A kazántechnológiával együtt a vízminőséggel szembeni elvárások és így a vízelőkészítés is nagy fejlődésen mentek keresztül: az 1950-es évekig uralkodó csapadékképzésen alapuló (meszes és lágyítás, szűrés), illetve termikus vízelőkészítést (desztilláció, elgőzölögtetés) az 1940-es évektől kiegészítette, majd felváltotta az ioncserélős víztisztítás, amelyet az 1980-es években további új, membrántechnológiákon alapuló eljárások követtek (fordított ozmózis, membrángáztalanítás, elektro-deionizáció). Ezek eredményeként teljesen sótalanított víz is előállítható. A korróziós folyamatok vizsgálata, az újabb, jobban ötvözött anyagok bevezetése, a nagyobb kazánnyomás, gőzhőmérsékletek alkalmazása a kondicionálási igényeket, a kapcsolódó fejlesztések a rendelkezésre álló beavatkozási lehetőségeket is módosították.

Mivel a vízlágyítással a nagy nyomású berendezések vízminőségi igényét nem lehetett kielégíteni, a csapadékos vízkezelést követően nagynyomású kazánoknál termikus vízkezelést is beépítettek. Ezeknél a vizet elgőzölögtették, és a kis sótartalmú gőzt lekondenzáltatták [4.1]. Ezt (az esetleg több fokozatban) előállított kondenzátumot használták tápvízként. A termikus vízkezelés az ioncserélős eljárások széles körű elterjedésével teljesen kiszorult a gyakorlatból.

A leggyakrabban használt ioncserélők 0,4–0,8 mm átmérőjű polimerek, amelyek vázát térhálósított polisztirol alkotja. Ennek előállításához a sztirol monomert (4.18. ábra (a)) úgy polimerizálják (amelynek során az egyes monomer molekulák egymással kapcsolódnak össze, 4.18. ábra (c)), hogy a polimerizáció során ne láncmolekulák jöjjenek létre, hanem ezek bizonyos mértékben keresztirányban is összekapcsolódjanak, azaz térhálós műanyag (műgyanta) jöjjön létre. Ehhez a polimerizáció során kis mennyiségű divinil-benzolt (DVB, 4.18. ábra (c)) is adnak a vinil-benzolhoz, aminek következtében pontosan szabályozott mértékben térhálós szerkezetű műgyanta jön létre (4.18. ábra (d)). A térhálósítás mértékét úgy állítják be, hogy a keletkező műanyag ne legyen vízoldható, de kellőképpen porózus legyen ahhoz, hogy a fajlagos felülete elegendően nagy legyen a megfelelő ioncserélő kapacitás létrejöttéhez.

A szerves polimer molekulát kationcserélők esetében K-val jelölve a kationcserélő egyszerűbben a

Az erősen bázisos anioncserélők ún. kvaterner amincsoportokat tartalmaznak, amelyekben − legegyszerűbb esetben − a polimer molekulákhoz (R) nitrogén kapcsolódik:

Az ioncserélők többé-kevésbé szelektíven cserélik az ionokat: elsősorban a nagyobb pozitív, ill. negatív töltésű ionok kötődnek meg a kation-, ill. anioncserélőkön, de az azonos töltésű ionok kötéserőssége (ioncsere-hajlandósága) sem azonos. Így pl. a gyenge savak (pl. a kovasav, H2SiO3, HSiO3–, SiO32–) anionjai csak erősen bázisos anioncserélővel köthetők meg.

Az ioncserélő anyaggal töltött tartály vázlatát a 4.19. ábra mutatja. A berendezés működésének szabályozása a különféle közegáramok irányításával történik. A szemcsés ioncserélő gyantákat általában hengeres tartályokba töltve alkalmazzák, amelyeken a kezelendő vizet átvezetve az abban lévő (szennyező) ionok az ioncserélő állapotának megfelelő ionokra (kationcserélők esetében hidrogén-, vagy nátriumionokra, anioncserélőknél főképp hidroxidionokra) cserélődnek. Miután az ioncserélő kimerült (az oszlopból elfolyó vízben a megengedettnél több lecserélendő, szennyező ion távozik), azt regenerálni kell. A regeneráláshoz az oszlopon, kationcserélők esetében, meghatározott koncentrációjú savakat (sósav- vagy kénsavoldatot) vagy nátrium-klorid-oldatot vezetnek át, míg az anioncserélőket általában nátrium-hidroxid-oldattal regenerálják. Regeneráláskor a regeneráló oldat kellően nagy töménysége (a sósavoldatokat 10%-os, a nátrium-hidroxid-oldatot általában 4%-os koncentrációban alkalmazzák) következtében az ioncsere-folyamat fordított irányban megy végbe. Regenerálás előtt a kimerült ioncserélő oszlopot fel kell lazítani, a folyamat befejeztével a frissen regenerált oszlopot tiszta vízzel át kell mosatni, hogy a vegyszernyomokat eltávolítsuk, azok a kezelt vizet ne szennyezzék. Az átmosatást a kezelendő vízzel szokás befejezni, és az elfolyó vizet mindaddig hulladékvízként kell elvezetni, amíg a vízminőség el nem éri az előírt értéket.

Kezdetben sok párhuzamos mikrocsövecskét (például 85 μm külső, 42 μm belső átmérővel [4.39]) alkalmaztak, amelyeknek külső felületén hosszirányban áramlott a nyersvíz, a kis sótartalmú szűrlet (permeátum) pedig a csövekben gyűlt össze. Ehhez a típushoz a csövecskék nagy ellenállása miatt közel 40 bar nyomáskülönbségre volt szükség, ami az alkalmazást költségessé tette [4.46]. Jelenleg elsősorban spirálisan magcsőre csavart, két oldalukon és végükön (borítékszerűen) összeillesztett sík membránokat alkalmaznak. A membránokat a permeátumoldali (belső) és a nyers vízzel érintkező (külső) felületükön felfekvő, áteresztő réteg tartja a folyadékáramláshoz szükséges, kellő távolságban. A belső támasztóréteg, a membránokkal hermetikusan lezárva, a magcsőbe továbbítja a kis sótartalmú vizet. A nyersvíz hosszirányban a külső támasztó- (köztartó) rétegben áramlik, és ennek a bevezetéssel ellentétes végén távozik a visszamaradt sókat, egyéb mikroméretű szennyeződéseket tartalmazó koncentrátum (4.22. ábra). Ezeknél 6–7 bar nyomáskülönbség is elegendő a megfelelő működéshez [4.46].

A membránok többféle anyagból (regenerált cellulóz, különféle polimerek) készülhetnek. Ismertek kerámia-, illetve szinterelt membránok is, amelyeknek a belsejükben kialakított csatornákon áramlik a nyersvíz, a permeátum pedig a külső felületükről vezethető el. A működéshez szükséges nyomás a szokásos nyersvizek, szerkezeti kialakítások függvényében változik, esetenként az 50 (70) bar értéket is meghaladhatja. A szűrők élettartamát (2–5 év) a szennyeződések hatására bekövetkező elrakódás határozza meg. Az eltömődött szűrők nem javíthatók, azokat cserélni kell. Az élettartam növelése céljából a nyersvizet az RO-berendezésre vezetést megelőzően (célszerűen <0,2 µm) méretű ultraszűrő alkalmazásával megtisztítják a szilárd szennyeződésektől, szerves anyagoktól, baktériumoktól, gombáktól stb. Hosszú üzemi tapasztalatról a [4.41] cikk számol be. A műanyagból készült membránok élettartamára az állásidőben esetlegesen elszaporodó mikrobák is kedvezőtlen hatással vannak, ezért a berendezéseket lehetőleg folyamatosan kell üzemeltetni vagy az elszaporodást megakadályozó vegyszert kell adagolni. Azt is figyelembe kell venni, hogy a szűrőket elhagyó koncentrátum az eredeti sótartalom 4–5-szörösét tartalmazza. A membránok eldugulásának megakadályozására a nyersvizet megfelelő (kiválást gátló) adalékanyagokkal kezelni kell. Ezek többsége azonban csak rövid időre hatásos [4.46].

A membrántechnológiával kialakított teljes sótalanító berendezés vázlatát a 4.24. ábra mutatja. A vezetőképesség az első fordítottozmózis-szűrő után 30–120, a második után 3,5–4,5 között, a villamos deionizáció után 0,06–0,09 µS/cm között van. A kovasavtartalom 0,001–0,005 (<0,010) mg/kg, a nátriumtartalom 0,003–0,007 (<0,010) mg/kg nagyságrendben várható. A teljes berendezés összeállítása sorozatban gyártott, könnyen cserélhető típuselemekből, az adott helyszín minőségi és teljesítményigényeinek megfelelően történik. A membrántechnológia alkalmazásával az erőmű vagy a környék szennyvizét is felhasználó „nulla” vízkibocsátású vízellátó rendszer is kialakítható. Ezeknél a víz szilárdanyag-tartalma, a porlasztásos szárítást követően, száraz por formájában marad vissza [4.47].

Az előbbiek alapján nyilvánvaló, hogy a berendezések működéséhez szükséges vízminőség mind ioncserélős, mind membrántechnológiával előállítható. A kétféle eljárás közötti szállítói, vásárlói választást elsősorban a költségek határozzák meg [4.46]. A teljes sótalanító berendezések helyigénye nagyobb, regenerálásukhoz vegyszereket igényelnek, az elfolyó vizet kezelni kell, míg a membrántechnológiáknál jelentős szivattyúzási energiafelhasználás jelentkezik.

Erőművi körfolyamatoknál, a nyersvíz sótartalmának csökkentése mellett, az esetlegesen tömörtelenné váló kondenzátorban betörő szennyeződések, a szerkezeti elemekből kihordott, kioldott fém-oxidok eltávolítására a kondenzátum tisztítására is szükséges lehet. Erre a célra, a kondenzátum jelentős szén-dioxid szennyeződése, illetve a hűtővíz betörése (ezek veszélye) miatt, a leggyakrabban kevertágyas ioncserélőt alkalmaznak.

Az üzemi tapasztalatok függvényében, esetenként, szükségessé válhat az eredeti kondicionálás módosítása [4.103]. A környezetszennyezés minimalizálására való törekvés a vizelőkészítő rendszerek kialakítását is befolyásolhatja. Léghűtésű kondenzátorok esetén megvalósíthatónak tűnik a kibocsátásmentes vízelőkészítés megvalósítása is [4.103].