Umkehrosmoseanlage 1 m³/h
mit Antiscalantdosierung
Inkl. Tank und Druckerhöhung

Umkehrosmoseanlage 1 m³/h mit Tank und Druckerhöhung

Diese kompakte Vollentsalzungsanlage verbindet die komplette VE-Wasser-Erzeugung mit Speicherung und geregelter Druckversorgung. Die Anlage erzeugt bei 15 °C Rohwassertemperatur bis zu 1.000 Liter salzarmes Permeat pro Stunde und speichert es in einem integrierten PE-HD-Reinwassertank mit 570 Litern Nennvolumen.

Eine frequenzgeregelte Druckerhöhungsanlage versorgt die nachgeschalteten Verbraucher mit einem bedarfsgeregelten Betriebsdruck. Dadurch werden Wassererzeugung und Wasserverbrauch hydraulisch voneinander getrennt: Die Umkehrosmoseanlage kann gleichmäßig produzieren, während der Tank kurzfristige Entnahmespitzen ausgleicht.

Die integrierte, mengengesteuerte Antiscalant-Dosierung reduziert das Risiko mineralischer Ablagerungen auf dem Membranelement. Bei geeigneter Rohwasserqualität ist keine vorgeschaltete Enthärtungsanlage erforderlich.

Vorteile der Komplettanlage

• 1.000 l/h Permeatleistung bei 15 °C

• komplette VE-Wasser-Erzeugung auf einem Rahmengestell

• integrierter PE-HD-Reinwassertank mit 570 Litern

• geregelte Druckerhöhung bis maximal 3 m³/h

• maximaler Förderdruck bis 4,5 bar

• Ausgleich kurzfristiger Verbrauchsspitzen

• automatische Tanknachspeisung

• Trockenlaufschutz der Druckerhöhung

• integrierte, mengengesteuerte Antiscalant-Dosierung

• keine regelmäßige Regeneration einer Enthärtungsanlage

• kein Regeneriersalz erforderlich

• Ausbeute von 75 bis 80 %

• Entsalzungsrate bis zu 97 %

• Permeatleitfähigkeit unter 15 µS/cm bei geeignetem Stadtwasser

• kontinuierliche Leitfähigkeitsüberwachung

• automatische qualitätsabhängige Permeatumschaltung

• Kompaktsteuerung mit deutscher Klartextanzeige

• vormontierte, verrohrte und verkabelte Anlagenkomponenten

• höhenverstellbare Standfüße

Funktionsprinzip der Komplettanlage

Die Umkehrosmoseanlage bereitet das Rohwasser kontinuierlich zu salzarmem Permeat auf. Das erzeugte Wasser wird nicht unmittelbar an die Verbraucher abgegeben, sondern zunächst im drucklosen Reinwassertank gespeichert.

Die integrierte Füllstandserfassung übernimmt dabei mehrere Funktionen:

• Anforderung der Umkehrosmoseanlage bei niedrigem Tankfüllstand

• Abschaltung der Wassererzeugung am oberen Schaltpunkt

• Überwachung des Mindestfüllstands

• Trockenlaufschutz der Druckerhöhungspumpe

Die Druckerhöhungsanlage entnimmt das gespeicherte Permeat aus dem Tank und versorgt die angeschlossenen Verbraucher bedarfsgerecht. Der integrierte Frequenzumrichter passt die Pumpenleistung an die aktuelle Entnahme an. Ein Drucksensor erfasst den Versorgungsdruck und dient der Konstantdruckregelung.

Technische Daten der Gesamtanlage

Die maximale Entnahmeleistung der Druckerhöhung liegt über der kontinuierlichen Permeatleistung. Entnahmen oberhalb von 1.000 l/h sind deshalb nur so lange möglich, wie ausreichend Wasser im Reinwassertank vorhanden ist. Für die Auslegung müssen Dauerverbrauch, Spitzenentnahme, Dauer der Verbrauchsspitzen und das nutzbare Schaltvolumen gemeinsam betrachtet werden.

Technische Daten der Umkehrosmoseanlage

Die tatsächliche Permeatleistung und Wasserqualität hängen von der Rohwasserzusammensetzung, der Rohwassertemperatur, der Leitfähigkeit, dem Betriebsdruck, der Membranauswahl und der eingestellten Ausbeute ab.

Die Leistungsangabe bezieht sich auf 15 °C Rohwassertemperatur. Bei niedrigeren Temperaturen sinkt die Permeatleistung erfahrungsgemäß um ungefähr 3 % je Grad Celsius. Bei 10 °C stehen unter vergleichbaren Bedingungen daher nur noch etwa 850 l/h zur Verfügung.

Ausstattung der Umkehrosmoseanlage

• KSB-Movitec-Hochdruckpumpe

• Manometer zur Überwachung des Pumpendrucks

• 8040-Niederdruckmembrane

• GFK-Membrandruckrohr

• Durchflussanzeiger für Permeat

• Grenzkontakt am Permeat-Durchflussanzeiger

• Durchflussanzeiger für Konzentrat

• Durchflussanzeiger für die Konzentratrückführung

• Magnetventile für Rohwasserzulauf und Vorspülung

• Handmembranventile, Kugelhähne und Rückschlagventile

• Probenahmehahn im Permeatausgang

• Feinfilter mit 5 µm Filterfeinheit

• Leitfähigkeitsmessung von 0 bis 200 µS/cm

• Kompaktsteuerung mit deutscher Klartextanzeige

• Lastschrank mit Hauptschalter

• Trockenlaufschutz für die Hochdruckpumpe

• interne PVC-U-Verrohrung

• Edelstahlverrohrung im Hochdruckbereich

• vollständige interne Verkabelung und Kabelkanäle

Für die Membranstufe wird ein Nitto Hydranautics ESPA2-LD-8040-Niederdruckmembranelement eingesetzt. Die endgültige Auslegung muss zur Rohwasserqualität, zum Betriebsdruck und zur geforderten Permeatqualität passen.

Reinwassertank mit 570 Litern

Der drucklos betriebene Reinwassertank speichert das erzeugte Permeat und entkoppelt die gleichmäßige Wasserproduktion von einer schwankenden Entnahme.

Zur Tankausrüstung gehören:

• Be- und Entlüftungsfilter mit 5 µm Filterfeinheit

• außenliegende Füllstandserfassung nach dem Schwimmerprinzip

• Voll- und Leermeldung für die automatische Tanknachspeisung

• Mindestfüllstandsüberwachung für den Trockenlaufschutz

• Ankerpratzen zur Sicherung des Tanks auf dem Grundgestell

Bei 1.000 l/h Permeatleistung benötigt die Umkehrosmoseanlage rechnerisch etwa 34 Minuten, um 570 Liter zu produzieren. Die tatsächliche Nachfüllzeit ist kürzer, da die Anlage zwischen dem unteren und oberen Schaltpunkt arbeitet und der Tank nicht vollständig entleert wird.

Hinweise zur Tankbelüftung und Wasserqualität

Der vorhandene 5-µm-Be- und Entlüftungsfilter reduziert den Eintrag von Partikeln aus der Umgebungsluft. Er ist kein Sterilfilter. Bei erhöhten hygienischen Anforderungen muss die Tankbelüftung projektspezifisch geprüft und gegebenenfalls mit einem geeigneten Sterilfilter ausgeführt werden.

Permeat und VE-Wasser können während der Lagerung Kohlendioxid aus der Umgebungsluft aufnehmen. Dadurch kann die Leitfähigkeit des gespeicherten Wassers ansteigen. Bei besonders niedrigen Leitfähigkeitsgrenzwerten sind Tankbelüftung, Wasserstandzeit, regelmäßiger Wasserwechsel und gegebenenfalls ein CO₂-Absorber zu berücksichtigen.

Geregelte Druckerhöhung

Die horizontale, selbstansaugende Druckerhöhung entnimmt das Permeat aus dem Reinwassertank und stellt es den nachgeschalteten Verbrauchern mit geregeltem Druck zur Verfügung.

Zur Ausstattung gehören:

• hocheffizienter Pumpenmotor

• integrierter Frequenzumrichter

• Drucksensor für die Konstantdruckregelung

• Pumpenabsperrventile

• Rückschlagventil

• Trockenlaufschutz über die Füllstandserfassung des Tanks

Die angegebenen Maximalwerte für Fördermenge und Förderdruck werden nicht zwangsläufig gleichzeitig erreicht. Der tatsächliche Betriebspunkt hängt von der eingestellten Druckvorgabe, der Rohrleitung, dem Höhenunterschied und den Druckverlusten der angeschlossenen Verbraucher ab.

Mengengesteuerte Antiscalant-Dosierung

Das Antiscalant wird mengenproportional zum Rohwasserstrom vor dem Feinfilter in den Zulauf der Umkehrosmoseanlage dosiert. Ein Wasserzähler liefert die erforderlichen Impulse an die Dosierpumpe. Dadurch wird die Dosierung an die tatsächlich durchfließende Rohwassermenge angepasst.

Zur Dosierstation gehören:

• PE-Dosierbehälter mit Literskala

• Grundfos-DDE-Dosierpumpe für kleine Dosiermengen

• Wasserzähler mit Impulsausgang

• Sauglanze mit Niveauschalter

• Leermeldung an die Anlagensteuerung

• Dosierstelle mit Rückschlagventil

• erforderliche Verschlauchung und Verkabelung

Bei Leermeldung des Dosierbehälters wird die Umkehrosmoseanlage zum Schutz des Membranelements gestoppt.

Für die Anlage eignet sich das gebrauchsfertig vorverdünnte Antiscalant VITEC 3000 im 20-Liter-Kanister. Die konkrete Dosierung muss anhand der Rohwasseranalyse, der geplanten Ausbeute und des Aufkonzentrierungsfaktors festgelegt werden.

Schutz vor Scaling

Bei der Umkehrosmose reichern sich die von der Membrane zurückgehaltenen Salze im Konzentratstrom an. Werden dabei die Löslichkeitsgrenzen mineralischer Verbindungen überschritten, können sich Ablagerungen auf der Membranoberfläche bilden. Dieser Vorgang wird als Scaling bezeichnet.

Antiscalant kann innerhalb der berechneten Betriebsbedingungen:

• mineralische Ablagerungen reduzieren

• den Anstieg des Differenzdrucks begrenzen

• die Permeatleistung stabilisieren

• erforderliche Reinigungsintervalle verlängern

• die Standzeit des Membranelements unterstützen

Antiscalant entfernt Calcium, Magnesium und andere gelöste Salze nicht aus dem Rohwasser. Es beeinflusst deren Kristallbildung und hält die berücksichtigten Verbindungen bis zum Austrag mit dem Konzentrat in Lösung.

Eisen, Mangan, Trübstoffe, freies Chlor, organische Belastungen und mikrobiologische Verunreinigungen werden durch Antiscalant nicht entfernt. Bei entsprechenden Belastungen ist eine zusätzliche Voraufbereitung erforderlich.

Automatischer Anlagenbetrieb

Die Füllstandserfassung des Reinwassertanks fordert die Umkehrosmoseanlage automatisch an.

Der Betriebsablauf:

• Anforderung der Umkehrosmoseanlage bei niedrigem Tankfüllstand

• Öffnen des Rohwasserventils

• mengenproportionale Antiscalant-Dosierung

• einstellbare Vorspülung der Membranstufe

• Start der Hochdruckpumpe

• Beginn der Permeaterzeugung

• zunächst Ableitung des Permeats zum Kanal

• kontinuierliche Messung der Permeatleitfähigkeit

• Umschaltung zum Reinwassertank nach Unterschreiten des Grenzwertes

• permanente Qualitätsüberwachung während der Tankbefüllung

• Abschaltung der Umkehrosmoseanlage am oberen Füllstand

• bedarfsgeregelte Entnahme über die Druckerhöhung

• Sperrung der Druckerhöhung bei Wassermangel

• programmierbare Modulspülung während längerer Stillstandszeiten

Die qualitätsabhängige Umschaltung verhindert, dass Permeat mit zu hoher Leitfähigkeit in den Reinwassertank gelangt.

Konzentratrückführung und Ausbeute

Ein Teil des Konzentrats wird vor die Hochdruckpumpe zurückgeführt. Die Konzentratrückführung erhöht die Überströmung der Membranoberfläche und unterstützt den Abtransport der zurückgehaltenen Stoffe.

Bei 75 % Ausbeute werden für 1.000 l/h Permeat ungefähr 1.330 l/h Rohwasser benötigt. Dabei entstehen etwa 330 l/h Konzentrat.

Bei 80 % Ausbeute sinkt der Rohwasserbedarf rechnerisch auf ungefähr 1.250 l/h und die Konzentratmenge auf etwa 250 l/h. Ob diese Einstellung dauerhaft möglich ist, hängt von der Rohwasserzusammensetzung und der Antiscalant-Auslegung ab.

Eine möglichst hohe Ausbeute reduziert den Rohwasserbedarf und die Konzentratmenge. Sie darf jedoch nicht zulasten der Membranstandzeit und Betriebssicherheit eingestellt werden.

Aufstellung, Prüfung und Inbetriebnahme

Die Umkehrosmoseanlage, Antiscalant-Dosierung, der Reinwassertank und die Druckerhöhung werden als zusammengehörige Anlage aufgebaut. Die Komponenten sind vormontiert, intern verrohrt, verkabelt und programmiert.

Im Normalfall wird die Anlage vollständig aufgebaut und mit eingebautem Membranelement im Werk in Betrieb genommen und getestet. Liegt zwischen Auslieferung und Inbetriebnahme ein längerer Zeitraum, wird das Membranelement erst kurz vor der Inbetriebnahme eingesetzt. In diesem Fall erfolgt vor der Auslieferung ein trockener Funktionstest der Steuerung, Ventile, Pumpenansteuerungen und Sicherheitseinrichtungen.

Bauseits werden benötigt:

• frostfreier und ausreichend belüfteter Technikraum

• ebene und ausreichend tragfähige Aufstellfläche

• Rohwasseranschluss für mindestens ca. 1,33 m³/h

• ausreichender Rohwasserdruck

• ausreichend dimensionierter Kanalanschluss

• elektrische Versorgung entsprechend dem Anschlussplan

• Anschlussleitung zu den nachgeschalteten Verbrauchern

• ausreichend Platz für Bedienung und Wartung

• geeigneter Ablauf oder Leckageschutz am Aufstellort

• Prüfung der Einbringmaße und Transportwege

Abgrenzung zur Umkehrosmoseanlage ohne Tank

Diese Komplettanlage enthält neben der Umkehrosmoseanlage und der Antiscalant-Dosierung bereits den Reinwassertank, die Füllstandssteuerung und die geregelte Druckerhöhung.

Die separate Umkehrosmoseanlage 1 m³/h mit Antiscalant-Dosierung eignet sich, wenn ein ausreichend großer Reinwassertank und eine passende Druckerhöhung bereits vorhanden sind oder projektspezifisch separat ausgeführt werden sollen.

Wenn ein größeres Speichervolumen benötigt wird, kann alternativ ein separater 1.000-Liter-Tank mit geregelter Druckerhöhung mit einer passenden Umkehrosmoseanlage kombiniert werden.

Voraussetzungen für die technische Auslegung

Für die Prüfung der passenden Ausführung werden benötigt:

• vollständige und aktuelle Rohwasseranalyse

• Rohwasserleitfähigkeit

• Gesamthärte und Karbonathärte

• pH-Wert

• Eisen- und Mangangehalt

• Silikat- und Sulfatgehalt

• niedrigste und höchste Rohwassertemperatur

• gewünschte Permeatqualität

• durchschnittlicher Wasserverbrauch

• maximale Entnahmeleistung

• Dauer der Verbrauchsspitzen

• täglicher Wasserbedarf

• verfügbare tägliche Produktionszeit

• gewünschter Versorgungsdruck

• Länge und Dimension der nachgeschalteten Rohrleitung

• Höhenunterschied zum Verbraucher

• verfügbarer Rohwasserdruck

• vorhandener Kanalanschluss

• Anforderungen an Tankhygiene und Wasserstandzeit

• verfügbare Aufstellfläche und Einbringmaße

Auf Grundlage dieser Angaben werden Membranauswahl, Ausbeute, Antiscalant-Dosierung, nutzbares Tankvolumen, Pumpenleistung und Versorgungsdruck auf den Anwendungsfall abgestimmt.

Auf unserer Homepage finden Sie weitere technische Informationen über industrielle Umkehrosmoseanlagen.