pH).
• Injektionsstellen: Platzierung vor Mischern mit geprüfter Verweilzeit (RO Dechlorierung ≥ 20-30 s).

Checkliste für die Überprüfung

• Rohwasser: freies Cl₂ innerhalb der Spezifikation; Kontaktzeit erreicht.
• Gerinnung: Jar-Test-Kurve dokumentiert; Trübungs-/SDI-Ziele erfüllt.
• UF: Flux/TMP-Basislinie im Trend; CIP-Sequenz validiert; abschließende Spülung auf neutral.
• RO: freies Cl₂ nicht nachweisbar; SBS-Reaktionszeit verifiziert; Antiscalant-Fenster OK; pH/Wiederfindung konsistent.
• GAC: Rückspülplan und ΔP-Protokolle vollständig.
• Kessel: DO/pH/Phosphat/Leitfähigkeit innerhalb der Grenzwerte; Korrosionsindikatoren überprüft.

Häufige Fehler und schnelle Lösungen

• RO-Membran-Oxidation: Entchlorung unzureichend → SBS erhöhen, Statikmischer und Verweilzeit prüfen, Cl₂ erneut testen.
• UF-Reinigung unwirksam: falsche Verschmutzungsdiagnose → Reihenfolge oder Konzentration der Säure/Lauge vertauschen; Einweichen verlängern.
• Kohlenstoff-Feinanteile in RO: unzureichende Spülung/Rückspülung mit neuen Medien → Rückspülung verlängern und Schmutzfänger hinzufügen.
• Kesselsteinbildung: Ungleichgewicht Phosphat/Alkalinität → Dosierung und Abschlämmung anpassen; Testkits überprüfen.

FAQs

Warum Natriumbisulfit vor RO dosieren?

Polyamid-RO-Membranen sind anfällig für Oxidationsmittel. SBS reduziert freies Chlor zum Schutz der Membran, sorgt für Mischzeit und überprüft, ob die Rückstände vor dem ersten Element nicht nachweisbar sind.

Kann SHMP als Antiscalant verwendet werden?

In älteren Systemen ist dies möglich, aber es hydrolysiert bei der Lagerung und kann Kalziumphosphatablagerungen bilden. Für eine stabile, vorhersehbare Leistung werden moderne Antiscalants bevorzugt.

Wie entscheide ich, ob ich bei der UF/RO-Reinigung zuerst die Säure oder zuerst die Lauge einsetze?

Wählen Sie nach Art der Verschmutzung: Karbonat/Metallablagerungen → Säure zuerst; organische/Bioverschmutzungen → Lauge zuerst. Beachten Sie immer die OEM-Grenzwerte der Membran.

Wann sollte der pH-Wert vor der Umkehrosmose erhöht werden?

In Zweizug- oder Hoch-PH-RO (HERO) zur besseren Entfernung von CO₂, Siliziumdioxid und Bor bei gleichzeitiger Kontrolle des Risikos der Ausfällung von Kalziumkarbonat und Eisen/Mangan.

Nächste Schritte: Erstellen Sie einen Dosierungsplan für Ihre Pflanze

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Stark Water Engineering Team - Prozessdesign, Inbetriebnahme und Fehlerbehebung