Umkehrosmoseanlagen Serie BRO - Bwt

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Umkehrosmoseanlagen Serie BRO Einsatz Mittels Umkehrosmose (engl. RO = Reverse Osmosis) können Salze, organische Stoffe, Kolloide, Keime, Pyrogene etc. aus wässrigen Lösungen abgetrennt werden. Technisch wird das RO-Verfahren genützt: - zur Herstellung (=Entsalzung) von Trinkwasser aus Brack- oder Meerwasser - zur Nitrat-, Sulfat-, Chlorid- und Pestizidreduzierung bei der Trinkwasseraufbereitung - zur Herstellung von Reinstwasser für medizinische Zwecke (Hämodialyse) - zur Herstellung von Infusionslösungen in der Pharmazeutik - in der Mikroelektronik (Halbleiterproduktion) - in der Lebensmittelindustrie (Lactoserückgewinnung aus Molkereiabfällen, Herstellung von Instant-Kaffee, Herstellung und Entfärbung von konzentrierten Zuckerlösungen) - in der Getränkeherstellung (Herstellung von Brauwasser bzw. Füllwasser für alkoholfreie Getränke, Herstellung von alkoholischem Bier, Konzentrierung von Fruchtsäften ohne Aromaverlust) - zur Herstellung von Reinstwasser für Analytik und Forschung (HPLC, Ionenchromatographie, TOC-Bestimmung etc.) - In der Klimatechnik zur Luftbefeuchtung - Zur Herstellung von Speisewasser für Sterilisatoren und Dampferzeuger - Zur Teilentsalzung von Zusatzwasser für Kühlkreisläufe - Zur Teilentsalzung von Gießwasser für den Gartenbau Zunehmend gewinnt das RO-Verfahren (und verwandte Membranverfahren, wie Ultrafiltration und Nanofiltration) aber auch zur Rückgewinnung von Stoffen bzw. Werkstoffen (z.B. Farben, Edelmetallen, toxischen organischen oder anorganischen Substanzen etc.) aus Abwasser – und damit aus Gründen des Umweltschutzes bzw. von Kosteneinsparungen – an Bedeutung, z.B.: - zur Schwermetallabscheidung bzw. –rückgewinnung aus Waschwässern der Galvanik - zur Reinigung von Zellstoffabwässern - zur Reinigung von Färbereiwässern - zur Rückgewinnung von Silber in der photochemischen Industrie - zur Aufbereitung von Deponiesickerwasser - zur Entfernung von chlorierten Kohlenwasserstoffen aus Abwasser Vorteile • Alle Inhaltsstoffe eines Rohwassers, egal ob anorganischen oder organischen Ursprungs, ob Kolloide, Keime oder Pyrogene werden gleichzeitig reduziert • AOX, TOC, DOC, Nitrat und Kieselsäure werden deutlich reduziert. • Das entsalzte Reinwasser ist zudem Praktisch frei von Bakterien, Viren, Kolloiden, mikroskopischen Verunreinigungen, Pestiziden, chlorierten Kohlenwasserstoffen etc. • Der Chemikalienaufwand ist –verglichen mit anderen Verfahren – gering und beschränkt sich auf den Zusatz von Härtestabilisatoren in der Vorbehandlungsstufe. Es gibt keine Regenerationen. • Eine Abwasserbehandlung (Neutralisation mit Chemikalien) ist nicht erforderlich, dadurch kommt es zu keiner zusätzlichen Abwasseraufsalzung bzw. –belastung. • Das Umkehrosmoseverfahren ist somit umweltfreundlich. • Die Anschaffungskosten sind nicht höher als bei anderen Entsalzungsverfahren. • Die Energie- und Betriebskosten sind gering, bei der Meerwasserentsalzung ist Energierückgewinnung möglich. • Der Automatisierungs- und Überwachungsaufwand ist gering, zudem sind RO-Anlagen kontrollfreundlich. • Umkehrosmoseanlagen arbeiten am wirtschaftlichsten kontinuierlich. Abgesehen von gelegentlichen Wartungsarbeiten gibt es keine regelmäßigen Betriebsunterbrechungen z.B. für Regenerationen. • Umkehrosmoseanlagen sind ständig betriebsbereit. • Umkehrosmoseanlagen erfordern keine aufwendigen, säure- und laugenbeständigen Fundamente. • Der Montageaufwand vor Ort ist gering, da RO-Anlagen weitgehend vormontiert geliefert werden. • Umkehrosmoseanlagen erfordern durch die kompakte Bauweise nur wenig Platz und geringe Bauhöhe • Eine Leistungserweiterung ist durch Zuschaltung weiterer RO-Züge unproblematisch, kostengünstig und kurzfristig möglich. Vorbehandlung des Rohwassers Umkehrosmoseanlagen dienen der Entsalzung, nicht der mechanischen Filtration. Mechanisch filtrierbare Stoffe, Partikel, Ausfällungen etc. führen zu einer Verblockung der Membranen und beeinträchtigen damit den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Membranen. Deshalb ist eine individuelle Vorbe- Seite 11-20 5310 Mondsee, Walter Simmer Straße 4 Druckdatum:03.10.05 Tel. 06232/5011-0, Fax. 06232/4058, email: office@bwt.at, www.bwt.at Produktdatenblatt 11.20 Entsalzung handlung des Rohwassers in der Regel bei allen z.Z. auf dem Markt befindlichen Membranen erforderlich um eine betriebssichere und wirtschaftliche Arbeitsweise zu erzielen. Die erforderliche Vorbehandlung richtet sich nach der Rohwasserzusammensetzung, Membrantype und der angestrebten Permeat- bzw. Konzentratqualität. Zweck der Vorbehandlung - Einstellung des pH-Wertes zur Verhinderung von Ausfällungen (wobei die Beständigkeit des Membranwerkstoffes zu berücksichtigen ist) durch Säuredosierung. - Vermeidung von Härteausfällungen durch Enthärtung oder Antiscalantdosierung. - Vermeidung von Membranverblockung durch suspendierte Partikel mittels entsprechender Feinfiltration. - Korrektur der Wassertemperatur durch Kühlung bzw. Wärmetauscher. - Verhinderung der Ausfällung von Metallhydroxiden bzw. Metalloxidhydraten durch pH-Wert-Regulierung mittels Säuredosierung oder Antiscalantdosierung. - Vermeidung von Ausfällungen bedingt durch das Überschreiten von Sättigungskonzentrationen einzelner Verbindungen (zu beachten sind Calcium-, Magnesium-, Fluorid-, Bor-, Barium- und Strontiumgehalt in Zusammenhang mit dem Sulfatgehalt, weiters der Kieselsäuregehalt,) durch Enthärtung, Säuredosierung, Zusatz von Antiscalent-Mitteln, Änderung von Ausbeute und Modulkonfiguration. - Vermeidung von Membranverblockungen durch organische Substanzen, Kolloide, Mikroorganismen durch Desinfektion, Ausfällung, Flockung, Feinstfiltration. - Vermeidung von Membranschädigungen durch Oxidationsmittel, wie z.B. Chlor durch Aktivkohlefiltration oder Dosierung von Natriummetabisulfit. Nachbehandlung Je nach Verwendungszweck des Reinwassers kann eine Nachbehandlung erforderlich sein. Zweck der Nachbehandlung - Weitergehende bzw. restlose Entsalzung durch Nachschaltung einer weiteren RO-Anlage, einer Mischbettvollentsalzung oder einer Destillationsanlage. - Entfernung gelöster Gase, wie Sauerstoff und Kohlendioxid durch Entgasungmaßnahmen, Sulfitdosierung, Zusatz von Kalkmilch oder Soda.
Umkehrosmoseanlagen Serie BRO - Anhebung des Salzgehaltes durch Verschneidung mit unbehandeltem Rohwasser, Zusatz von Calciumchlorid, Calciumsulfat, Kalkmilch - Anhebung des durch den Kohlensäuregehalt tiefen pH-Wertes durch Entgasung bzw. Kalkmilch oder Sodadosierung - Vermeidung einer Verkeimung des Permeates durch Sterilfiltration, UV- Behandlung, Ozon-Oxidation, Chlor- Dosierung etc. Ausstattung Ausstattung - Feinfilter: Um Membranschäden bzw. Verblockung zu vermeiden, ist ein Kerzenfilter mit einer Filterschärfe von 5 µ vorgeschaltet - Trockenlaufschutz: Bei Unterschreitung des Mindest-Zu- laufdruckes schaltet das Gerät ab - Nachspülautomatik: Nach jeder Anlagenabschaltung erfolgt eine automatische Spülung und Konzentratverdrängung (einstellbar) - Automatischer Periondenlauf: Dabei wird die Anlage zum Schutz der Stillstandsverkeimung zu voreingestellten, wählbaren Zeitpunkten für eine bestimmte, ebenfalls einstellbare Periode automatisch in Betrieb gesetzt - Manometer: Zur Überwachung der Leistung der Hochdruckpumpen und des Membrandifferenzdruckes zur Vorbeugung von Membranverblockung - Durchflußmengenmesser: Zur Überwachung von Permeat-und Konzentratmenge und der Konzentratrückführung - Überwachung des Permeatgegendruckes: Bei einem Permeatgegendruck von mehr als 2,5 bar wird Permeat automatisch über ein 3-Wege-Ventil in den Kanal abgeleitet - Leitfähigkeitsanzeige: Mittels eines digital anzeigenden Leitfähigkeitsmeßgerätes mit 2 einstellbaren Grenzwerten. Bei Unter bzw. Überschreitung der voreingestellten Grenzwerte wird entweder ein Alarm ausgelöst, und/oder die Anlage automatisch abgeschaltet. - Niveauschaltung: Neben der manuellen Aus-und Einschaltmöglichkeit kann die Anlage vom Schaltschrank aus und automatisch über Niveaugeber oder Druckschalter ein- oder ausgeschaltet werden. - Verriegelung: Zur automatischen Abschaltung z.B. während der Regeneration einer vorgeschalteten Enthärtungsanlage - Sonderanschlußmöglichkeiten: Für Konzentratmengen-, Hochdruck- und/oder Temperaturgeber - Potentialfreier Alarmkontakt - Betriebsstundenzähler, Wartungsschaltung - Wickelmembranen: Die RO-Geräte sind serienmäßig mit leistungsfähigen Wickelmembranen aus Polyamid/Polysulfon ausgestattet - Membrandruckrohre: Normalausführung: aus GFK Sonderausführung: aus Edelstahl BWT ist durch seine betriebliche Struktur nicht an einen Membranhersteller gebunden, somit können alle Membrantypen nach Kundenwunsch geliefert werden. Planung Da Umkehrosmoseanlagen praktisch rund um die Uhr in Betrieb sein könnten, ist aus wirtschaftlichen und anlagentechnischen Gründen auch ein kontinuierlicher, unterbrechungsfreier Dauerbetrieb anzustreben. Jede Betriebsunterbrechung macht Spülungen erforderlich, jeder längerfristige Stillstand kann die Verkeimungsgefahr erhöhen. Die Permeatleistung ist u.a. auch von der Wassertemperatur abhängig. Bedingt durch die Löslichkeit der vorhandenen Stoffe ist die Durchsatzmenge von wärmerem Wasser besser. Je °C Temperaturerhöhung erhöht sich die Permeatleistung um ca. 2%. Da Wassertemperaturen in unseren Bereiten üblicherweise zwischen 10 und 15°C liegen, gelten die Leistungsangaben in unseren Datenblättern einheitlich für 15°C. Bei stark schwankenden Reinwasserverbrauch ist es empfehlenswert, Permeat in einem eigenen Permeattank zu speichern. Die Speicherkapazität (bzw. die Leistung der RO-Anlage) ist so zu wählen, dass die außerhalb der normalen Verbrauchsperiode (Arbeitszeit) produzierte Permeatmenge gespeichert wird und während der Verbrauchsperiode jederzeit genügend Reinwasser zur Verfügung steht um auch Verbrauchsspitzen abzudecken. Wichtige Voraussetzung für störungsfreien Betrieb und für unverminderte Leistung der Umkehrosmoseanlage ist die sorgfältige Vorbehandlung des Rohwassers. Technologie Voraussetzung für eine verantwortungsvolle Projektierung ist eine Vollanalyse – einschließlich Kolloidindex und TOC – des Rohwassers. Die Umkehrosmose ist keine restlose, 100%-ige Entsalzung, d.h. ein geringer Teil der im Rohwasser enthaltenen Salze gelangt durch die Membran in das Permeat, so dass dieses nicht restlos salzfrei ist. Seite 11-20 5310 Mondsee, Walter Simmer Straße 4 Druckdatum:03.10.05 Tel. 06232/5011-0, Fax. 06232/4058, email: office@bwt.at, www.bwt.at Produktdatenblatt 11.20 Entsalzung Der „Salzschlupf“ hängt von der Menge und der Art der im Rohwasser enthaltenen Salze ab. Mehrwertige Ionen (z.B. Calcium, Magnesium, Sulfat etc.) werden besser von der Membran zurückgehalten, als einwertige Ionen (Natrium, Kalium, Nitrat, Chlorid). Wird die Ausbeute bzw. die Speisewassersalzkonzentration erhöht, so sinkt die Permeatleistung während der Salzschlupf gleichzeitig höher wird: Permeatmenge und Permeatqualität werden also schlechter. Wird der Speisewasserdruck erhöht, so steigt die Permeatleistung, während der Salzschlupf geringer wird: Permeatmenge und Permeatqualität werden also besser. Wir die Speisewassertemperatur erhöht, so steigt die Permeatleistung, der Salzschlupf wird aber ebenfalls höher, die Permeatmenge steigt bei gleichzeitig abnehmender Permeatqualität. Bei der Entsalzung von Brunnenwasser mit Trinkwasserqualität ist der Salzschlupf so gering, daß die produzierte Permeatqualität bzw. Permeateinheit für viele technische Zwecke ausreichend ist. Wird salzfreies Reinwasser verlangt, so ist eine Nachbehandlung erforderlich. Umkehrosmoseanlagen werden in der Regel mit Ausbeuten von 50-75% betrieben. Eine Ausbeute von 75% besagt, dass von der eingespeisten Rohwassermenge 75% als Reinwasser gewonnen werden bzw. dass das Konzentrat den vielfachen Salzgehalt des Rohwassers aufweist. Bei größeren Mehrwasserentsalzungsanlagen, die mit einem Hochdruck von bis zu 69 bar betreiben werden, ist eine Energierückgewinnung über Turbinen möglich. Hinweise Das nahezu salzfreie Permeat einer Umkehrosmoseanlage enthält noch den gesamten Sauerstoff und die gesamte Kohlensäure des Rohwassers, da gasförmige Anteile von der Membran nicht zurückgehalten werden. Permeat hat daher einen schwach sauren pH- Wert. Dies ist bei der Wahl der Installationsmaterialien von angeschlossenen Leitungen bzw. anlagen zu berücksichtigen, um Korrosionsschäden zu vermeiden. Gegebenenfalls sind geeignete Maßnahmen zur Nachbehandlung und pH-Wert Anhebung zu setzen. Zudem können ungeeignete Werkstoffe die Permeatqualität beeinträchtigen.
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