Regenerierungsvorbereitung von Mischbettfiltern

Das Hauptziel der Regenerierungsvorbereitung eines Mischbettfilters ist die Wiederherstellung der Adsorptionskapazität des Kationen- und Anionenaustauscherharzes. Der gesamte Prozess gleicht einer gründlichen "Reinigung" und "Wiederherstellung" des Harzes und unterteilt sich in fünf Hauptschritte: Rückwasserspülung zur Schichtung, Simultanregenerierung, Verdrängungsspülung, Mischung und Nachspülung. (Bei der Vorbereitung entfällt die Schichtung: Zuerst wird das Kationenharz bis zur Höhe des Mittelablaufs eingefüllt, dann das Anionenharz, dessen Volumen in der Regel doppelt so groß ist wie das des Kationenharzes.)

Schritt 1: Rückwasserspülung zur Schichtung
Vorgehen: Wasser wird von unten in den Mischbettfilter eingeleitet und spült die Harzschicht langsam von unten nach oben. Beginnen Sie mit einer geringen Fließgeschwindigkeit, erhöhen Sie diese nach dem Auflockern des Harzes allmählich auf etwa 10 m/h und halten Sie sie für 10-15 Minuten. Stoppen Sie dann die Wasserzufuhr und lassen Sie das Harz sich natürlich absetzen.
Zweck und Prinzip: Nutzung des Unterschieds in der Nassdichte (Kationenharz ist schwerer, Anionenharz leichter). Unter dem Einfluss des Wasserstroms setzt sich das schwerere Kationenharz am Boden ab, während das leichtere Anionenharz aufschwimmt, wodurch die Trennung für die anschließende separate Regenerierung erreicht wird.
Wichtiger Hinweis: Nach dem Absetzen sollte der Wasserstand im Behälter auf etwa 10 cm über der Harzoberfläche abgelassen werden, um Platz für die Einleitung des Regeneriermittels im nächsten Schritt zu schaffen.

Schritt 2: Simultanregenerierung
Vorgehen: Dies ist der Kern des Regenerierungsprozesses. Anionenharz-Regenerierung: Von oben wird 3-4%ige Natronlauge (NaOH) zugeführt, die von oben nach unten durch die Anionenharzschicht fließt; das Abwasser wird über den Mittelablauf abgeleitet. Kationenharz-Regenerierung: Gleichzeitig wird von unten 4-5%ige Salzsäure (HCl) zugeführt, die von unten nach oben durch die Kationenharzschicht fließt; das Abwasser wird ebenfalls über den Mittelablauf abgeleitet.
"Staudruckwasser": Um eine gegenseitige Kontamination von Säure und Lauge zu verhindern, wird bei der Regenerierung des Anionenharzes von unten eine kleine Menge Spülwasser (sogenanntes "Staudruckwasser") zugeführt, um eventuell nach unten sickernde Lauge zum Mittelablauf zurückzudrängen. Bei der Regenerierung des Kationenharzes wird Spülwasser von oben zugeführt.
Zweck und Prinzip: Verwendung konzentrierter Säure- und Laugen-Regeneriermittel, um die adsorbierten Ionen vom Harz zu verdrängen und es in seine ursprüngliche H⁺-Form (Kationenharz) bzw. OH⁻-Form (Anionenharz) zurückzuversetzen.
Wichtiger Hinweis: Die Konzentration und Fließgeschwindigkeit der Regeneriermittel müssen streng kontrolliert werden, und die ordnungsgemäße Funktion des "Staudruckwassers" ist ständig zu überwachen. Dies ist entscheidend für die Vermeidung von Kreuzkontamination und die Sicherstellung der Regenerierungswirkung.

Schritt 3: Verdrängungsspülung
Vorgehen: Nach dem Stoppen der Säure- und Laugenzufuhr wird weiterhin Wasser von oben und unten zugeführt, um Kationen- und Anionenharz zu spülen; das Abwasser wird weiterhin über den Mittelablauf abgeleitet. Spülen, bis der Säure- oder Laugengehalt des Abwassers unter 0,5 mmol/L liegt.
Zweck und Prinzip: Gründliches Ausspülen der im Harz verbliebenen Regeneriermittelreste und der verdrängten Fremdionen.
Wichtiger Hinweis: Die Spülung muss gründlich sein, da sonst verbliebene Regeneriermittel die Wasserqualität bei der Inbetriebnahme des Mischbettfilters beeinträchtigen.

Schritt 4: Mischung
Vorgehen: Zuerst wird der Wasserstand im Behälter auf 100-200 mm über der Harzoberfläche abgesenkt. Dann wird von unten saubere Druckluft mit einem Druck von 0,1-0,15 MPa eingeleitet und etwa 5 Minuten lang gerührt, um das getrennte Harz wieder gleichmäßig zu vermischen. Nach dem Stoppen der Luftzufuhr muss sofort schnell Wasser abgelassen werden, um durch den fallenden Wasserstrom das gemischte Harz rasch absinken zu lassen und ein erneutes Auftrennen aufgrund der Dichteunterschiede zu verhindern.
Zweck und Prinzip: Durch das gleichmäßige Vermischen des regenerierten Kationen- und Anionenharzes entstehen im Mischbettfilter unzählige Miniatur-Multibetten. Dies gewährleistet, dass bei der Wasseraufbereitung der Wasserstrom beide Harzarten vollständig kontaktiert und mehrfach ausgetauscht wird, um hochreines Wasser zu erhalten.
Wichtiger Hinweis: Die Druckluft muss ölfrei sein, um eine Verunreinigung des Harzes zu vermeiden. Das schnelle Ablassen nach dem Mischen ist der Schlüssel zum Erfolg dieses Schrittes.

Schritt 5: Nachspülung
Vorgehen: Wasser wird von oben in den Mischbettfilter eingeleitet und unten abgelassen. Die endgültige Reinigung der gemischten Harzschicht erfolgt mit einer Fließgeschwindigkeit von 10-20 m/h.
Zweck und Prinzip: Entfernen von eventuell beim Mischen entstandenen Harzbrüchen und kleinen Verunreinigungen sowie Verdichten der Harzschicht.
Wichtiger Hinweis: Die Nachspülung wird fortgesetzt, bis die Leitfähigkeit und der Kieselsäuregehalt des Ablaufs die vorgegebenen Werte erreichen (z. B. Leitfähigkeit unter 0,2 µS/cm). Erst dann kann der Mischbettfilter wieder für die Wasseraufbereitung eingesetzt oder in den Bereitschaftszustand versetzt werden.