Umkehrosmose Membranelement ESPA4 LD 4040

Umkehrosmose Membranelement Hydranautics ESPA4-LD 4040

Die Hydranautics ESPA4-LD 4040 ist eine energieeffiziente 4"-Umkehrosmosemembrane für die Wasserentsalzung bei besonders niedrigen Betriebsdrücken. Mit einer nominalen Permeatleistung von 8,90 m³/Tag und einer Salzrückhaltung von 99,2 % eignet sich das Membranelement für gewerbliche und industrielle Umkehrosmoseanlagen, bei denen ein hoher Wasserdurchsatz mit einem möglichst geringen Energiebedarf kombiniert werden soll.

Die Membrane gehört zur ESPA4-Serie (Energy Saving Polyamide) von Nitto Hydranautics und ist speziell für Niederdruckanwendungen konzipiert. Ihre Low-Fouling-Spiralwickelkonstruktion mit 34-mil-Feed-Spacer unterstützt eine gleichmäßige Durchströmung und kann die Neigung zu kolloidalen Verschmutzungen reduzieren.

Besonders interessant ist die ESPA4-LD 4040 für die Aufbereitung von Wasser mit niedrigem bis moderatem Salzgehalt sowie für die zweite Stufe zweistufiger Umkehrosmoseanlagen.
 

Vorteile der Hydranautics ESPA4-LD 4040

• Ultra-Niederdruckmembrane mit hoher Energieeffizienz
• Nominale Permeatleistung von 8,90 m³/Tag
• 99,2 % nominale Salzrückhaltung
• Prüfdruck von nur 6,9 bar bei 500 mg/l NaCl
• Low-Fouling-Technologie zur Verringerung kolloidaler Verschmutzungen
• 34-mil-Feed-Spacer für optimierte Strömungsverhältnisse
• Aktive Membranfläche von 7,43 m²
• Kompakte 4040-Baugröße für geeignete 4"-Druckrohre
• Geeignet für die zweite Umkehrosmosestufe und die industrielle Prozesswasseraufbereitung

Ultra-Niederdruckmembrane für energieeffiziente Wasserentsalzung

Die ESPA4-LD 4040 ist für Anwendungen ausgelegt, bei denen eine möglichst hohe Permeatleistung bereits bei vergleichsweise geringem Speisewasserdruck benötigt wird.

Unter standardisierten Prüfbedingungen erreicht die Membrane bei einem Druck von 6,9 bar eine Permeatleistung von 8,90 m³ pro Tag. Dies entspricht rechnerisch etwa 371 Litern pro Stunde.

Der niedrige erforderliche Druck kann dazu beitragen, den Energiebedarf der Druckerhöhungspumpe zu reduzieren. Die tatsächliche Energieeinsparung hängt jedoch von der Rohwasserqualität, dem Anlagendruck, der Permeatausbeute und der gesamten Anlagenkonfiguration ab.

Hohe Permeatleistung bei 99,2 % Salzrückhaltung

Mit einer nominalen Salzrückhaltung von 99,2 % reduziert die ESPA4-LD 4040 einen großen Teil der gelösten Salze im Speisewasser.

Dadurch kann die elektrische Leitfähigkeit des Wassers deutlich verringert werden. Die Membrane eignet sich für Anwendungen, bei denen ein hoher Wasserdurchsatz und eine gute Entsalzungsleistung bei niedrigem Betriebsdruck im Vordergrund stehen.

Bei besonders hohen Anforderungen an die Salzrückhaltung kann dagegen ein anderes Membranelement mit höherer Rückhalterate sinnvoll sein.

Die Auswahl sollte daher immer anhand der geforderten Permeatqualität und der tatsächlichen Betriebsbedingungen erfolgen.

Einsatzbereiche der ESPA4-LD 4040

Zweistufige Umkehrosmoseanlagen

Ein wichtiger Einsatzbereich der ESPA4-Technologie ist die zweite Stufe einer zweistufigen Umkehrosmoseanlage.

In solchen Anlagen wird das bereits entsalzte Permeat der ersten Stufe erneut über eine Umkehrosmosemembrane geführt. Aufgrund des deutlich reduzierten Salzgehaltes kann die zweite Stufe unter geeigneten Bedingungen mit einem vergleichsweise niedrigen Betriebsdruck arbeiten.

Die ESPA4-LD 4040 kann hierbei zur weiteren Verringerung des Salzgehaltes eingesetzt werden.

Industrielle Prozesswasseraufbereitung

Die Membrane eignet sich für die Herstellung von salzarmem Prozesswasser, beispielsweise für:

• Technische Produktionsprozesse
• Industrielle Spül- und Reinigungsprozesse
• Wasseraufbereitung vor nachgeschalteten Entsalzungsstufen
• Kompakte gewerbliche Umkehrosmoseanlagen
• Anlagen mit geeignet vorbehandeltem Speisewasser und niedriger Salzbelastung

Vorbehandlung für VE-Wasser und Reinstwasser

Die ESPA4-LD 4040 kann Teil einer mehrstufigen Wasseraufbereitung sein, beispielsweise vor Mischbettfiltern oder EDI-Anlagen.

Durch die Verringerung der Salzfracht werden nachgeschaltete Entsalzungsstufen entlastet. Ob die erreichbare Permeatqualität für eine bestimmte Anwendung ausreicht, muss anhand der Wasseranalyse und der erforderlichen Wasserqualität geprüft werden.

Low-Fouling-Technologie mit 34-mil-Feed-Spacer

Die ESPA4-LD 4040 besitzt eine Low-Fouling-Spiralwickelkonstruktion aus Polyamid-Verbundmaterial.

Der 34-mil-Feed-Spacer mit einer Dicke von etwa 0,86 mm bildet die Strömungskanäle zwischen den Membranlagen.

Die Low-Differential-Technologie der LD-Baureihe ist darauf ausgelegt, kolloidales Fouling zu verringern und einen möglichst stabilen Differenzdruck zu unterstützen.

Dadurch können sich bei geeigneter Wasserqualität längere Betriebsintervalle zwischen erforderlichen Membranreinigungen ergeben.

Die Low-Fouling-Ausführung ersetzt jedoch keine geeignete Rohwasservorbehandlung. Insbesondere mineralische Ablagerungen, Partikel, organische Stoffe und mikrobiologische Belastungen müssen bei der Anlagenplanung berücksichtigt werden.

Technische Daten der Hydranautics ESPA4-LD 4040

Hinweis zur Permeatleistung: Die Leistungswerte gelten unter standardisierten Prüfbedingungen. Bei einzelnen Membranelementen sind Abweichungen von ±15 % möglich. Die tatsächliche Leistung einer Anlage ist abhängig von Druck, Temperatur, Salzgehalt, Ausbeute und Anlagenkonfiguration.

Abmessungen des Membranelements

Die Abmessungen sind Hersteller-Richtwerte. Vor dem Einbau müssen die Kompatibilität mit dem vorhandenen Druckrohr sowie die erforderlichen Anschlusskomponenten überprüft werden.

Zulässige Betriebsbedingungen

Die angegebenen Grenzwerte dürfen nicht überschritten werden. Für einen dauerhaft stabilen Betrieb und eine möglichst lange Membranstandzeit können konservativere Betriebsbedingungen erforderlich sein.

Unterschied zwischen ESPA4-LD 4040 und ESPA2-LD 4040

Beide Membranelemente gehören zur energieeffizienten ESPA-Serie von Hydranautics und besitzen die gleiche 4040-Baugröße.

Sie unterscheiden sich jedoch in ihrer nominalen Permeatleistung und Salzrückhaltung.

Die ESPA4-LD 4040 bietet bei den angegebenen Prüfbedingungen einen höheren Permeatdurchsatz. Die Hydranautics ESPA2-LD 4040 erreicht dagegen eine höhere nominale Salzrückhaltung.

Welche Membrane besser geeignet ist, hängt von der gewünschten Permeatqualität, der Rohwasserzusammensetzung und den verfügbaren Betriebsbedingungen ab.

Ein Austausch zwischen diesen Membranmodellen sollte daher nicht allein aufgrund der identischen Baugröße erfolgen.

Rohwasservorbehandlung und Membranschutz

Für einen störungsarmen Betrieb der ESPA4-LD 4040 ist eine geeignete Vorbehandlung des Speisewassers entscheidend.

Besonders wichtig ist der Schutz vor freiem Chlor, da dieses die Polyamidmembrane dauerhaft beschädigen kann.

Abhängig von der Rohwasserqualität können folgende Vorbehandlungsmaßnahmen erforderlich sein:

• Feinfiltration zur Entfernung von Schwebstoffen
• Aktivkohlefiltration oder andere geeignete Entchlorungsverfahren
• Enthärtung zur Reduzierung der Härtebelastung
• Antiscalant-Dosierung zur Verringerung mineralischer Ablagerungen
• Enteisenung und Entmanganung
• Weitere Behandlung bei erhöhtem Foulingpotenzial

Bei erhöhter Konzentration ausfällungsgefährdeter Salze kann eine passende Antiscalant-Dosierung das Risiko von Ablagerungen auf der Membranoberfläche verringern.

Die Auswahl und Dosierung müssen zur Wasseranalyse, Ausbeute und Anlagenkonfiguration passen.

Membranreinigung und Wartung

Während des Betriebs sollten insbesondere Permeatleistung, Permeatleitfähigkeit, Betriebsdruck und Differenzdruck regelmäßig überwacht werden.

Eine abnehmende Permeatleistung oder ein steigender Differenzdruck können auf Verschmutzungen oder Ablagerungen hinweisen.

Je nach Ursache kann eine chemische Reinigung erforderlich werden. Hierfür stehen geeignete Membranreiniger für Umkehrosmoseanlagen zur Verfügung.

Die Reinigungschemikalien müssen auf die Art der Verschmutzung und die zulässigen Betriebsgrenzen der Membrane abgestimmt werden.

Lieferumfang und Verpackung

Das Hydranautics ESPA4-LD 4040 Membranelement wird mit folgenden Komponenten geliefert:

• Membranelement ESPA4-LD 4040
• Brine Seal / Konzentratdichtung
• Interconnector / Verbindungselement
• O-Ringe

Zum Schutz während der Lagerung und des Transports ist die Membrane in einem versiegelten Polyethylenbeutel mit einer Konservierungslösung aus weniger als 1,0 % Natriummetabisulfit verpackt.

Vor der Inbetriebnahme muss die Membrane entsprechend den Herstellervorgaben gespült werden.

Auswahl und technische Beratung

Die Hydranautics ESPA4-LD 4040 ist besonders für Anwendungen interessant, bei denen ein niedriger Betriebsdruck und eine hohe Permeatleistung im Vordergrund stehen.

Für die Auswahl sind neben der Baugröße insbesondere Rohwasserqualität, gewünschte Permeatleistung, Salzrückhaltung, Betriebsdruck und Ausbeute entscheidend.

Auf unserer Homepage finden Sie weiterführende Informationen zur Funktionsweise, Planung und Auslegung industrieller Umkehrosmoseanlagen.

Wir unterstützen Sie bei der Auswahl geeigneter Membranelemente sowie bei der technischen Bewertung bestehender oder neu geplanter Umkehrosmoseanlagen.
 

Häufige Fragen zum ESPA4-LD 4040 Membranelement

Ist die ESPA4-LD 4040 eine Niederdruckmembrane?

Ja. Die ESPA4-LD 4040 ist eine 4"-Ultra-Niederdruckmembrane von Nitto Hydranautics. Sie erreicht bei einem Prüfdruck von nur 6,9 bar eine nominale Permeatleistung von 8,90 m³/Tag und eine Salzrückhaltung von 99,2 %. Dadurch eignet sie sich besonders für energieeffiziente Umkehrosmoseanlagen mit geeignet vorbehandeltem Speisewasser.

Passt die ESPA4-LD 4040 in jedes 4040-Druckrohr?

Die Membrane besitzt die standardisierte 4040-Baugröße mit einem Durchmesser von etwa 100 mm und einer Länge von 1.016 mm. Dennoch müssen Druckrohr, Permeatadapter, Dichtungen, Fließrichtung und Anlagenhydraulik auf Kompatibilität geprüft werden. Die gleiche Baugröße allein garantiert keinen problemlosen Austausch.

Was ist der Unterschied zur ESPA2-LD 4040?

Die ESPA4-LD 4040 erreicht unter den angegebenen Prüfbedingungen mit 8,90 m³/Tag eine höhere Permeatleistung, während die ESPA2-LD 4040 mit 99,6 % eine höhere nominale Salzrückhaltung bietet. Die ESPA4-LD ist besonders interessant, wenn ein hoher Wasserdurchsatz bei niedrigem Betriebsdruck benötigt wird. Die Auswahl hängt von der erforderlichen Permeatqualität und den Betriebsbedingungen ab.

Ist die ESPA4-LD 4040 für Seewasser geeignet?

Nein. Die ESPA4-LD 4040 ist für Niederdruckanwendungen mit geeignetem Speisewasser und vergleichsweise niedriger Salzbelastung vorgesehen. Für die Entsalzung von Seewasser mit sehr hohem Salzgehalt muss eine entsprechend ausgelegte Seewassermembrane verwendet werden.

Was bedeutet LD bei ESPA4-LD?

LD bezeichnet die Low-Differential-Ausführung mit einer auf geringere Verschmutzungsneigung ausgelegten Membrankonstruktion. Der 34-mil-Feed-Spacer unterstützt die Durchströmung und kann dazu beitragen, kolloidales Fouling sowie den damit verbundenen Differenzdruckanstieg zu reduzieren. Die Ausführung unterstützt außerdem die Reinigbarkeit der Membrane.

Warum ist die Vorbehandlung wichtig?

Ohne geeignete Vorbehandlung können Trübstoffe, Härteausfällungen, Eisen, Mangan, organische Stoffe und Biofouling die Membrane belasten. Besonders kritisch ist freies Chlor, das die Polyamidmembrane dauerhaft schädigen kann. Die Chlorkonzentration muss unter 0,1 mg/l liegen. Die Low-Fouling-Ausführung ersetzt keine passende Rohwasservorbehandlung.

Wird die ESPA4-LD 4040 mit Dichtungen geliefert?

Ja. Das Membranelement wird mit Brine Seal (Konzentratdichtung), Interconnector (Verbindungselement) und O-Ringen geliefert. Zum Schutz ist die Membrane in einem versiegelten Polyethylenbeutel mit einer Konservierungslösung verpackt.

Wann sollte die ESPA4-LD 4040 gereinigt oder ersetzt werden?

Hinweise auf einen Reinigungs- oder Austauschbedarf sind eine sinkende Permeatleistung, ein steigender Differenzdruck oder eine zunehmende Permeatleitfähigkeit. Vor dem Austausch sollte die Ursache ermittelt werden. Bei geeigneten Verschmutzungen kann eine chemische Membranreinigung die Leistung wieder verbessern. Ist die Membrane dauerhaft geschädigt oder lässt sich die erforderliche Wasserqualität nicht mehr erreichen, kann ein Austausch notwendig sein.