Umkehr-Osmose

Entfernung von organischen Substanzen und Entsalzung von hoch salzhaltigen Wässern, in Kombination mit Ionenaustauschanlagen, für die Vor- und Nachbehandlung, mit vollautomatischer Qualitätsüberwachung; für Dampfkesselanlagen, Kühl- und Klimaanlagen, Pharma-, Elektronik-, Textil- und Getränkeindustrieanlagen.

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Verfahrensbeschreibung einer Wasserentsalzungsanlage nach dem Verfahren der umgekehrten Osmose (RO)

Für die Entsalzung von Wässern mit hohen Salzgehalten wird in zunehmenden Maße die UMKEHR-OSMOSE eingesetzt.

Grundlage dieser Verfahrenstechnik ist die Tatsache, dass sich zwei in ihrer Konzentration unterschiedliche Lösungen aufgrund der verschiedenen osmotischen Drücke ausgleichen. Stehen unterschiedliche Lösungen über eine einseitig durchlässige Membrane miteinander in Verbindung, so fließt das Lösungsmittel aus der verdünnten Lösung in die konzentrierte Lösung.

Die Geschwindigkeit dieser natürlichen Diffusion, OSMOSE genannt, hängt von dem in der konzentrierten Lösung vorhandenem Druck ab. Wird der Druck in der konzentrierten Lösung durch äußere Einwirkung verstärkt und der osmotische Druck vergrößert, so kehrt sich die Fließrichtung um.

Aus der konzentrierten Lösung diffundiert Wasser in die verdünnte Lösung, wobei die zwischen beiden Lösungen befindliche semipermeable Membrane die Salze zurückhält.

Von der Art und Beschaffenheit dieser Membrane und vom Gegendruck hängt es ab, wieviele und welche im Wasser gelösten Ionen mit dem Lösungsmittel die Membrane passieren. Dieser Vorgang wird umgekehrte OSMOSE genannt (RO = reverse osmose) und ermöglicht die Entsalzung von Lösungen und bietet somit eine Alternative zur Entsalzung mit Ionen-Austauschern.

Wesentlicher Bestandteil der UMKEHR-OSMOSE-ANLAGE ist die halbdurchlässige Membrane (semipermeabel), die bei steigendem Gegendruck möglichst nur für Wasser und Ionen mit niedrigem Molekulargewicht durchlässig ist.

Membranen dieser Art sind aus Zellulose-Acetat oder Polyamid-Fasern hergestellt. Sie werden als Röhrenmodule oder als Kompaktmodule eingesetzt.

Voraussetzung für das optimale Funktionieren aller eingesetzten Membranen ist eine gewissenhafte Vorbehandlung des zu entsalzenden Wassers (Speisewasser=feedwater), wobei darauf zu achten ist, dass die Summe der Festteilchen im Speisewasser kleiner ist als 4 SDI (Silt Density Index). Härteausfällungen auf den Membranen sind ebenso zu vermeiden wie Gipsabscheidungen durch einen  hohen Gehalt von Kalziumsulfat.

Das Speisewasser muß keimfrei sein und darf keinen Chlorüberschuss enthalten. Auch die Einhaltung der Speisewassertemperatur ist zu beachten, da hiervon die Effektivität der Membranen abhängt.

Das Speisewasser wird nach analysenbedingter Vorbehandlung vor dem Eintritt in die Anlage in einem Kerzenfilter feinstfiltriert, wodurch Festteilchen bis 5 micron zurückgehalten werden.

Anschließend fließt das Wasser einer Druckerhöhungspumpe zu. Durch diese Pumpe wird das Speisewasser auf den Arbeitsdruck der Membranen erhöht und durchströmt die einzelnen Membranen, die in Druckrohren untergebracht sind.

Durch sinnvolle Anordnung der Druckrohre in Hintereinander- und Parallelschaltung, und nach Salzgehalt im Speisewasser, wird eine Reinwasserausbeute (Permeatausbeute) zwischen 50 und 80% erreicht.

Die in die Kanalisation abfließende Konzentratmenge beträgt dann zwischen 50 und 20%.
Der Salzgehalt im abfließenden Konzentrat ist 2 ... 4-fach höher als im Speisewasser.

Das die RO-Anlage verlassende, entsalzte Wasser (Permeat) enthält je nach Rohwasseranalyse eine größere Menge an freier, aggressiver Kohlensäure, die je nach Verwendung des Permeates zu entfernen ist.
Bei einwandfrei vorbehandeltem Speisewasser ist der Betrieb einer RO-Anlage problemlos.

Zur regelmäßigen Wartung einer RO-Anlage gehört die Spülung der Membranen und die chemische Reinigung der Membranen bei merkbarem Leistungsabfall, sowie eine Konservierung und Entkeimung bei längerem Stillstand der Anlage.
Genaue Instruktionen hierüber enthält die zu jeder Anlage gehörende Bedienungsanleitung.

Für die betriebliche Überwachung der automatisch arbeitenden Anlage gehört eine Leitfähigkeits-Meßgerät und -wenn erforderlich- ein pH-Meßgerät.
Mit dem Wert der Leitfähigkeit wird die Permeat-Qualität überwacht.

Alle Aussagen über die Permeatqualität gelten für eine Betriebszeit nach 3 Jahren, d.h. bei Inbetriebnahme der Anlage werden die angegebenen Werte günstiger sein.

Für alle eingesetzten Membranen geben die Hersteller eine Garantiezeit von 3 Jahren. Danach müssen die Membranen, je nach Leistungsausfall, ausgewechselt werden.