Die Umkehrosmose ist die fortschrittlichste Wasseraufbereitungstechnologie, die derzeit von Menschen beherrscht wird, und erreicht eine Reinheit von nahezu 100 %. Das Umkehrosmoseelement dient dazu, die Wasserreinheit zu verbessern und Verunreinigungen sowie Salze aus dem Wasser zu entfernen.
Bei der Aufbereitung von Rohwasser mittels Umkehrosmosemembranen wird der Rückgewinnungsrate des Membransystems als wichtigem Leistungskennwert große Bedeutung beigemessen. Eine hohe Rückgewinnungsrate bedeutet eine hohe Wasserausbeute. Gilt also: Je höher die Rückgewinnungsrate des Umkehrosmose-Membransystems, desto besser?
1. Wie hoch ist die Rückgewinnungsrate des Umkehrosmose-Membransystems?
Die Rückgewinnungsrate bezeichnet den prozentualen Anteil des Zulaufwassers im Membransystem, der in Produktwasser oder Permeat umgewandelt wird. Sie hängt von der Qualität des vorbehandelten Zulaufwassers und den Wasseranforderungen ab. Die Rückgewinnungsrate des Systems wird von vielen Faktoren beeinflusst, wie z. B. der Qualität des zugeführten Wassers, der Anzahl und Anordnung der Membranelemente. Kleine Umkehrosmoseanlagen verfügen über wenige Membranelemente und einen kurzen Wasserzulauf, wodurch die Rückgewinnungsrate im Allgemeinen niedrig ist. Anlagen mit einer großen Anzahl von Membranelementen und einem langen Wasserzulauf erreichen hingegen in der Regel Rückgewinnungsraten von über 75 % und mitunter sogar von bis zu 90 %.
2. Rückgewinnungsalgorithmus des Umkehrosmose-Membransystems
Die Rückgewinnungsrate eines herkömmlichen, einarmigen Umkehrosmose-Membranelements variiert je nach Qualität des Zulaufwassers und liegt meist zwischen 12 % und 50 %. Auch die Rückgewinnungsrate herkömmlicher Umkehrosmose-Membransysteme schwankt je nach Anlagengröße und Rohwasserqualität zwischen 30 % und 90 %.
Die Berechnungsformel für die Rückgewinnungsrate lautet wie folgt:
R%=Fp/Ff×100%
In der Formel: Ff ---- Einlasswasserdurchflussrate der Umkehrosmosemembran (System) (m³/h)
Fp ---- Wasserdurchflussrate der Umkehrosmosemembran (System) (m³/h)
R ---- Rückgewinnungsrate der Umkehrosmosemembran (des Systems)
3. Ist die Rückgewinnungsrate des Umkehrosmose-Membransystems so hoch wie möglich?
In manchen Fällen ist auch bei kleinen Umkehrosmoseanlagen eine hohe Rückgewinnungsrate erforderlich, um Wasserverschwendung zu vermeiden. Bei der Auslegung solcher Anlagen müssen daher verschiedene Maßnahmen ergriffen werden. Die gängigste Methode ist die teilweise Zirkulation des Konzentrats. Das heißt, nur ein Teil des Konzentrats wird abgeleitet, der Rest wird dem Speisewasserpumpeneinlass zugeführt. Dadurch wird eine bestimmte horizontale Strömungsgeschwindigkeit an der Membranoberfläche gewährleistet und gleichzeitig die vom Anwender geforderte Rückgewinnungsrate erreicht. Eine direkte Anpassung der Ein- und Auslassventile für Speisewasser/Konzentrat ist nicht möglich, um die Rückgewinnungsrate zu erhöhen. Dies würde zu einer erhöhten Verschmutzung der Membran führen und schwerwiegende Folgen nach sich ziehen.
Je höher die Rückgewinnungsrate des Systems ist, desto geringer ist zwar der Anteil an konzentriertem Abwasser, eine übermäßig hohe Rückgewinnungsrate kann jedoch folgende Probleme verursachen:
① Die Entsalzungsrate des produzierten Wassers sinkt, was zu einer schlechten Wasserqualität führt.
② Eine Erhöhung der Rückgewinnungsrate des Systems erhöht die Konzentrationsdifferenz auf beiden Seiten der Umkehrosmosemembran, was zu einem Anstieg des Salzgehalts des Produktwassers führt.
③ Die Steigerung der Rückgewinnungsrate führt zu einer Verringerung des Nettodrucks im System, was letztendlich eine geringere Wasserproduktion zur Folge hat. Um die gleiche Wasserproduktion aufrechtzuerhalten, muss der Betriebsdruck des Systems erhöht werden, was zu höheren Betriebskosten führt.
Im Allgemeinen wird die Ausbeute von Brackwasserentsalzungsanlagen meist auf 75 % eingestellt, d. h. das konzentrierte Wasser wird um den Faktor 4 aufkonzentriert. Bei niedrigem Salzgehalt des Rohwassers können mitunter auch 80 % erreicht werden. Eine niedrigere Ausbeute wird auch gewählt, um Ablagerungen zu vermeiden.
Daher sollte die Rückgewinnungsrate entsprechend den Bedingungen des Umkehrosmose-Systems eingestellt werden, nicht je höher desto besser.
HID™ Membrane Co., Ltd. spezialisiert sich auf die Forschung und Entwicklung, das Design, die Produktion und den Vertrieb von Wasseraufbereitungsprodukten. RO-Membran, Umkehrosmose-System (RO-System), RO-Membrangehäuse, RO-Vorfilter, RO-Flachfolie usw.Die Produkte des Unternehmens werden in großem Umfang für die Wasserversorgung von Branchen wie Elektronik, Medizin, Chemie, Trinkwasseraufbereitung, Getränkeherstellung, Lebensmittelbrauerei, Kesselspeisewasser, Tierzucht und Landwirtschaft eingesetzt.
Veröffentlichungsdatum: 29. Oktober 2020