Umkehrosmose Membranelement DuPont FILMTEC XLE 4021

DuPont FilmTec XLE-4021 Niederdruckmembrane für 4021-Druckrohre

Das DuPont FilmTec XLE-4021 ist ein Umkehrosmose-Membranelement für geeignete 4021-Druckrohre. Die Membrane gehört zur XLE-Reihe von DuPont FilmTec und ist auf niedrigen Betriebsdruck, gute Permeatleistung und wirtschaftlichen Anlagenbetrieb in kommerziellen Umkehrosmoseanlagen ausgelegt.

Die XLE-4021 ist keine Seewassermembrane und keine Nanofiltrationsmembrane. Sie ist für Stadtwasser, leichtes Brackwasser und technische Wasseraufbereitungsanwendungen mit geeigneter Vorbehandlung vorgesehen. Gegenüber klassischen Hochrückhalte-Membranen steht bei der XLE-Reihe besonders der energieeffiziente Betrieb im Vordergrund.

Einsatzbereich der XLE-4021

Niederdruckmembrane für kompakte RO-Anlagen

Die XLE-4021 eignet sich für kompakte gewerbliche Umkehrosmoseanlagen, technische Wasseraufbereitung, Stadtwasseraufbereitung, leichtes Brackwasser, Permeaterzeugung vor Mischbettpatronen oder EDI-Stufen sowie Ersatzbedarf in bestehenden 4021-Druckrohren.

Die Baugröße 4021 liegt zwischen kleineren 2540-Membranen und größeren 4040-Elementen. Sie wird eingesetzt, wenn eine kompakte Anlage mehr Leistung benötigt als typische Kleinmembranen, aber kein 4040-Druckrohr vorhanden ist.

Niedriger Betriebsdruck und Energieeffizienz

Die XLE-Reihe ist auf Extra-Low-Energy-Betrieb ausgelegt. Das kann den Energiebedarf der Anlage reduzieren, wenn Rohwasserqualität, Recovery, Vorbehandlung und gewünschte Permeatqualität zur Membrane passen.

Niedriger Betriebsdruck bedeutet jedoch nicht, dass die Vorbehandlung weniger wichtig ist. Trübung, SDI, organische Belastung, Biofouling, Eisen, Mangan, Härteausfällungen und Partikel können auch bei Niederdruckmembranen zu Leistungsabfall, steigendem Differenzdruck und kürzerer Standzeit führen.

Abgrenzung zu anderen Membranelementen

Unterschied zur XLE PRO-2540

Die XLE PRO-2540 ist ein kleineres 2540-Membranelement. Die XLE-4021 ist für 4021-Druckrohre vorgesehen und besitzt eine andere Baugröße.

Beide Membranen gehören zum Niederdruckbereich, unterscheiden sich aber in Druckrohrkompatibilität, Anlagenleistung und Einbaumaßen. Eine 2540-Membrane kann nicht in ein 4021-Druckrohr eingebaut werden.

Unterschied zur XLE PRO-4040

Die XLE PRO-4040 ist die größere 4"-Ausführung für 4040-Druckrohre. Die XLE-4021 ist kleiner und für 4021-Druckrohre vorgesehen.

Wenn eine Anlage mit 4040-Druckrohren vorhanden ist, muss eine 4040-Membrane verwendet werden. Wenn die Anlage auf 4021-Druckrohre ausgelegt ist, ist die XLE-4021 die passende Baugrößenrichtung.

Unterschied zur LC LE PRO-4040

Die LC LE PRO-4040 ist eine 4"-Low-Energy-Membrane für 4040-Druckrohre. Die XLE-4021 ist dagegen für 4021-Druckrohre vorgesehen.

Beide Membranen sind im Low-Energy-Bereich einzuordnen. Trotzdem dürfen sie nicht nur anhand des niedrigen Betriebsdrucks verglichen werden. Entscheidend sind Druckrohr, Permeatleistung, Salzrückhaltung, Testbedingungen, Anlagenhydraulik und Zielqualität.

Unterschied zur BW30 PRO-4040

Die BW30 PRO-4040 ist stärker auf klassische Brackwasser-RO-Anwendungen mit hoher Salzrückhaltung ausgelegt. Die XLE-4021 ist stärker auf niedrigen Betriebsdruck und wirtschaftlichen Betrieb in kompakterer Baugröße ausgerichtet.

Wenn eine möglichst hohe Salzrückhaltung wichtiger ist als niedriger Betriebsdruck, kann eine BW30-PRO-Membrane technisch passender sein. Wenn Energiebedarf und kompakte Baugröße im Vordergrund stehen, sollte die XLE-4021 geprüft werden.

Unterschied zu Oltremare LOW1-4021 und LOW4-4021

Die Oltremare LOW1-4021 und die Oltremare LOW4-4021 sind ebenfalls 4021-Membranen im Niederdruckbereich. Die XLE-4021 ist die DuPont-FilmTec-Ausführung innerhalb dieser Baugrößenklasse.

Bei der Auswahl müssen Permeatleistung, Rückhaltung, Betriebsdruck, Druckrohr, vorhandene Anlage und gewünschte Permeatqualität verglichen werden. Die gleiche Baugröße bedeutet nicht automatisch identisches Betriebsverhalten.

Unterschied zur Oltremare SEA2-4021

Die Oltremare SEA2-4021 ist eine Seewassermembrane in 4021-Baugröße. Die XLE-4021 ist dagegen eine Niederdruckmembrane für niedrigere Salzfrachten.

Bei Seewasser oder sehr hoher Leitfähigkeit muss eine geeignete Seewassermembrane eingesetzt werden. Eine 4021-Baugröße allein sagt nicht aus, ob eine Membrane für Stadtwasser, Brackwasser oder Seewasser geeignet ist.

Unterschied zur Nanofiltration

Die XLE-4021 ist eine Umkehrosmosemembrane und keine Nanofiltrationsmembrane. Nanofiltration wird zur selektiven Teilentsalzung eingesetzt und hat andere Rückhalteeigenschaften als eine RO-Membrane.

Wenn gezielt Härte, Sulfat oder bestimmte organische Bestandteile reduziert werden sollen, kann eine Nanofiltrationsmembrane technisch sinnvoller sein. Wenn stärkere Entsalzung und klassische RO-Permeatqualität benötigt werden, ist eine geeignete Umkehrosmosemembrane zu prüfen.

XLE-Technologie und Betriebsverhalten

Extra-Low-Energy-Membrane

Die XLE-4021 ist für den Betrieb bei sehr geringem Anpressdruck ausgelegt. Dadurch kann sie in geeigneten Anlagen helfen, Energiekosten zu reduzieren und die Produktivität zu verbessern.

Der Vorteil des niedrigen Betriebsdrucks kann nur genutzt werden, wenn Speisewasserqualität, Vorbehandlung, Anlagenhydraulik und Zielqualität zur Membrane passen. Bei höherer Salzfracht oder strengeren Anforderungen an die Permeatqualität kann eine andere Membranreihe passender sein.

Polyamid-Dünnschicht-Verbundmembran

Die XLE-4021 ist ein Spiralwickelelement mit Polyamid-Dünnschicht-Verbundmembran. Dieses Membranmaterial wird in Umkehrosmoseanlagen eingesetzt, um gelöste Salze und bestimmte Wasserinhaltsstoffe deutlich zu reduzieren.

Polyamidmembranen sind empfindlich gegenüber freiem Chlor und anderen Oxidationsmitteln. Die Vorbehandlung muss deshalb sicherstellen, dass oxidierende Stoffe vor der Membrane entfernt werden.

Technische Daten der DuPont FilmTec XLE-4021

Vorwasserqualität und Membranschutz

Vorbehandlung für Niederdruck-RO-Anlagen

Die XLE-4021 benötigt geeignet vorbehandeltes Speisewasser. Trübung, SDI, Schwebstoffe, organische Belastung, Biofouling, Eisen, Mangan, Öl, Härteausfällungen und Kolloide können die Membrane belasten.

Je nach Rohwasser können Vorfilter, Ultrafiltration, Aktivkohle, Antiscalant-Dosierung, pH-Korrektur, Enthärtung, Enteisenung oder Entmanganung erforderlich sein. Die Auslegung hängt von Wasseranalyse, Recovery, Temperatur, Betriebsdruck und gewünschter Permeatqualität ab.

Chlor und Oxidationsmittel

Die freie Chlortoleranz beträgt < 0,1 ppm. Freies Chlor und andere Oxidationsmittel können Polyamidmembranen dauerhaft schädigen.

Wenn in der Vorbehandlung Chlorung, Oxidation oder Desinfektionschemikalien eingesetzt werden, muss vor der Membrane eine sichere Entchlorung erfolgen. Eine chemisch geschädigte Membrane kann Rückhaltung und Permeatqualität dauerhaft verschlechtern.

Antiscalant und Scaling-Schutz

Antiscalant VITEC 3000 kann bei geeigneter Auslegung eingesetzt werden, um mineralische Ausfällungen in der Umkehrosmoseanlage zu reduzieren.

Ob eine Antiscalant-Dosierung ausreicht, hängt von Wasseranalyse, Salzfracht, Härte, pH-Wert, Temperatur und Recovery ab. Bei kritischer Wasserzusammensetzung sollte die Dosierung nicht pauschal gewählt werden, sondern zur Anlagenplanung passen.

Einbau, Austausch und Betrieb

Einbau in 4021-Druckrohre

Die XLE-4021 ist für genormte 4021-Druckrohre vorgesehen. Vor dem Einbau müssen Druckrohr, Druckstufe, Endadapter, Dichtungen, Permeatanschluss, Fließrichtung und Druckrohrzustand geprüft werden.

Als passendes Zubehör kann ein Wave Cyber Druckrohr Größe 4021 1.000 psi geprüft werden. Ob dieses Druckrohr zur Anlage passt, hängt von Druckstufe, Anschluss, Anlagenaufbau und Einsatzbedingungen ab.

Inbetriebnahme nach dem Membranwechsel

Beim Anfahren der Anlage sollten plötzliche Druck- und Querstromschwankungen vermieden werden. Der Speisedruck sollte über 30 bis 60 Sekunden kontrolliert erhöht werden. Die Querströmungsgeschwindigkeit sollte anschließend über 15 bis 20 Sekunden auf den eingestellten Betriebspunkt gebracht werden.

Das Permeat aus der ersten Betriebsstunde sollte verworfen werden. Danach sollten Betriebsdruck, Permeatleistung, Konzentratfluss, Permeatleitfähigkeit, Recovery und Differenzdruck kontrolliert werden.

Betriebskontrolle

Im laufenden Betrieb sollten Permeatleistung, Permeatleitfähigkeit, Salzrückhaltung, Zulaufdruck, Konzentratdruck, Differenzdruck, Temperatur und Recovery regelmäßig überwacht werden.

Sinkende Permeatleistung, steigender Differenzdruck oder zunehmende Permeatleitfähigkeit können auf Fouling, Scaling, Biofouling, chemische Schädigung oder mechanische Probleme hinweisen. Die Ursache sollte geprüft werden, bevor nur die Membrane ersetzt wird.

Reinigung, Stillstand und Lagerung

Reinigung bei Leistungsabfall

Die Kurzzeitreinigung ist im pH-Bereich 1 bis 13 für 30 Minuten möglich. Reinigungsverfahren und Chemikalien müssen zur Membrane, zum Foulingtyp und zur Anlagenkonstruktion passen.

Je nach Ursache können mineralisches Scaling, organisches Fouling, Biofouling oder Partikelbelastung vorliegen. Eine pauschale Reinigung ohne Ursachenbewertung kann unzureichend wirken oder die Membrane zusätzlich belasten.

Membrane nach Benetzung feucht halten

Nach der ersten Benetzung muss das Membranelement feucht gehalten werden. Bei längeren Anlagenstillständen ist eine geeignete Konservierung erforderlich, um biologisches Wachstum zu vermeiden.

Bei Stillstand oder Lagerung müssen Wasserqualität, Konservierungsmittel, Temperatur und Anlagenhygiene berücksichtigt werden. Ungeeignete Chemikalien oder Schmiermittel können Membrane und Dichtungen schädigen.

Grenzen und nicht geeignete Anwendungen

Keine Seewassermembrane

Die XLE-4021 ist nicht als Seewassermembrane vorgesehen. Für Seewasser oder hohe Salzfrachten ist eine Seewasser-Membrane wie die Oltremare SEA2-4021 oder eine andere geeignete Seewasser-Membrane zu prüfen.

Eine 4021-Baugröße allein sagt nicht aus, ob eine Membrane für Stadtwasser, Brackwasser, Seewasser, Niederdruckbetrieb oder Nanofiltration geeignet ist.

Keine Hochrückhalte-Membrane wie BW30 PRO

Die XLE-4021 ist auf niedrigen Betriebsdruck und energieeffizienten Betrieb ausgelegt. Wenn eine höhere Salzrückhaltung wichtiger ist als der niedrigere Betriebsdruck, kann eine BW30-PRO-Membrane technisch passender sein.

Die Auswahl sollte anhand von Rohwasserleitfähigkeit, gewünschter Permeatqualität, Betriebsdruck und Anlagenkonzept erfolgen.

Keine Nanofiltration

Die XLE-4021 ist keine Nanofiltrationsmembrane. Wenn eine selektive Teilentsalzung oder gezielte Härtereduzierung gefordert ist, sollte eine Nanofiltrationsmembrane geprüft werden.

Die Auswahl zwischen Umkehrosmose und Nanofiltration richtet sich nach gewünschter Wasserqualität, Rohwasseranalyse und Rückhalteanforderung.

Passende Ergänzungen

Zubehör und Druckrohre

Für Betrieb und Austausch können passende Druckrohre und Membrangehäuse, Vorfilter, Dichtungen, Endadapter und eine geeignete Antiscalant-Dosierung erforderlich sein.

Antiscalant VITEC 3000 kann bei geeigneter Auslegung eingesetzt werden, um mineralische Ausfällungen in der Umkehrosmoseanlage zu reduzieren.

Wartung und Anlagenprüfung

Bei Umkehrosmoseanlagen, Leistungsabfall, steigender Leitfähigkeit oder erhöhtem Differenzdruck kann eine Wartung der Umkehrosmoseanlage sinnvoll sein. Dabei können Druckrohre, Dichtungen, Betriebsdaten, Vorbehandlung und Membranzustand geprüft werden.

Die Membrane sollte immer im Zusammenhang mit der gesamten Umkehrosmoseanlage betrachtet werden. Dazu gehören Vorbehandlung, Druckrohre, Hochdruckpumpe, Antiscalant-Dosierung, Spülung, Reinigung, Mess- und Regeltechnik sowie Entsorgung des Konzentrats.

Angaben für eine technische Prüfung

Für die Prüfung, ob die XLE-4021 zur Anlage passt, sind folgende Angaben hilfreich:

• vorhandener Membrantyp

• vorhandenes Druckrohr und Druckstufe

• Anzahl der Membranelemente

• Rohwasseranalyse

• Leitfähigkeit bzw. Salzgehalt im Zulauf

• gewünschte Permeatleistung

• gewünschte Permeatqualität

• Trübung und SDI

• Betriebsdruck

• Zulauftemperatur

• Recovery bzw. Ausbeute

• vorhandene Vorbehandlung

• vorhandene Antiscalant-Dosierung

• Differenzdruck über Druckrohr oder Element

• aktuelle Permeatleistung und Permeatleitfähigkeit

• bisherige Reinigungsintervalle

• Grund für den Membrantausch

• Fotos von Typenschild, Druckrohr und vorhandener Membrane

Ohne diese Angaben lässt sich nicht sicher beurteilen, ob die Membrane als Ersatz oder für eine neue Auslegung geeignet ist.
 

Häufige Fragen zur DuPont FilmTec XLE-4021

Wofür wird die XLE-4021 eingesetzt?

Die XLE-4021 wird in kompakten gewerblichen und technischen Umkehrosmoseanlagen mit 4021-Druckrohren eingesetzt. Typische Anwendungen sind Stadtwasser, leichtes Brackwasser, technische Permeaterzeugung und Vorbehandlung für VE-Wasser.

Ist die XLE-4021 eine Niederdruckmembrane?

Ja. Die XLE-4021 ist eine Extra-Low-Energy-Umkehrosmosemembrane und wird eingesetzt, wenn niedriger Betriebsdruck und wirtschaftlicher Anlagenbetrieb wichtig sind.

Ist die XLE-4021 eine Seewassermembrane?

Nein. Für Seewasser oder hohe Salzfrachten ist eine Seewassermembrane wie die Oltremare SEA2-4021 oder eine andere passende Seewasser-Membrane zu prüfen.

Was ist der Unterschied zur XLE PRO-4040?

Die XLE PRO-4040 ist die größere 4"-Ausführung für 4040-Druckrohre. Die XLE-4021 ist kleiner und für 4021-Druckrohre vorgesehen.

Was ist der Unterschied zur LC LE PRO-4040?

Die LC LE PRO-4040 ist ebenfalls eine Low-Energy-Membrane, jedoch für 4040-Druckrohre. Die XLE-4021 passt in 4021-Druckrohre.

Was ist der Unterschied zur Oltremare LOW1-4021?

Die Oltremare LOW1-4021 ist ebenfalls eine Niederdruckmembrane in 4021-Baugröße, jedoch von Oltremare. Die XLE-4021 ist die DuPont-FilmTec-Ausführung.

Was ist der Unterschied zur Oltremare LOW4-4021?

Die Oltremare LOW4-4021 ist ebenfalls eine 4021-RO-Membrane. Die Auswahl zwischen LOW4-4021 und XLE-4021 sollte anhand von Permeatleistung, Rückhaltung, Betriebsdruck, vorhandener Anlage und Zielqualität erfolgen.

Ist die XLE-4021 eine Nanofiltrationsmembrane?

Nein. Die XLE-4021 ist eine Umkehrosmosemembrane. Für selektive Teilentsalzung ist eine Nanofiltrationsmembrane zu prüfen.

Welche Permeatleistung hat die XLE-4021?

Die Permeatleistung beträgt 1.025 gpd bzw. 3,9 m³/Tag. Der tatsächliche Wert im Betrieb hängt von Druck, Temperatur, Rohwasserqualität, Recovery, Verschmutzungszustand und Anlagenhydraulik ab.

Welche Salzrückhaltung erreicht die XLE-4021?

Die Mindest-Salzrückhaltung beträgt 99,0 %. Im Anlagenbetrieb kann der Wert je nach Wasserqualität, Druck, Temperatur und Betriebsweise abweichen.

Welches Druckrohr passt zur XLE-4021?

Die Membrane ist für genormte 4021-Druckrohre vorgesehen. Ein mögliches Zubehör ist das Wave Cyber Druckrohr Größe 4021 1.000 psi. Druckstufe, Anschluss und Anlagenkonzept müssen trotzdem geprüft werden.

Wann sollte die Membrane gereinigt oder ersetzt werden?

Hinweise sind sinkende Permeatleistung, steigender Differenzdruck oder steigende Permeatleitfähigkeit. Vor dem Austausch sollte geprüft werden, ob Fouling, Scaling, Biofouling oder chemische Schädigung die Ursache ist.