Untersuchungen zur Reinheitsprüfung von Phosphonaten als Antiscalants im Prozess der Membranfiltration

Chromatogramm eines Phosphonat-Multistandards analysiert mittels einer IC-ESI-TOF-Kopplung

Organische Phosphonate werden oft als Antiscalants in Nanofiltrations- und RO-Anlagen eingesetzt. Zur Aufklärung der Zusammensetzung und Reinheit wurden im Projektverlauf 24 technische Produkte umfassend chemisch-analytisch charakterisiert.

Werden zur Wasserenthärtung Nanofiltrations- oder Niederdruckumkehrosmoseembranen eingesetzt, so erfolgt auf der Membranseite eine Aufkonzentrierung von Wasserinhaltsstoffen, die zu einer Überschreitung von Löslichkeitsprodukten schwer löslicher Salze führen kann. Um zu verhindern, dass Salze auf der Membranoberfläche ausfallen, werden Antiscalants zudosiert. In der Liste der Aufbereitungsstoffe und Desinfektionsverfahren gemäß § 11 TrinkwV 2001 sind aktuell 14 Substanzen als Antiscalants zugelassen, wovon neben zwei Polyphosphaten auch neun Phosphonsäuren aufgeführt sind. Auf dem Markt ist eine große Zahl an Formulierungen mehrerer Hersteller vorhanden, wobei über die genaue Zusammensetzung und zu Wirkstoffgehalten oft keine Aussagen gemacht werden. Die Einsatzmenge von Phosphonaten als Antiscalants in Membrananlagen hat sich aufgrund der zunehmenden Verbreitung der Technik und der guten Wirkeigenschaften in den letzten Jahren gesteigert. Aus Laboruntersuchungen und Praxiserfahrungen geht hervor, dass sich die verschiedenen Antiscalants unterschiedlich gut für verschiedene Anforderungen eignen (z. B. Calciumcarbonat vs. Calciumsulfat). Es ist daher wünschenswert, nähere Informationen zur Zusammensetzung und Wirkweise zu haben, um schneller das passende Produkt finden zu können.

Im Vorhaben wurde die chemisch-analytische Charakterisierung von 24 phosphonathaltigen Formulierungen durchgeführt, so dass Aussagen zur Zusammensetzung, zum Stoffgehalt und zu nicht deklarierten Zusätzen bzw. Verunreinigungen getroffen werden konnten. In den Untersuchungen hat sich gezeigt, dass oft erhebliche Anteile an organischen Phosphorverbindungen neben der Nominalverbindung vorliegen.

 

Veröffentlichungen:

Happel, O.; Armbruster, D.; Müller, U.; Brauch, H.-J.: Reinheitsprüfung phosphonathaltiger Antiscalants. DVGW energie|wasser-praxis 04/2018, 25-29 (2018)

Happel, O.; Armbruster, D.; Müller, U.: Verhalten von Phosphonaten als Antiscalants bei der Membranfiltration. Veröffentlichungen aus dem Technologiezentrum Wasser 78, ISSN 1434-5765 (2017)

 

 

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