Wasseraufbereitung mittels Membrantechnik

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1 Wasseraufbereitung mittels Membrantechnik TECHNIK Mikrofiltration Ultrafiltration Nanofiltration Umkehrosmose ANWENDUNG Trinkwasser Prozesswasser Brauchwasser Abwasser Rein- und Prozesswasseraufbereitung umweltfreundlich und wirtschaftlich für Grund-, Brunnen- und Oberflächenwasser für kommunales Wasser für Trinkwasser für Betriebe 1

2 Wasseraufbereitung - Membranverfahren Membrantechnik moderne Technologie leistungsstark vielseitig entfernt Öle, organische Stoffe, Salze und feinste Feststoffe aus Wasser ersetzt Eindampfung oder chemische Verfahren wirtschaftlich und erfolgreich Kuchenfiltration Tangentiale Überströmung (Crossflow) Membranverfahren Trennverfahren mit einer semipermeablen Membrane kleine Teilchen passieren die Membrane größere Teilchen werden zurückgehalten treibende Kraft ist der Pumpendruck Rohwasser F i l t r a t Retentat M e m b r a n e 2

3 Wasseraufbereitung - Membranverfahren Einsatzmöglichkeiten Mikro- und Ultrafiltration Flusswasser Brauchwasser Abwasser (Öl-/Wasseremulsionen, Waschlaugen, KFZ-Waschwässer) Entfettungs- und Phosphatierungsbäder Galvanikabwässer und Gleitschleifwässer Biomasseabtrennung und -rückführung aus biologischen Kläranlagen Vorfiltration für Nanofiltration oder Umkehrosmose Nanofiltration und Umkehrosmose Trinkwasser aus Brack- und Meerwasser Tafelwasser in Flaschen / BigBottles Kesselspeisewasser (Kraftwerke) Rohstoffrückgewinnung in der chemischen Industrie Abwasserrecycling zur voll- oder teilentsalztem Prozeßwasser Behandlung von Produktionsabwässern und Deponiesickerwässern 3

4 Wasseraufbereitung - Membranverfahren Bauarten von Membranen : Hohlfaser Rohr Wickel Flachmembran Getauchte Membrane Bauformen unterscheiden sich Querschnitt des Strömungskanals Packungsdichte Energiebedarf Reinigungsmöglichkeit Preis Betriebskosten 4

5 Wasseraufbereitung - Membranverfahren Rohlösung (Feed) Konzentrat Permeat Membran Modul : geschlossene Einheit = Druckrohr in der Membranelemente angeordnet sind Trennverhalten im Membranmodul 5

6 Wasseraufbereitung - Membranverfahren Modultypen Hohlfaser Rohr Flachmembran Wickelmembran 6

7 Wasseraufbereitung Meerwasserentsalzung Anwendungsfall 1 : Produktion von Trinkwasser aus Brack- und Meerwasser 7

8 Wasseraufbereitung Meerwasserentsalzung Brack- oder Meerwasserentsalzung Druck [40-80 bar] Ausbeute (30 % - 75 %) Permeatqualität gemäß WHO ( mg/l TDS) Konzentrat Meerwasser Permeat = Trinkwasser Druckbereich bar Permeatausbeute 30-45% [Meerwasser] Permeatausbeute 50-75% [Brackwasser] Salzgehalt Meerwasser : g/l Salzgehalt Permeat : mg/l Entsalzung mittels Umkehrosmose 8

9 Wasseraufbereitung Meerwasserentsalzung Konzentrat Rohwasser Permeat Rohwasser Konzentrat Ultradünne UO-Membrane Polysulfonmembrane Polyesterstützfliess Wickelmembrane im Schnitt 9

10 Wasseraufbereitung Meerwasserentsalzung Meerwasserentsalzung Energiebedarf ohne Energierückgewinnungssystem 6 9 KW pro m³ Trinkwasser Energiebedarf mit Energierückgewinnungssystem 3 4 KW pro m³ Trinkwasser Entsalzung mittels Umkehrosmose 10

11 Wasseraufbereitung Meerwasserentsalzung Anlagendesign Mehrschichtfilter zur Entfernung von Feststoffen Dosierung von Antiscaling zur Verminderung von mineralischen Belägen auf den Membranen Entsalzung mittels Umkehrosmose 11

12 Wasseraufbereitung Meerwasserentsalzung Anlagendesign Hauptkomponenten Mehrschichtfilter (rückspülbar) Dosieranlage Antiscaling (oder Säure) Feinfilter Hochdruckpumpe mit/ohne Energierückgewinnung Membranelemente in Druckrohren Reinigungsstation Verrohrung in PVC / PP und Edelstahl Entsäuerungsfilter und Chlorung des Permeates Messtechnik Ventile Schaltschrank Entsalzung mittels Umkehrosmose 12

13 Wasseraufbereitung Meerwasserentsalzung Fliessbild UO Anlage für Meerwasserentsalzung Entsalzung mittels Umkehrosmose 13

14 Wasseraufbereitung Meerwasserentsalzung Umkehrosmose zur Meerwasserentsalzung im Testlauf Kapazität 240 m³/tag Betriebsdruck bar Permeatausbeute 40% Vorfiltration mit automatisch rückspülbaren Filter und CIP-Station (Reinigung) Antiscalingdosieranlage Desinfektion des Permeates mit Chlor 14

15 Wasseraufbereitung Brackwasserentsalzung Umkehrosmose zur Brackwasserentsalzung im Testlauf Kapazität 480 m³/tag Betriebsdruck bar Permeatausbeute 79% Vorfiltration mit manuell rückspülbaren Filter und Antiscalingdosieranlage CIP-Station (Reinigung) Desinfektion des Permeates mit Chlor 15

16 Wasseraufbereitung Membranverfahren Umkehrosmose Kesselspeisewasser für ein Kraftwerk Kapazität 130 m³/h Umkehrosmose Kesselspeisewasser Kraftwerk Kapazität 130 m³/h Anwendungsbeispiele 16

17 Wasseraufbereitung Brunnenwasser Anwendungsfall 2 : Produktion von Tafelwasser aus Brunnenwasser Verfahrenskombination 1. Mehrschichtfilter (Feststoffabtrennung) 2. Umkehrosmose (Entsalzung) 3. Ozonerzeuger (Desinfektion des Produktwassers = Tafelwasser) 17

18 Wasseraufbereitung Brunnenwasser Filterstation und Umkehrosmose Desinfektion des Produktwassers Produktwasserspeicherung Brunnenwasser Ozonerzeuger Produktflasche Flaschenabfüllmaschine Tafelwasserherstellung mittels Umkehrosmose 18

19 Wasseraufbereitung Membranverfahren Umkehrosmose Getränkeindustrie Produktwasser für Erfrischungsgetränke Kapazität 40 m³/h Anwendungsbeispiele 19

20 Wasseraufbereitung Membranverfahren Anwendungenfall 3 : Aufbereitung von Flusswasser und Grundwasser mittels Ultrafiltration Ultrafiltration Druckfiltration geringe Porenweite von ca. 0,01 µm Partikelentfernung im Molekülbereich Entfernung von feinstem Feststoff, Pollen, Bakterien, Asbestfasern und Viren Mineralsalze bleiben erhalten Dead-End Filtration Geringer Energieverbrauch 20

21 Wasseraufbereitung Flusswasser und Grundwasser Flusswasser Grundwasser Brunnenwasser UF-Anlage Trinkwasserspeicher Steuerschrank Wasseraufbereitungsgebäude Aufbereitung von Flusswasser und Grundwasser mittels Ultrafiltration 21

22 Wasseraufbereitung Abwasser Anwendungsfall 4 : Aufbereitung von ölhaltigen Prozesslösungen mittels Ultrafiltration PI LSLHLLHH CIP RSB DRUCKLUFT Vorlagebehälter Modul P-02 PI PSH FISL Filtrat Entsorgung LSH LSL Verbrauchte, aufkonzentrierte Badlösung Filtrat Entfettungsbad Teilewaschmaschine Spülbad 22

23 Wasseraufbereitung Abwasser Ultrafiltration Einsparung Entsorgungskosten Emulsionspaltung Kohlenwasserstoffen CSB-Werte Farb- oder Metallfrachten kostengünstigen, einleitfähigen Werten Prozess Überzeugende Gründe betriebssichere Anlagentechnik, modularer Aufbau, einfache Steuerung Reduzierung der CSB-Fracht > 90 % Reduzierung der TOC-Fracht > 98 % Reduzierung des Feststoffgehaltes im Bad > 95 % Umwelt entlasten & Geld sparen Standzeitverlängerung von durchschnittlich 30 Tagen auf 1 Jahr Badrecyclingrate > 95 % Minimierung der Abwassermenge Reduzierung der Chemikalienkosten (Additive) Einsparungen von Frisch- und Abwasserkosten kurze Amortisationszeiten Wirtschaftliche Aufbereitung von ölhaltigen Prozesslösungen mittels Ultrafiltration 23

24 Wasseraufbereitung Abwasser Mit den verwendeten keramischen Werkstoffen im Bereich der Membrantechnik sind spezielle Anwendungen auch mit aggressiven chemischen Medien durchführbar. Große Industriebetriebe in der Stahlindustrie vertrauen mittlerweile auf Membrantechnologie und rüsten bestehende Anlagen nach oder planen bei Neubauten direkt mit einer Membrananlage zur Badpflege. 24

25 Wasseraufbereitung Membranverfahren Öl/Wasseraufbereitung Kapazität 60 m³/tag Anwendungsbeispiele 25

26 Wasseraufbereitung Membranverfahren Umkehrosmose Abwasserrecycling Kapazität 36 m³/h Anwendungsbeispiele 26

27 Wasseraufbereitung Membranverfahren Hybridanlage Biologie Umkehrosmose Prozesswasser aus Abwasser Kapazität 870 m³/tag Anwendungsbeispiele 27

28 Wasseraufbereitung Membranverfahren Schlussbemerkung Die Aufbereitung von Trinkwasser Brauchwasser Brack- und Meerwasser Prozesswasser Abwasser mittels Membrantechnik ist für viele Anwendungsbereiche eine technisch und wirtschaftlich interessante Lösung. 28