Planung industrielle Umkehrosmoseanlage mit Elektrodeionisation (EDI)

Planung Umkehrosmoseanlage Industriell

Bei der Planung einer industriellen Umkehrosmoseanlage für einen Betrieb ist zunächst zu ermitteln, ob die Umkehrosmoseanlage auch das richtige Verfahren abbildet. Zwar unterscheidet sich der erreichbare Leitwert in vielen Fällen nicht wesentlich von dem einer vergleichbaren Ionenaustauscheranlage (idR < 20 µS/cm), die Zusammensetzung des Leitwerts kann jedoch erheblich abweichen. Weiterhin gilt es zu beachten, dass eine Umkehrosmoseanlage trotz FU Pumpe nicht beliebig in Ihrer Leistung verändert werden kann. Umkehrosmoseanlagen haben im Gegensatz zu Ionenaustauscheranlagen einen festen Betriebspunkt in L/h, der erreicht werden muß um die Geschwindigkeiten auf der Membranoberfläche, sog. Flux, in einem langfristig stabilen membran lebensdauer optiminierten Zustand zu halten. Nachdem man bei weniger Bedarf die Umkehrosmoseanlage nicht herunterregeln kann, ist ein sog. Reinwassertank (ggf. mit diversen Zusatzausrüstungen wie UV) erforderlich, der mit einer Druckstation als Vorlagetank für das VE Wasser dient. Die Druckstation kann z.B. eine Doppel-FU Pumpe sein, die auch bei mehreren angeschlossenen Abnehmern automatisch nachregeln kann. Für die Abnehmer ist damit die Belieferung mit VE Wasser aus der Leitung wie Stadtwasser möglich und diese Abnahmestelle kann dann auch beliebig variiert werden. Die Planungen werden im Übrigen parallel mit den Möglichkeiten der Planung einer Ionenaustauscheranlage durchgeführt.

Die Umkehrosmoseanlage Industrie benötigt in der Regel 4 bar Vordruck aus der Stadtwasserleitung und im wesentlichen 4 Anschlüsse: Stadtwasser, Permeat, Abwasser (Konzentrat, Regenerat und Vorfilterrückspülung) und Strom.

Die Kernanlage der Umkehrosmose kann nach Kundenwunsch geplant werden. Zunächst ist in der Regel ein Systemtrenner und ein Vorfilter 100µm erforderlich. Anschließend sind die Härtebildner aus dem Wasser entweder über eine (Duplex-)Enthärtungsanlage auf Ionenaustauscherbasis mit Kochsalzregeneration oder über eine temporäre Maskierung über Antisaklant-Komplexbildner aus dem Wasser zu entfernen. Es besteht nun die Möglichkeit verschiedener FU/Nicht-FU Pumpen, Membranen mit unterschiedlichen Abscheideraten und die Anlage kann permeat- oder konzentratgestuft ausgeführt werden. Die permeatgestufte Anlage zeichnet sich durch einen noch geringeren Leitwert aus, da das „gute“ Wasser nochmals über eine weitere Umkehrosmose geführt wird und noch weiter verbessert wird, z.B. in Bereiche < 5 µS/cm. Die die konzentratgestufte Anlage zeichnet sich dadurch aus, dass der Abwasseranfall des Konzentrats, also das „schlechte“ Wasser, weiter reduziert wird.

Soweit eine noch weitere Verbesserung des Permeats erforderlich ist, z.B. im Bereich Halbleiter mit erforderlichen Leitwerten von unter 0,1 µS/cm = 10 MOhm*cm, sind noch weitere Ausbaustufen verfügbar. Nach einer permeatgestuften Umkehrosmoseanlage erfolgt in der Regel noch eine Membranentgasung oder eine vorherige Abbindung der gelösten Gase als HCO₃, wenn der Leitwert nicht nur auf den Salzgehalt des Permeats bezogen ist und eine anschließende Feinreinigung mittels Elektrodeionisation zur Elektrodeionisierung (sog. EDI) zum sog. Diluat. Regelmäßig wird der EDI eine Vollentsalzungspatrone mit (ggf. UPW-) Mischbettharz zur externen Regeneration als Polizeifilter für das Diluat nachgeschaltet mit dem ein Leitwert bis zu 0,056 µS/cm = 18,18 MOhm*cm erreichen lassen. Es gilt dabei jedoch zu beachten, dass sich dieses VE-Wasser sehr schnell mit bereits in der Luft befindlichen CO₂ anreichert, eine Überprüfung im Becherglas also bereits einen Leitwert von 2-5 µS/cm anzeigen kann. Es bedarf daher einer gesonderten Messmimik, die vor Ort fest verbaut ist und neben den Leitwert häufig auch weitere Parameter überprüft, die nicht im Leitwert ersichtlich sind.

Eine weitere gesonderte Betrachtung erfordert der Abwasserstrom, also das Konzentrat. Hier bestehen verschiedene Möglichkeiten der Einleitung, die im Einzelfall geklärt werden müssen und die unterschiedliche Konsequenzen haben: in die kommunale Kanalisation, in die CP-Abwasseranlage, vor die pH-Endkontrolle oder nach der pH-Endkontrolle.

Eine gesonderte Indirekteinleitererlaubnis für den Betrieb von Umkehrosmoseanlagen ist hinsichtlich der staatlichen Überwachung ist bis zur Grenze von 10 m³/Woche Konzentrat/Regenerat nicht erforderlich. Darüber hinaus ist jedoch eine Genehmigung erforderlich, insbesondere wenn es zu einer Vermischung mit anderen Abwasserströmen kommt. Zu beachten ist jedoch, dass die kommunale Überwachung diese Freigrenze nicht kennt, d.h. das entstehende Abwasser hat die Überwachungswerte der kommunalen Entwässerungssatzung in jedem Fall, auch bei einer noch so kleinen Einleitung, zu erfüllen. Dabei sticht insbesondere der Parameter Kupfer (Cu) heraus, da dieser bis zu 2,0 mg/l im Stadtwasser gem. TrinkwasserVO betragen darf, in der kommunalen Überwachung jedoch nur 1,0 mg/l zulässig sind und auch noch eine Aufkonzentration im Regenerat der Enthärtungsanlage bzw. bei Antiscalantdosierung im Konzentrat erfolgt. Daneben gibt es in Einzelfällen noch ein typisches Indirekteinleiterproblem mit dem Parameter Sulfat im Abwasser.

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