Trinkwasseraufbereitung mit Kohlendioxid-Reduktion - Das CARIX Verfahren

In Deutschland sind die Anforderungen an das Trinkwasser sehr hoch. Das ist auch gut so, denn durch klare und einheitliche Vorgaben wird die hohe Qualität unseres Leitungswassers überall gewährleistet. Mit den Sustainable Development Goals der Vereinten Nationen, hat sich die Welt darüber hinaus Nachhaltigkeitsziele gesetzt, an denen sich auch unsere Technologien messen lassen müssen. Besonders auf dem CARIX-Verfahren ruhen die Hoffnungen für eine nachhaltigere Trinkwasseraufbereitung. Wir erklären warum.

Die Sustainable Development Goals (SDG) sind 17 konkrete Ziele hinter denen sich im Grundsatz die Verpflichtung zu verantwortungsvollem Handeln für Politik und Wirtschaft verstecken. Das spiegelt die veränderte Erwartungshaltung von öffentlichen und privaten Partnern und nicht zuletzt der Gesellschaft wieder. Wir stehen als Umweltunternehmen selbstverständlich hinter diesen Zielen und entwickeln unsere Anlagen im Einklang mit dieser Erwartungshaltung.

Eine Wasseraufbereitung muss vielen unterschiedlichen Anforderungen entsprechen: Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit werden heute nahezu vorausgesetzt. Die Erwartungen an moderne Technologien sind somit hoch. In den letzten 15 Jahren haben sich die Energiekosten annähernd vervierfacht. Auch die Direkteinleitung von Abwasser in die Flüsse wird auf Grund gesetzlicher Vorgaben immer schwieriger und damit teurer. Bei Wasserversorgern sind diese Preise ebenfalls angekommen und sorgen für einen stark erhöhten Druck auf die laufenden Kosten. Die Entscheidung auf nachhaltigere Verfahren umzusteigen, die Wasser und Energie einsparen, wird damit deutlich erleichtert. 
 

Diese Verfahren bereiten Trinkwasser auf

Zugelassen sind in Deutschland zur Entsalzung von Trinkwasser, das bedeutet zur Enthärtung und gleichzeitigen Reduzierung von Nitrat, Sulfat und Chlorid lediglich zwei Verfahren: Die Membranentsalzung (Nanofiltration, Umkehrosmose) und das CARIX® Verfahren. 

Eine Nanofiltration benötigt aber beispielsweise nicht nur Energie um mit Pumpen und Mechanik gegen den osmotischen Druck zu arbeiten. Zum Schutz der Membranen vor Belagbildung braucht es zusätzlich noch die Dosierung von Chemikalien. Abgesehen vom zusätzlichen Kostenpunkt, gelangen diese sogenannten Antiscalants aber nicht nur ins Abwasser und damit in Flüsse, sondern nach neuesten Erkenntnissen unter Umständen in Spuren in unser Trinkwasser. Aus diesem Grund hat der DVGW das Regelwerk zur Nanofiltration und Umkehrosmose derzeit auf Eis gelegt und forscht die letzten Jahre sehr intensiv in diesem Bereich.

Anders verhält es sich hingegen beim CARIX®-Verfahren. Hierbei handelt es sich um ein spezielles Ionenaustauschverfahren bei dem die Enthärtung des Trinkwassers mit besonderen Harzen gelingt. Sie halten die Härtebildner Calcium und Magnesium sowie unerwünschte Inhaltsstoffe wie Nitrat, Sulfat und Chlorid und sogar Spurenstoffe wie Uran zurück. Sind die Harze beladen, werden sie ausschließlich mit Kohlenstoffdioxid - also CO₂ - und damit chemikalienfrei regeneriert. 
 

Der Schlüssel liegt im Einsatz von CO₂

Doch damit nicht genug. Das zur Regeneration verwendete CO₂ wird aus Abgasen der chemischen Industrie gewonnen und würde somit ohne den verfahrenstechnischen Einsatz bei CARIX® direkt in die Atmosphäre gelangen. Auch bei der Beladung der Harze entsteht ein Abwasser, jedoch enthält es nur die bei der Aufbereitung aufgenommen Inhaltsstoffe, es handelt sich also um ein mit CO₂ angereichertes, trinkbares “Mineralwasser”.

Auf diese Weise verbraucht das CARIX®-Verfahren bis zu 50 Prozent weniger Energie und Wasser als die Nanofiltration oder Umkehrosmose. Damit ist das Ionenaustauschverfahren die ideale Technologie um wirtschaftlich und umweltbewusst Grundwasser aufzubereiten. Für Kommunen bedeutet das höchste Trinkwasserqualität bei geringeren Betriebskosten. Für Verbraucher bedeutet das weiches Wasser mit hervorragendem Geschmackseigenschaften und damit weniger Kalk im Brauchwasser für Geräte und Maschinen. Und mit Blick auf die Umwelt bedeutet es, dass aufgrund des geringeren Wasser- und Energieverbrauches, des chemiefreien Betriebes und des verwendeten CO₂ ein riesiger Schritt zu mehr Nachhaltigkeit gelingt. 
 

Eine etablierte Technologie zur Trinkwasseraufbereitung, die weiter boomt

Bereits über 20 Versorgungsbetriebe in Deutschland setzen auf CARIX®. Die modernste Anlage steht gegenwärtig im Wasserwerk von waldwasser im Bayerischen Wald mit 200 bis 650 Kubikmeter Trinkwasser pro Stunde und ca. 3,8 Mio Kubikmeter im Jahr handelt es sich um eine relativ große Anlage. Die Gesamthärte im Trinkwasser wird dort von 24° auf 8°dH (deutscher Härte) reduziert und zum Einsatz kommen neben CARIX auch spezielle Oxydatoren zum O₂- Eintrag, Kiesfilter zur Entmanganung und Enteisenung, Aktivkohle zur Eliminierung von Spurenstoffen und eine URANEX Anlage zur Uranentfernung. Diese Verfahrenskombination wurde bei waldwasser erstmals weltweit eingesetzt: Ausführlicher Bericht zu der Anlage.

Andere Branchen haben die Vorzüge dieser Technologie bereits erkannt. Die ersten Pilotanlagen in der deutschen Getränkeindustrie laufen bereits und verheißen großes Potential. Eine nachhaltige Zukunft hat in der Wasseraufbereitung also längst begonnen.

P.S.: CARIX steht übrigens für CArbon Dioxide Regenerated Ion EXchanger.