Hier finden Sie Informationen zur Aufbereitung (Entsalzung) von Trinkwasser mittels umgekehrter Osmose.
Verfahren
Im Hinblick auf Umweltfreundlichkeit, Abwasserbelastung, Wirtschaftlichkeit und bedienungs-freundlichen, vollautomatischen Betrieb hat sich das Verfahren der umgekehrten Osmose zur Entsalzung von Wasser durchgesetzt.
Da der Vorgang der Umkehrosmose auf rein physikalischem Wege abläuft, ist der Einsatz von Regenerierchemikalien nicht erforderlich. Im Vergleich zur konventionellen Vollentsalzung mittels Kationen- und Anionenaustausch entfallen die hohen Kosten für das Handling und Lagern von Säuren und Laugen ebenso wie die Kosten für die Neutralisation der Regenerierabwässer.
Es muss jedoch festgehalten werden, dass bei der Umkehrosmose in vielen Fällen eine Vorbehandlung des zu entsalzenden Wassers unumgänglich ist.
Das Phänomen der Osmose tritt dann auf, wenn reines Wasser aus einer schwachen Salzlösung durch eine halbdurchlässige Membrane in eine höher konzentrierte Salzlösung diffundiert.
Im ersten Bild auf der rechten Seite ist dieser Vorgang dargestellt. Eine semipermeable, in diesem Falle nur für Wasser durchlässige Membrane trennt ein Gefäß in zwei Hälften. Die eine Hälfte des Gefäßes ist mit einer konzentrierten Salzlösung und die andere Hälfte mit reinem Wasser gefüllt. Bedingt durch den Konzentrationsunterschied diffundiert Wasser aus der schwachen Lösung (hier "Permeatseite") durch die Membrane und verdünnt die konzentrierte Lösung (hier "Konzentratseite"). Die Mengenabnahme der schwachen Lösung ist proportional zur Mengenzunahme der konzentrierten Lösung und die Konzentrationen beider Seiten nähern sich immer mehr an.
Der durch die Volumenzunahme auf der "Konzentratseite" hervorgerufene, ständig steigende Druck auf der Membranoberfläche wirkt diffusionshemmend und verlangsamt kontinuierlich den vorgenannten Prozess bis zum völligen Stillstand.
Wird nun die "Konzentratseite" der Lösung mit zusätzlichem Druck von außen beaufschlagt, so kann der Osmosevorgang umgekehrt werden. Dieser Vorgang ist auf dem zweiten Bild dargestellt.
Einsatzgebiete
Unsere Umkehrosmoseanlagen und Umkehrosmosegeräte werden bevorzugt dort eingesetzt, wo kontinuierlich entsalztes Wasser benötigt wird. Durch entsprechende Konstruktion oder auch durch Kombination mit Nachbehandlungsanlagen lassen sich Wasserqualitäten mit einer Restleitfähigkeit kleiner 1 µS/cm erzielen.
Entsprechend der vielfach nutzbaren Eigenschaften von teil- und vollentsalztem Wasser bieten sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten an, wovon nachstehend nur einige wenige aufgeführt sind:
- Aufbereitung von Kesselspeisewasser
- Aufbereitung von Trinkwasser für die Ge-tränkeindustrie (Brauwasser, Fruchtsaft-verdünnung)
- Aufbereitung von Trinkwasser für die Le-bensmittelindustrie
- Aufbereitung von Kühlwasser
- Hotellerie und Gastronomie:
- Gläser- und Geschirrspülmaschinen
- Dampfgargeräte (Steamer)
- Versorgung von Eisbereitern
- Versorgung von Kaffee- und Getränkebereitern
- Nitratentfernung aus Trinkwasser
- Herstellung von entsalztem Wasser für:
- Klima- und Wärmeanlagen
- Batterien
- Kühlemulsionen
- Luftwäscher
- Spülwasser in der Galvanikindustrie
- Autowaschanlagen
- Spülwasser für Teilereinigungsanlagen
- Aufbereitung von Brauchwasser in der che-mischen und pharmazeutischen Industrie
- Reinwasser für Dialysestationen
Ausführung
Bei Umkehrosmoseanlagen wird das oben genannte Prinzip technisch umgesetzt. Das vorbehandelte, natürliche Salze enthaltende Wasser wird zunächst über einen Feinstfilter zur Entfernung von physikalischen Verunreinigungen filtriert. Eine Druckerhöhungspumpe erhöht den Wasserdruck auf den erforderlichen Betriebsdruck. Mit diesem Druck wird das Wasser in das/die sogenannte/n Umkehrosmosemodul/e geleitet, in welchem/n sich die Membrane befindet. Die Membrane lässt reines Wasser passieren, während die Salze wie beschrieben zum größten Teil zurückgehalten werden.
Während des Entsalzungsvorgangs entsteht somit ein salzarmer Strom (Permeat) und ein mit den zurückgehaltenen Salzen aufkonzentrierter Strom (Konzentrat). Vom entstehenden Konzentrat wird ein Teilstrom zwecks Erhöhung der Reinwasserausbeute zurück vor die Druckerhöhungspumpe geführt. Der andere Teilstrom wird, sofern keine andere Verwendung möglich ist, als Abwasser verworfen. Eine Mikroprozessor-Steuerung mit integrierter Leitfähigkeitsmessung überwacht vollautomatisch die Wasserqualität des Permeats und regelt den Betrieb der gesamten Anlage.
Montage
Bei unsere Umkehrosmoseanlagen der Standardbaureihen handelt es sich Rahmenstandgeräte, Wandgeräte, oder um Geräte mit geschlossenem Gehäuse. Diese Konstruktionsweise ermöglicht eine zeitsparende Installation der Anlage vor Ort. Eine ausführliche Beschreibung hilft, Montagefehler zu vermeiden.
Bei der Montage sind die DIN EN 806, die DIN EN 1717 und die DIN 1988 sowie örtlich geltende Vorschriften zu beachten.
Funktionsablauf
Der Entsalzungsvorgang von Umkehrosmoseanlagen beruht auf dem zuvor beschriebenen Membrandiffusionsverfahren, bei welchem reines Wasser unter hohem Druck eine semipermeable Membrane passiert und Salze, Kolloide und andere Inhaltsstoffe von der Membrane zurückgehalten werden. Das der Umkehrosmoseanlage zugeführte Wasser (Feed) wird hierbei unterteilt in einen Reinwasservolumenstrom (Permeat) und einen Abwasservolumenstrom (Konzentrat). Das Permeat wird zur Deckung von Verbrauchsspitzen in drucklosen oder druckbehafteten Wasserspeichern zwischengespeichert. Der dem Abwasser zugeführte Anteil des Konzentratvolumenstroms darf ein bestimmtes Minimum nicht unterschreiten, da es ansonsten zu Ablagerungen (Scaling oder Fouling) auf der Membranoberfläche und damit verbunden einem Leistungsrückgang der Anlage kommen kann. Zur Verbesserung des Wirkungsgrads wird der andere Anteil des Konzentratvolumenstroms vor die Pumpe zurückgeführt und zusammen mit dem Frischwasservolumenstrom erneut über die Membrane geleitet.
Unsere Umkehrosmoseanlagen sind mit einer Mikroprozessorsteuerung ausgestattet, welche sämtliche Vorgänge steuert und überwacht. Zusammen mit entsprechendem Zubehör können die Anlagen vollautomatisch betrieben werden.