Entsalzung mit Umkehrosmosemodulen

Membrantechnologie

Osmose ist ein natürliches Phänomen, ohne das das Leben unmöglich wäre. Durch osmotische Prozesse können Pflanzen Nährstoffe aus dem Boden aufnehmen. Unsere Nieren reinigen das Blut in unserem Körper durch Osmose.
Obwohl die Osmose bereits 1850 entdeckt und untersucht wurde, dauerte es bis 1960, bis wir das Verfahren zur Wasserentsalzung anwenden konnten.

Membranfiltration wurde lange Zeit als futuristisches, teures und komplexes Verfahren betrachtet. In den letzten fünfzehn Jahren hat sich dieses Verfahren jedoch zu einer ausgereiften und zuverlässigen Technik entwickelt, die für die (Trink-)Wasserreinigung sehr gut geeignet ist.

Wenn wir es mit einem System zu tun haben, das aus zwei Flüssigkeiten besteht, die durch eine halbdurchlässige Membran getrennt sind (durchlässig, nur nicht für Salze) und wir Salz auf einer Seite des Systems hinzufügen, beginnt reines Wasser durch die Membran zu fließen. Dieser Fluss setzt sich fort, bis der Druck auf beiden Seiten der Membran gleich ist. Danach wird der Wasserstand höher sein, wo das Salz hinzugefügt wurde. Als osmotischer Druck wird der Unterschied im Wasserspiegel bezeichnet, der durch die Zugabe einer bestimmten Salzmenge entsteht. Der osmotische Druck von Meerwasser liegt bei etwa 26 bar.

Den Begriff „Umkehrosmose” wie folgt:
Um Wasser zu entsalzen, müssen wir eine Strömung durch eine Membran erzeugen, die bewirkt, dass das Wasser die salzige Seite der Membran verlässt und in die salzfreie Seite fließt. Dazu muss auf der Salzseite der Membran Druck auf die Wassersäule aufgebaut werden; Erstens, um den natürlichen osmotischen Druck zu beseitigen und zweitens, um zusätzlichen Druck auf die Wassersäule zu erzeugen, um das Wasser durch die Membran zu drücken. Für die Meerwasserentsalzung muss der Druck etwa 50-60 bar betragen.

Es gibt verschiedene Techniken, die zur Wasserentsalzung angewendet werden können. Beispiele sind Umkehrosmose, elektro Dialyse, Destillation und Ionenaustausch (siehe Bild).
Umkehrosmose ist das wirtschaftlichste Verfahren zur Entsalzung von Brack- und Meerwasser. Wenn wir dieses Verfahren mit dem traditionellen thermischen Destillationsverfahren vergleichen, sind die Kapitalinvestitionen und der Energieverbrauch viel geringer.

Umkehrosmosemodule

Es gibt vier verschiedene Arten von Umkehrosmosemodulen, die für Umkehrosmoseprozesse, hauptsächlich Entsalzungsprozesse, verwendet werden. Dies sind die röhrenförmigen, Platte & Rahmen, Spirale und Hohlfasermodule.

Systemkosten:
Rohr-, Platten- & Rahmen >> Hohlfaser, Spirale

Designflexibilität:
Spirale > Hohlfaser > Platte & Rahmen > röhrenförmig

Erforderlicher Systemplatz:
Tubular >> Platte & Rahmen > Spirale > Hohlfaser

Foulinganfälligkeit:
Hohlfaser >> Spirale > Platte & Rahmen > röhrenförmig

Energieverbrauch:
Rohr > Platte & Rahmen > Hohlfaser > Spirale

Die Systemkosten für die Aufbereitung von Mineralwasser sind für Spiralmodule und Hohlfasermodule gleich. Die Vorbehandlungskosten für die Reinigung von Oberflächenwasser sind höher, wenn Hohlfasermembranen verwendet werden. Diese Membranen erfordern eine spezifischere Vorbehandlung, da sie anfälliger für Fouling sind.
Der Einsatz von Rohrmodulen und Plate & Rahmenmodule können teurer sein als Hohlfasermodule oder Spiralmodule. Die Kosten für den Einsatz von Rohrmodulen und Plate & Rahmenmodule sind etwa gleich groß.
Der benötigte Systemraum für die Module ist sehr hoch, wenn Hohlfasermodule oder Spiralmodule verwendet werden. Rohrmodule nehmen viel weniger Platz ein.
Es wurde gesagt, dass für Umkehrosmoseanlagen zur Meerwasserentsalzung Spiralmembranen am häufigsten verwendet werden.

· Umkehrosmose-Entsalzungsanlage (Meerwasser)
· Systemdesign
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