Nanofiltrationsanlage mit Antiscalantdosierung 8 m³/h

Nanofiltrationsanlage mit Antiscalant-Dosierung – 8 m³/h

Diese Nanofiltrationsanlage erzeugt bis zu 8 m³ Permeat pro Stunde. Sie eignet sich für industrielle Anwendungen mit hohem kontinuierlichem Wasserbedarf, bei denen eine Teilentsalzung, Härtereduzierung oder selektive Aufbereitung von Trink-, Brauch- und Prozesswasser erforderlich ist.

Im Unterschied zur Umkehrosmose hält die Nanofiltration vorwiegend mehrwertige Ionen, größere Moleküle, organische Verbindungen und Partikel zurück. Einwertige Ionen können abhängig vom eingesetzten Membrantyp stärker im Wasser verbleiben. Dadurch wird das Wasser gezielt aufbereitet, ohne eine möglichst vollständige Entsalzung anzustreben.

Die Anlage wird als vormontierte, verkabelte und getestete Rahmenanlage mit Kompaktsteuerung geliefert. Die integrierte, mengengesteuerte Antiscalant-Dosierung reduziert das Risiko mineralischer Ablagerungen auf den Membranen.

Vorteile der 8-m³/h-Ausführung

• bis zu 8 m³/h Permeatleistung

• für große industrielle Produktionsmengen

• Teilentsalzung und deutliche Reduzierung der Wasserhärte

• integrierte Antiscalant-Dosierung mit mengenproportionaler Zugabe

• 100-Liter-Dosierbehälter mit Auffangwanne

• niedriger Betriebsdruck von 7 bar

• Aufstellfläche von 2.700 × 790 mm

• automatischer Betrieb über einen potenzialfreien Kontakt

• kontinuierliche Überwachung der Leitfähigkeit

• einstellbare Ausbeute von 75 bis 80 %

• vormontierte PVC-U-Verrohrung

• Feinfilter mit 5 µm zum Schutz der Membranen

Technische Daten

Die tatsächliche Rückhaltung einzelner Wasserinhaltsstoffe und die erreichbare Wasserqualität hängen von der Rohwasserzusammensetzung, dem Membrantyp, der Temperatur, dem Betriebsdruck und der eingestellten Ausbeute ab.

Integrierte Antiscalant-Dosierung

Die Antiscalant-Dosierung stabilisiert ausfällungsgefährdete mineralische Wasserinhaltsstoffe im Konzentratstrom. Dadurch wird das Risiko von Scaling, Druckanstieg und Leistungsverlust auf den Membranen reduziert.

Antiscalant entfernt keine Härtebildner aus dem Wasser. Die Härtereduzierung erfolgt durch die Nanofiltrationsmembranen. Das geeignete Antiscalant und die erforderliche Dosiermenge werden anhand der Rohwasseranalyse und der geplanten Anlagenausbeute ausgewählt.

Die Dosierstation besteht aus:

• 100-Liter-Dosierbehälter mit Auffangwanne

• Grundfos-Dosierpumpe für kleine Dosiermengen

• Sauglanze mit Rückschlagventil

• Niveauschalter zur Leermeldung

• Wasserzähler mit Impulsmodul

• mengenproportionaler Ansteuerung der Dosierpumpe

Für eine gut regelbare Dosierung eignet sich beispielsweise das gebrauchsfertig vorverdünnte Antiscalant VITEC 3000 im 20-Liter-Kanister. Die konkrete Eignung und Dosiermenge müssen anhand der Wasseranalyse geprüft werden.

Ausstattung der Nanofiltrationsanlage

• Hochdruckpumpe von KSB

• Membranstufe mit Nanofiltrationsmembranen und Druckrohren

• Feinfilter mit 5 µm Filterfeinheit

• Armaturen, Ventile und Durchflussanzeiger

• Kompaktsteuerung mit Leitfähigkeitsmessung

• separater Steuerschrank zur Lastverteilung

• Aluminiumrahmen mit höhenverstellbaren Stellfüßen

• Verrohrung und Armaturen aus PVC-U

• E-Plan, RI-Schema, Bedienungsanleitung und Datenblätter

Als Ersatzmembran beziehungsweise für die anwendungsspezifische Membranauswahl steht die DuPont FilmTec NF90-400 Nanofiltrationsmembran zur Verfügung. Vor einem Austausch müssen Membrantyp, Druckrohr, Betriebsdruck, Durchfluss und gewünschte Rückhaltung geprüft werden.

Automatischer Anlagenbetrieb

Die Nanofiltrationsanlage wird über einen potenzialfreien Kontakt angefordert. Nach dem Start erfolgt zunächst eine einstellbare Vorspülung. Anschließend startet die Hochdruckpumpe und die Wasseraufbereitung beginnt.

Die Leitfähigkeit des aufbereiteten Wassers wird kontinuierlich überwacht. Erst nach Unterschreiten des eingestellten Grenzwertes schaltet die Steuerung den Wasserstrom vom Kanal auf den Permeatausgang um.

Fällt das Anforderungssignal ab, beendet die Anlage den Produktionsbetrieb und wechselt in Wartestellung. Für längere Stillstandszeiten kann eine automatische Modulspülung programmiert werden, um Stagnationszeiten in der Membranstufe zu reduzieren.

Nanofiltration oder Umkehrosmose?

Nanofiltration ist sinnvoll, wenn Wasser gezielt enthärtet oder teilentsalzt werden soll, aber keine weitgehende Vollentsalzung erforderlich ist. Gegenüber einer Umkehrosmose arbeitet sie mit einer anderen Trenncharakteristik und lässt einwertige Ionen abhängig vom Membrantyp stärker passieren.

Typische Anwendungen sind:

• Härtereduzierung ohne Regeneration mit Salz

• Teilentsalzung von Prozesswasser

• Aufbereitung von Kühl- und Brauchwasser

• Reduzierung mehrwertiger Ionen

• Reduzierung größerer organischer Moleküle

• Verringerung von Trübung und Färbung

• Vorbehandlung nachgeschalteter technischer Prozesse

Ob die Nanofiltration die geforderte Zielwasserqualität erreicht, muss anhand der konkreten Wasseranalyse und der gewünschten Grenzwerte geprüft werden.

Nachgeschalteter Tank und Druckerhöhung

Der Permeatausgang der Anlage ist drucklos. Das aufbereitete Wasser wird daher üblicherweise in einem Tank gesammelt. Eine nachgeschaltete Druckerhöhung versorgt die Verbraucher mit dem benötigten Betriebsdruck und kann kurzfristige Verbrauchsspitzen abdecken.

Als Speicherlösung steht beispielsweise ein 4.000-Liter-Rechtecktank mit geregelter Druckerhöhung zur Verfügung. Tankvolumen und Pumpenleistung müssen anhand der Anlagenleistung, Produktionszeit, Verbrauchsspitzen und des erforderlichen Versorgungsdrucks ausgelegt werden.

Verfügbare Leistungsgrößen im Vergleich

Alle Ausführungen arbeiten nach demselben Verfahrensprinzip und verfügen über eine mengengesteuerte Antiscalant-Dosierung. Die passende Baugröße richtet sich nach dem Wasserbedarf, der verfügbaren Produktionszeit, dem Rohwasserzufluss, der zulässigen Konzentratmenge und der vorhandenen Aufstellfläche.

Die Rohwasser- und Konzentratmengen beziehen sich auf eine Ausbeute von 75 %. Bei einer Ausbeute von 80 % benötigt die 8-m³/h-Ausführung rechnerisch 10 m³/h Rohwasser und erzeugt 2 m³/h Konzentrat. Ob diese Einstellung technisch möglich ist, hängt von der Rohwasseranalyse, der Antiscalant-Auslegung und dem zulässigen Aufkonzentrierungsfaktor ab.

Die angegebenen Abmessungen entsprechen den jeweiligen Rahmenabmessungen der gleich aufgebauten Umkehrosmoseanlagen. Projektspezifische Anpassungen können zu abweichenden Maßen führen.

Auswahl der passenden Baugröße

Bei der Auswahl sind insbesondere zu berücksichtigen:

• durchschnittlicher und maximaler Wasserbedarf

• tägliche Betriebszeit der Anlage

• verfügbarer Rohwasserzufluss

• Kapazität des Abwasseranschlusses

• vorhandene Aufstellfläche

• Größe des nachgeschalteten Speichertanks

• erforderliche Leistung der Druckerhöhung

• gewünschte Versorgungssicherheit

Bei schwankendem Verbrauch ist häufig eine kleinere Nanofiltrationsanlage mit ausreichend dimensioniertem Speichertank wirtschaftlicher. Der Tank puffert Verbrauchsspitzen und ermöglicht längere, gleichmäßige Produktionsintervalle.

Voraussetzungen für die Auslegung

Für die technische Prüfung und genaue Auslegung werden benötigt:

• aktuelle Rohwasseranalyse

• benötigte Wassermenge in m³/h und m³/Tag

• gewünschte Wasserqualität beziehungsweise einzuhaltende Grenzwerte

• Rohwassertemperatur

• vorhandener Zulaufdruck

• geplante tägliche Betriebszeit

• Angaben zu Spitzenverbrauch und Verbrauchsprofil

• verfügbare Aufstellfläche

• gewünschte Tankgröße und erforderlicher Versorgungsdruck

Auf Grundlage dieser Angaben werden Membranauswahl, Ausbeute, Antiscalant und Dosiermenge auf den Anwendungsfall abgestimmt.