Entsalzung Nachbehandlung: Borentfernungsprozess
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Warum sollte Bor aus dem Trinkwasser entfernt werden? Der menschliche Körper enthält ungefähr 0,7 ppm Bor, ein Element, das nicht als Nahrungsbedarf angesehen wird. Dennoch nehmen wir dieses Element aus der Nahrung auf, da es ein Nahrungserfordernis für Pflanzen ist. Die tägliche Aufnahme beträgt ungefähr 2 mg. Die in Obst und Gemüse enthaltene Bormenge liegt unterhalb der Toxizitätsgrenze.Bei einer täglichen Aufnahme von über 5 g Borsäure wird der menschliche Körper deutlich negativ beeinflusst, was zu Übelkeit, Erbrechen, Durchfall und Blutgerinnung führt. Mengen über 20 g sind lebensgefährlich. Borsäure reizt Haut und Augen. Ein möglicher Zusammenhang besteht zwischen dem Borgehalt von Böden und Trinkwasser und dem Auftreten von Arthritis bei Menschen.
Warum sollte Bor aus dem Gießwasser entfernt werden? Bor kann in sehr geringen Konzentrationen giftig sein. Eine Borkonzentration von weniger als 1 mg/l ist für die Pflanzenentwicklung unerlässlich, aber höhere Konzentrationen können bei empfindlichen Pflanzen Probleme verursachen. Die meisten Pflanzen weisen Toxizitätsprobleme auf, wenn die Borkonzentration 2 mg/l überschreitet (siehe Tabelle unten).
Quelle: Auszug aus den Australian Water Quality Guidelines for Fresh & Marine Waters (ANZECC)
Bor ist in Wasser als Borsäure H3BO3 und Borat H3BO2- vorhanden. Die vorherrschende Form der Borspezies hängt vom pH-Wert des Wassers ab. Der pKa von H3BO3/H3BO2- beträgt 9,2, daher liegt das Gleichgewicht H3BO3 H3BO2-+ H+ bei Standard-Meerwasser-pH 8 typischerweise nach links.
Typische Borentfernungsraten bei pH 8 liegen zwischen 73 und 90 % für Standard-Meerwasser-Umkehrosmose-Membranen mit hoher Rückweisung, abhängig von der Wassertemperatur. Eine spezielle High Boron Removal-Membran kann eine Entfernung von 95 % erreichen
Meerwasser mit hohem Salzgehalt hat meist einen hohen Borgehalt und befindet sich in sehr heißen Klimazonen wie dem Persischen Golf, dem Roten, dem östlichen Mittelmeer oder dem Karibischen Meer. Bei 30 °C sinkt die Borentfernung auf etwa 78 %, sodass 1,15 mg/l im Pass-1-Permeatstrom verbleiben. Daher ist ein spezifischer Borentfernungsprozess erforderlich, um die von der WHO geforderten 0,5 mg/l zu erreichen. Wie kann Bor aus entsalztem Wasser entfernt werden? Je nach Salzgehalt, Borkonzentration und Temperatur des Wassers werden zwei Hauptprozesse verwendet, um Trinkwasser unter 0,5 mg/L Bor zu erzeugen:Prozess A 2-Pass SWRO: 2. Durchlauf RO mit Natronlauge, um den pH-Wert um 9,5 zu erhöhen. Ein Teil des Pass-1-Permeats kann umgangen werden, um einige Mineralien im Wasser zu halten. Der 2. Durchlauf RO kann aus Seawater Low Energy-Membranen bestehen, wenn Temperatur und Salzgehalt hoch sind, oder Brackish Water High Rejection-Membranen bei milderen Bedingungen. Prozess B SWRO+ IX: Selektives Borionenaustauscherharz mit oder ohne Bypass, abhängig von der benötigten Restborkonzentration. Das Selektivharz muss vor Ort mit Natronlauge und Salzsäure regeneriert werden. Um eine kontinuierliche Produktion zu gewährleisten, wird häufig ein Doppelsäulensystem benötigt.
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