Technischer Überblick
In der thermischen und nuklearen Energieerzeugung ist Wasser das primäre Medium für den Energietransfer und die Kühlung. Die Integrität des Dampf-Wasser-Kreislaufs ist missionskritisch; selbst Spuren von Verunreinigungen können zu katastrophalen Ausfällen durch Korrosion, Ablagerungen oder Depositionen auf Turbinenschaufeln führen.
Hochreines Kesselspeisewasser
Moderne Hochdruckkessel und Durchlaufdampferzeuger (OTSG) benötigen Reinstwasser. Die Aufbereitungskette umfasst typischerweise die Ultrafiltration (UF) zur Partikelentfernung, gefolgt von einer zweistufigen Umkehrosmose (RO) und einer Feinreinigung via kontinuierlicher Elektroentionisierung (CEDI) oder Mischbett-Ionenaustausch. Das primäre Ziel ist die nahezu vollständige Entfernung von Kieselsäure (SiO2), die im Kessel verdampfen und sich als glasartige Ablagerung auf Turbinen absetzen kann, sowie von Sauerstoff (O2), der lokale Lochfraßkorrosion begünstigt.
Kühlwassermanagement
Kühlsysteme machen das größte Volumen des in Kraftwerken verbrauchten Wassers aus. Das Management der Kühlturmchemie beinhaltet das Ausbalancieren der Konzentrationszyklen (COC), um die Absalzung zu minimieren und gleichzeitig Ablagerungen durch Calciumcarbonat und Magnesiumsilikat zu verhindern. Die Kontrolle von Biofouling ist ebenso wichtig, da Biofilme einen erheblichen Wärmeübertragungswiderstand erzeugen und Legionellen beherbergen können. Fortgeschrittene Oxidation und nicht-oxidierende Biozide werden oft im Wechsel eingesetzt, um mikrobielle Populationen zu kontrollieren.
ZLD und Rauchgasentschwefelung (REA)
Kraftwerke sind zunehmend verpflichtet, eine Nullflüssigkeitsentladung (ZLD) zu implementieren, um Abwasser aus der Rauchgasentschwefelung (REA) zu behandeln. REA-Abwasser ist aufgrund hoher Konzentrationen von Chloriden, Selen, Nitraten und Quecksilber besonders anspruchsvoll. Die Behandlung umfasst oft chemische Fällung, biologische Selenentfernung und schließlich thermische Verdampfung/Kristallisation. Da Vorschriften wie die Effluent Limitation Guidelines (ELG) der EPA strenger werden, entwickelt sich die Einführung von ZLD von einer standortspezifischen Entscheidung zu einem branchenweiten Mandat für neue und nachgerüstete Anlagen.