Aufbereitungsverfahren sind unerlässlich für den Schutz der europäischen Wasserqualität.

Die Gewässer Europas sind durch die Wasserrahmenrichtlinie geschützt, ein Rechtsinstrument zur Förderung einer nachhaltigen Wassernutzung. Diese Richtlinie basiert auf dem langfristigen Schutz der verfügbaren Wasserressourcen und soll den Zugang zu Wasser in der für eine nachhaltige Nutzung erforderlichen Qualität und Menge gewährleisten. Doch warum ist trotz dieses starken Engagements für den Schutz der Wasserqualität die Verwendung von Wasserenthärtern und Kalkfiltern, die auf Salzen basieren, immer noch so weit verbreitet?

Gibt es alternative Lösungen?

In Europa werden jährlich rund 300.000 Tonnen Salz zur Enthärtung von hartem Wasser verwendet; allein in Großbritannien beispielsweise 22.000 Tonnen. Hinzu kommt die Million Kubikmeter Wasser, die täglich im Prozess verbraucht, aber nicht genutzt werden. Trotzdem sind salzbasierte Verfahren wie Wasserenthärter und Kalkfilter nach wie vor Standard bei der Wasserenthärtung, obwohl in den letzten Jahren alternative Technologien entwickelt wurden, um die zahlreichen Probleme der Kalkablagerung zu lösen.

Kalkablagerungen bestehen aus Kalzium, Magnesium und Bikarbonat und sind, sobald sie sich gebildet haben, sehr schwer zu entfernen. Sie beeinträchtigen den Wasserdurchfluss in Rohrleitungen und lagern sich an Wärmetauschern und beweglichen Teilen wie Ventilen ab. Ein salzbasierter Wasserenthärter arbeitet nach dem Prinzip des Ionenaustauschs: Kalzium- und Magnesiumionen werden durch Natriumionen ersetzt. Die Kalzium- und Magnesiumionen binden sich an Polymerkügelchen, die im Enthärter gespeichert sind. Dadurch tauschen die Ionen ihre Plätze. Je härter das Wasser, desto mehr Natrium wird ausgetauscht.

Obwohl dies lange Zeit die dominierende Technologie zur Reduzierung von Kalkablagerungen und zur Behandlung von hartem Wasser war, hat sie erhebliche Auswirkungen auf die Trinkwasserqualität, da in vielen Proben hohe Natriumwerte und das Vorhandensein von Metallen wie Blei und Kupfer festgestellt werden – Probleme, die zunehmend unter die Lupe genommen werden und die Branche dazu treiben, alternative Technologien zu entwickeln.

Erst seit Kurzem werden fundierte wissenschaftliche Studien durchgeführt, um die Wirksamkeit alternativer Methoden zur Behandlung von hartem Wasser zu bewerten, und der Mangel an statistischer Datenbasis hat den Fortschritt zweifellos gebremst. Die WateReuse Foundation hat jedoch eine wissenschaftliche Bewertung alternativer Verfahren durchgeführt und lang erwartete Ergebnisse vorgelegt.

Eine der alternativen Methoden in der Studie war die Template-unterstützte Kristallisation (TAC) in Form des Next ScaleStop-Systems. Dieses System bildet mikroskopisch kleine Kristalle im Wasser, die die Verbindung von Calcium-, Magnesium- und Bicarbonat-Ionen verhindern. Dadurch wird Kalkablagerungen vermieden und die Notwendigkeit einer salzbasierten Enthärtung entfällt.

In allen Testeinrichtungen – durchgeführt nach der deutschen Norm DVGW W512 (Überprüfung von Wasseraufbereitungsanlagen auf Kalkreduzierung) – reduzierte ScaleStop die Kalkbildung um mindestens 88 % und oft deutlich mehr und übertraf damit andere alternative Systeme bei Weitem.

Im Vergleich zu anderen Systemen wird der Unterschied noch deutlicher. So reduzierten beispielsweise elektromagnetische Systeme und elektrisch induzierte Ausfällung die Kalkbildung nur um etwa 50 %, sodass erhebliche Mengen an unbehandeltem Kalk im Wasser verblieben. Im gleichen Versuchsaufbau war die Kalkmenge im mit TAC behandelten Wasser so gering, dass sie kaum messbar war.

Da die Kosten für Installation und Betrieb von Wasseraufbereitungsanlagen für Unternehmen ein wichtiger Faktor sind, umfasste die Studie auch eine Analyse auf Basis eines zehnjährigen Lebenszyklus. Unter Berücksichtigung der Investitionskosten war das ScaleStop-System deutlich günstiger als elektrisch induzierte Fällung, Ionenaustausch und kapazitive Deionisierung. Die Amortisationszeit beträgt in der Regel weniger als ein Jahr, und die Betriebskosten sinken nach der Installation erheblich.

Das System benötigt nur minimalen Service. Lediglich alle drei Jahre muss das Filtermaterial gewechselt werden. Es ist keine Rückspülung erforderlich, die Wartung und tägliches Nachfüllen von Salz notwendig macht. Kalibrierungen oder elektrische Installationen sind nicht erforderlich.

Angesichts dieser überzeugenden Ergebnisse und der dringenden Notwendigkeit, die Wasserversorgung Europas zu verbessern und zu schützen, wird die Frage nach der Einführung der TAC-Technologie, wie sie beispielsweise bei Next ScaleStop zum Einsatz kommt, immer dringlicher.

Da Unternehmen bestrebt sind, ihre Kosten und Ausgaben für die Instandhaltung von Heizungs- und Wassersystemen zu senken, ist mit einem deutlichen Anstieg des Einsatzes der TAC-Technologie von Next Filtration zu rechnen.