Phosphat im Prozess- und Kühlwasser – Ablagerungen vermeiden und Wasserqualität kontrollieren
Wenn die Wasserchemie industrielle Anlagen belastet
In industriellen Prozess- und Kühlwassersystemen beeinflusst die Wasserqualität unmittelbar die Betriebssicherheit, Energieeffizienz und Lebensdauer technischer Anlagen.
Neben Wasserhärte, pH-Wert und Leitfähigkeit spielt auch die Phosphatkonzentration eine wichtige Rolle.
Phosphate können gezielt zur Wasserbehandlung eingesetzt werden. Gleichzeitig können zu hohe oder nicht ausreichend kontrollierte Konzentrationen unter bestimmten Bedingungen unerwünschte Ablagerungen begünstigen.
Besonders relevant ist das Zusammenspiel von Phosphat, Calcium, pH-Wert und Temperatur.
Ortho-Phosphat als Korrosionsinhibitor
Ortho-Phosphat wird in vielen Wasseraufbereitungskonzepten als Korrosionsinhibitor eingesetzt.
- Es kann mit Metalloberflächen reagieren und schützende Passivierungsschichten ausbilden.
- Diese Schutzschichten reduzieren den direkten Kontakt zwischen Wasser und metallischem Werkstoff.
- Dadurch können Korrosionsprozesse von Stahl, Eisen und teilweise anderen metallischen Werkstoffen reduziert werden.
Ist die Ortho-Phosphat-Konzentration zu niedrig, kann der Korrosionsschutz unzureichend sein. Das Risiko für Rostbildung, Materialabtrag und Undichtigkeiten steigt.
Ist die Konzentration zu hoch, können unerwünschte Phosphatablagerungen entstehen.
Warum können Phosphate zu Ablagerungen führen?
Enthält das Wasser Calciumionen und ortho-Phosphat, können bei entsprechenden chemischen Bedingungen schwer lösliche Calciumphosphate entstehen.
Diese können sich an wärmeübertragenden Oberflächen, Rohrleitungen oder anderen Anlagenkomponenten ablagern.
Insbesondere in Kühlwassersystemen kann dieses Risiko durch erhöhte Temperaturen, Verdunstung und die damit verbundene Aufkonzentration gelöster Wasserinhaltsstoffe zunehmen.
Mögliche Folgen von Phosphatablagerungen
Die Folgen können sein:
- Verringerte Wärmeübertragung durch Ablagerungen auf Wärmetauscherflächen
- Steigender Energiebedarf bei gleicher Kühlleistung
- Beeinträchtigung von Durchfluss und Anlagenleistung
- Erhöhter Reinigungs- und Wartungsaufwand
Dabei ist nicht allein die Phosphatkonzentration entscheidend. Auch Wasserhärte, pH-Wert, Temperatur und weitere Inhaltsstoffe bestimmen, ob sich Ablagerungen bilden.
Phosphat als Bestandteil der Wasserbehandlung
In bestimmten industriellen Kühlwassersystemen werden phosphathaltige Produkte gezielt zur Korrosionsvermeidung und Ablagerungsminimierung eingesetzt.
Dabei kommen je nach Wasserbehandlungsprogramm unterschiedliche Phosphatverbindungen und Kombinationen mit weiteren Wirkstoffen zum Einsatz.
Die Dosierung muss auf die jeweilige Wasserzusammensetzung, Wassermenge und die Betriebsbedingungen abgestimmt sein.
Eine zu geringe Wirkstoffkonzentration kann die Schutzwirkung des Behandlungsprogramms beeinträchtigen. Eine zu hohe Konzentration kann den Chemikalienverbrauch erhöhen und unter ungünstigen Bedingungen Ablagerungen fördern.
Für den sicheren Betrieb ist es deshalb wichtig, die vorgegebenen Konzentrationsbereiche einzuhalten und Veränderungen frühzeitig zu erkennen.
Warum ortho-Phosphat regelmäßig gemessen werden sollte
Die ortho-Phosphatmessung liefert Informationen über die Konzentration des anorganischen, unmittelbar reaktionsfähigen Phosphats im Wasser.
Damit kann sie zur Überwachung phosphatbasierter Konditionierungsprogramme und zur Erkennung von Konzentrationsveränderungen beitragen.
Allerdings erfasst die ortho-Phosphatmessung nicht automatisch alle phosphathaltigen Wirkstoffe. Beispielsweise müssen Polyphosphate oder organische Phosphorverbindungen je nach Messverfahren gesondert betrachtet werden.
Deshalb sollte vor der Festlegung des Messkonzeptes geprüft werden, welche Phosphatverbindungen im eingesetzten Wasserbehandlungsprogramm enthalten sind.
Automatische Überwachung mit dem Testomat 2000 PO4
Mit dem Testomat 2000 PO4 von Heyl lässt sich die ortho-Phosphatkonzentration automatisiert überwachen.
Das Analysegerät unterstützt die Kontrolle definierter Konzentrationsbereiche und ermöglicht es, Veränderungen der Wasserchemie im laufenden Betrieb zu erkennen.
Die Messwerte können als Grundlage für die Bewertung des Konditionierungsprogramms und – bei entsprechender technischer Einbindung – für die Anpassung der Chemikaliendosierung dienen.
Damit ergänzt die automatische ortho-Phosphatmessung die Überwachung weiterer relevanter Wasserparameter wie pH-Wert, Leitfähigkeit und Wasserhärte.
Fazit: Ortho-Phosphatüberwachung für sichere Prozess- und Kühlwassersysteme
Eine bedarfsgerechte ortho-Phosphatüberwachung hilft, die Wasserbehandlung in industriellen Prozess- und Kühlwassersystemen zu kontrollieren. Sie ermöglicht eine zuverlässige Kontrolle der phosphathaltigen Korrosionsinhibitoren, unterstützt die Vermeidung von Korrosion und mineralischen Ablagerungen und hilft, Abweichungen in der Wasserchemie frühzeitig zu erkennen. Dadurch werden die Betriebssicherheit, die Lebensdauer der Anlagenkomponenten und die Energieeffizienz der Wärmeübertragung unterstützt.
