Die Gesamthärte ist ein entscheidender Parameter in der Wasserchemie, der die Summe der Konzentrationen von Calcium (Ca²⁺)- und Magnesium-Ionen (Mg²⁺) in Wasser beschreibt. Diese beiden Ionen sind für die „Härte“ des Wassers verantwortlich und beeinflussen maßgeblich seine Eigenschaften, insbesondere in industriellen Prozessen wie der Wasseraufbereitung und der Abwasserbehandlung. Die Gesamthärte wird in Grad deutscher Härte (°dH) oder in Millimol pro Liter (mmol/L) angegeben.

Technische Hintergründe

Die Gesamthärte setzt sich aus zwei Hauptkomponenten zusammen:

  • Carbonathärte (auch temporäre Härte): Der Anteil der Härte, der durch Carbonate und Hydrogencarbonate (vor allem Calcium- und Magnesiumcarbonat) gebildet wird. Dieser Anteil ist „temporär“, weil er bei Erhitzen ausfällt und zu Kesselstein führt.
  • Nicht-Carbonathärte (auch permanente Härte): Der Anteil der Härte, der durch Sulfate, Chloride und Nitrate von Calcium und Magnesium im Wasser entsteht. Diese Verbindungen bleiben auch bei Erhitzen im Wasser gelöst.

Die Gesamthärte wird üblicherweise als Summe beider Komponenten ausgedrückt.

Bedeutung der Gesamthärte in der Praxis

In der industriellen Wasseraufbereitung hat die Gesamthärte erhebliche Auswirkungen auf den Betrieb von Dampfkesseln, Kühlwassersystemen und Membrananlagen wie Umkehrosmose– und Ultrafiltrationssystemen. Hohe Gesamthärte führt zur Bildung von Ablagerungen, die als Scaling oder Kesselstein bekannt sind und die Effizienz von Anlagen deutlich reduzieren können.

Dispergatoren und Härtestabilisatoren gegen anorganische Ablagerungen

Foto: Extremer Fall von Härtausfällungen an einem Heizstab

Auswirkungen auf verschiedene industrielle Prozesse:

  • Dampfkesselanlagen: In Kesselsystemen kann die Gesamthärte zur Bildung von festen Ablagerungen an den Heizflächen führen, was die Wärmeübertragung behindert. Dies erhöht den Energieverbrauch und das Risiko von Kesselschäden. Um diesen Effekt zu vermeiden, wird das Wasser durch Enthärtung behandelt, bevor es in den Kessel gelangt.

  • Kühlkreisläufe: In Kühlsystemen kann hartes Wasser zur Ablagerung von Kalk auf den Wärmetauschern führen, was die Effizienz des Wärmetransfers verringert. Hier kommen ebenfalls Enthärtungsanlagen oder Antiscalant-Chemikalien zum Einsatz, um die Bildung solcher Ablagerungen zu verhindern.

  • Membrananlagen: In Umkehrosmose– oder Ultrafiltrationsanlagen neigen die in der Gesamthärte enthaltenen Ionen dazu, sich auf der Membranoberfläche abzulagern, was zu einer Verringerung des Durchsatzes und einer erhöhten Reinigungshäufigkeit führt. Antiscalant-Produkte wie die der ALMA AQUA-Serie werden verwendet, um dieses Problem zu minimieren.

Maßnahmen zur Kontrolle der Gesamthärte

Zur Verringerung der Gesamthärte wird oft das Verfahren der Enthärtung mittels Ionenaustausch verwendet. Bei diesem Prozess werden die Calcium- und Magnesiumionen gegen Natriumionen ausgetauscht, die keine Ablagerungen verursachen. Enthärtungsanlagen wie unsere ALMA ION-Systeme arbeiten auf dieser Basis und sorgen für eine kontinuierliche Versorgung mit enthärtetem Wasser, das für empfindliche industrielle Prozesse erforderlich ist.

Zusätzlich kann der Einsatz von Antiscalant-Chemikalien in Membrananlagen helfen, das Scaling zu verhindern. Diese Chemikalien binden die Härtebildner und verhindern, dass sie sich auf den Membranen absetzen.

Unsere Lösungen: ALMA AQUA und ALMA ION

Filtertechnik von ALMAWATECH als Kies- und Sandfilter oder Aktvkohlefilter

Foto: Enthärtungsanlage ALMA ION für industrielle Anwendungen

ALMAWATECH bietet mit der ALMA ION-Serie leistungsstarke Enthärtungsanlagen, die für den zuverlässigen Betrieb in industriellen Wasseraufbereitungssystemen entwickelt wurden. Diese Anlagen entfernen die Härtebildner effektiv und schützen Ihre Systeme vor schädlichen Ablagerungen.

Unsere ALMA AQUA-Produkte beinhalten spezialisierte Antiscalants, die in Membransystemen eingesetzt werden, um die Bildung von Kalkablagerungen zu verhindern. Diese Chemikalien tragen wesentlich dazu bei, die Effizienz von Umkehrosmose- und Ultrafiltrationsanlagen zu erhalten.

Fazit

Die Gesamthärte ist ein essenzieller Parameter in der Wasserbehandlung, der vor allem in industriellen Prozessen überwacht und kontrolliert werden muss. Hohe Gesamthärte führt zu Ablagerungen, die die Effizienz von Anlagen mindern und deren Lebensdauer verkürzen. Mit den richtigen Verfahren zur Wasserenthärtung und den geeigneten Chemikalien können diese Probleme vermieden werden. Die Lösungen von ALMAWATECH bieten umfassende Ansätze zur Reduzierung der Gesamthärte und schützen damit Ihre wertvollen Anlagen.