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Kieselsäure-Erkennung in der VE-Straße mit Mi-Vision – Aber ohne Silikometer!

In diesem Kapitel werden Sie etwas sehen, mit dem wir nie gerechnet hätten: Die Messung von Kieselsäure ohne ein Silikometer!

Bereits in den ersten Evaluierungsprojekten zeigte sich, dass Mi‑Vision in der Lage ist, mit hoher Empfindlichkeit den durchbrechenden Anteil schwacher Säuren durch den Anionenaustauscher (AN) der VE-Straße zu erkennen. Die ersten Kandidaten hierfür sind natürlich organische Säuren (ein Bestandteil des TOC), die Kohlensäure und die Kieselsäure.

Der Durchbruch der Kohlensäure ist davon am einfachsten zu bestimmen, denn sie verändert dabei immer messbar die Leitfähigkeit (zuerst senkend, dann steigend).

Der folgende Kurvensatz zeigt, dass die Leitfähigkeit (blau) ganz rechts im Durchbruch noch überhaupt nicht reagiert (also keine Kohlensäure durchbricht), während das rote online-Silikometer-Signal bereits deutliche Ausschläge zeigt. Für viele Fachleute war es sehr überraschend, dass die grüne von Mi‑Vision berechnete Kurve der schwachen Säuren offensichtlich in der Lage ist, auch den SiO2-Durchbruch anzuzeigen, obwohl noch überhaupt kein HCO3– Durchbruch messbar ist.

SiO2-Durchbruchs-Erkennung von Mi‑Vision G1, Parallelität mit TOC-Messdaten
Überraschende Präzision der SiO2-Erkennung in Mi‑Vision G2

Am Ende der Beladung steigt die grüne Kurve sehr deutlich synchron mit dem Silikometer (rot) an und das war das eigentlich überraschende, da jeder – mit Recht – sagt, dass SiO2 keinen Leitfähigkeitsbeitrag bewirkt. Die Leitfähigkeit (blau) steigt ja auch überhaupt nicht an, aber der Kieselsäuregehalt ist doch messbar und das führt zu der grünen Kurve.

Die Skepsis der Fachleute gegenüber dieser Messung des SiO2-Durchbruchs ist durchaus berechtigt. Daher sprechen wir immer vorsichtig vom Durchbruch schwacher Säuren und auch die organischen Säuren (Bestandteil des TOC) bleiben eine mögliche Ursache für das grüne Signal. Der große Buckel bei 2000 m3 Durchsatz ist solch ein TOC-Buckel im Ablauf des AN.

Die Entwicklung wurde in Richtung der Optimierung der SiO2-Erkennung fortgesetzt und resultierte in einem überaus guten Signal-Rausch-Verhältnis der neuen SiO2-Messung der Mi‑Vision-Generation 2. Die folgende Abbildung zeigt beispielhaft eine Beladekurve unserer Forschungs-VE-Straße mit dieser G2-SiO2-Messung.

Das erreichte Signal-Rausch-Verhältnis des grünen Mi‑Vision-Signals liegt fast schon im Bereich des Silikometers und jedenfalls im brauchbaren Bereich für eine Vollentsalzungsstraße. Das tolle Ergebnis war uns eine Patentanmeldung wert, die auch bereits durch die Prüfung ist.

Dass solche Ergebnisse aber nicht nur in Forschungsanlagen erzielbar sind, zeigt das Beispiel einer sehr großen Anlage, deren Zulaufqualitäten innerhalb jedes Laufes extrem stark schwanken – eine besondere Herausforderung für den wirtschaftlichen Betrieb, aber auch für die Mi‑Vision-Technologie!