VE Anlage Osmose 4 m³/h
mit Doppelenthärtung

VE-Anlage UO-EH 4.000 l/h mit Doppelenthärtung

Die VE-Anlage UO-EH 4.000 kombiniert eine automatisch wechselnde Doppelenthärtung mit einer industriellen Umkehrosmoseanlage. Sie erzeugt bei einer Rohwassertemperatur von 15 °C bis zu 4.000 Liter salzarmes Permeat pro Stunde und eignet sich für industrielle und gewerbliche Anwendungen mit einem kontinuierlich hohen Wasserbedarf.

Innerhalb von acht Betriebsstunden können rechnerisch bis zu 32.000 Liter Permeat erzeugt werden. Im 24-Stunden-Betrieb beträgt die rechnerische Tagesleistung bis zu 96.000 Liter. Ein IBC-Container mit 1.000 Litern Nennvolumen lässt sich innerhalb von ungefähr 15 Minuten befüllen.

Die Doppelenthärtung besitzt zwei Druckbehälter mit jeweils 100 Litern Ionenaustauscherharz. Sie entfernt Calcium und Magnesium aus dem Rohwasser und schützt die vier nachgeschalteten 8040-Membranelemente vor Härteablagerungen. Während ein Enthärterbehälter regeneriert wird, übernimmt der zweite Behälter die Weichwasserversorgung.

Die vier 8040-Membranelemente sind horizontal angeordnet. Die vollständige Verfahrenstechnik ist auf einem Aluminium-Rahmengestell montiert, intern fest verrohrt, elektrisch verdrahtet und programmiert. Vor der Auslieferung wird die Anlage an unserem werkseigenen Teststand geprüft und anschließend betriebsbereit ausgeliefert.

Technische Daten

Die erreichbare Permeatqualität und Anlagenleistung hängen von der Rohwasserzusammensetzung, der Rohwassertemperatur, dem Betriebsdruck, der eingestellten Ausbeute, der Membranauswahl und dem Zustand der Membranelemente ab. Der Zielwert von weniger als 15 µS/cm wird deshalb anhand der tatsächlichen Rohwasserqualität geprüft.

Die Leistungsangabe bezieht sich auf eine Rohwassertemperatur von 15 °C. Je 1 °C Temperaturabweichung verändert sich die Permeatleistung näherungsweise um etwa 3 %. Für die Anlagenauslegung ist daher insbesondere die niedrigste zu erwartende Rohwassertemperatur relevant.

Individuelle Hochdruckausführungen bis 28 bar

Für höhere Salzfrachten im Rohwasser oder besonders hohe Anforderungen an die Permeatqualität bieten wir individuell ausgelegte Umkehrosmoseanlagen mit Betriebsdrücken bis etwa 28 bar an.

Abhängig von der Rohwasserqualität und dem gewünschten Aufbereitungsergebnis werden Membranelemente, Betriebsdruck, Hochdruckpumpe, Druckrohre, Werkstoffe und Vorbehandlung projektspezifisch ausgewählt.

Diese Hochdruckanlagen gehören nicht zur Standardausführung der UO-EH 4.000 mit 12 bar. Für die Berechnung benötigen wir:

• vollständige Rohwasseranalyse

• Salzgehalt und Rohwasserleitfähigkeit

• niedrigste und höchste Rohwassertemperatur

• benötigte Permeatleistung

• gewünschte Anlagenausbeute

• geforderte Permeatqualität

• vorgesehenen Einsatzbereich

• Betriebszeiten und Verbrauchsprofil

Vorteile der UO-EH 4.000 l/h

• bis zu 4.000 l/h salzarmes Permeat bei 15 °C

• rechnerisch bis zu 32.000 Liter Permeat in acht Betriebsstunden

• rechnerisch bis zu 96.000 Liter Permeat im 24-Stunden-Betrieb

• Befüllung eines 1.000-Liter-IBC in ungefähr 15 Minuten

• vier industrielle 8040-Membranelemente

• horizontale Membrananordnung

• KSB-Hochdruckpumpe mit 5,5 kW Leistungsaufnahme

• automatisch wechselnde Doppelenthärtung

• zwei Enthärterbehälter mit jeweils 100 Litern Ionenaustauscherharz

• kontinuierliche Versorgung der Umkehrosmose mit Weichwasser

• Schutz der Membranelemente vor Härteablagerungen

• typische Permeatleitfähigkeit unter 15 µS/cm bei geeignetem Stadtwasser

• kontinuierliche Überwachung der Permeatleitfähigkeit

• automatische qualitätsabhängige Umschaltung vom Kanal zum Permeatausgang

• fest verrohrte Industrieausführung

• komplett vormontiert, elektrisch verdrahtet und programmiert

• Funktionsprüfung am werkseigenen Teststand

• betriebsbereite Auslieferung

• Anpassung des Rahmengestells an begrenzte Platzverhältnisse technisch prüfbar

4 m³/h Permeatleistung für industrielle Prozesse

Die UO-EH 4.000 ist die größte Standardausführung dieser Anlagenbaureihe. Gegenüber der UO-EH 3.000 erhöht sich die Membranbestückung von drei auf vier 8040-Elemente und die Permeatleistung von 3.000 auf 4.000 l/h. Die Leistungsaufnahme der Hochdruckpumpe steigt von 4 auf 5,5 kW.

Die Doppelenthärtung wurde auf zwei Druckbehälter mit jeweils 100 Litern Ionenaustauscherharz vergrößert. Ihre maximale Durchflussleistung von 5,5 m³/h deckt den Rohwasserbedarf der Umkehrosmose von rund 5,4 m³/h bei 75 % Ausbeute rechnerisch ab.

Da die Differenz nur etwa 0,1 m³/h beträgt, müssen Rohwassertemperatur, tatsächliche Ausbeute, Druckverlust, Rohwasserversorgung und erforderliche Betriebsreserve bei der endgültigen Auslegung besonders sorgfältig geprüft werden. Ist eine höhere hydraulische Reserve erforderlich, kann eine größere Enthärtungsstufe notwendig werden.

Typische Einsatzbereiche sind:

• salzarmes Prozesswasser für Industrie und Gewerbe

• zentrale Versorgung mehrerer technischer Verbraucher

• Spülwasser für Metall, Glas, Bauteile und technische Oberflächen

• Versorgung industrieller Reinigungs- und Waschanlagen

• Zusatz- und Speisewasser für technische Kreisläufe

• Kessel- und Dampfanwendungen nach technischer Prüfung

• Befüllung größerer Vorratsbehälter und IBC-Container

• Wasseraufbereitung für Befeuchtungs- und Klimasysteme

• Vorbehandlung für nachgeschaltete EDI- oder Mischbettstufen

• Versorgung technischer Produktions- und Laboranlagen

• chargenweise Bereitstellung größerer VE-Wassermengen

• kontinuierliche Prozesswasserversorgung im Mehrschichtbetrieb

Kurzzeitige Verbrauchsspitzen werden nicht durch die Umkehrosmoseanlage selbst aufgefangen. Dafür ist ein ausreichend dimensionierter Permeatbehälter erforderlich.

Funktionsweise der VE-Anlage

Automatische Doppelenthärtung

Das Rohwasser durchströmt zunächst einen der beiden mit Ionenaustauscherharz gefüllten Druckbehälter. Das Harz nimmt Calcium und Magnesium aus dem Wasser auf und tauscht diese Härtebildner gegen Natriumionen aus. Dadurch entsteht Weichwasser mit einer sehr niedrigen Resthärte.

Nach Erreichen der eingestellten Kapazität schaltet die Anlage automatisch auf den zweiten betriebsbereiten Druckbehälter um. Der erschöpfte Behälter wird anschließend mit Salzsole regeneriert. Die Umkehrosmose kann währenddessen weiterhin mit Weichwasser versorgt werden.

Die Regenerationshäufigkeit richtet sich nach der Rohwasserhärte und der aufbereiteten Wassermenge. Zur überschlägigen Berechnung wird die Kapazität von 400 m³ × °dH durch die örtliche Rohwasserhärte geteilt.

Feinfiltration

Vor der Umkehrosmose hält ein 5-µm-Feinfilter Partikel und Feststoffe zurück. Dadurch wird das Risiko einer mechanischen Verblockung der Membranelemente reduziert. Die Filterkerze kann über das Schnellverschlusssystem des Filtergehäuses kontrolliert und gewechselt werden.

Umkehrosmose mit vier 8040-Membranelementen

Die KSB-Hochdruckpumpe fördert das enthärtete und gefilterte Wasser mit dem erforderlichen Betriebsdruck durch die vier horizontal angeordneten 8040-Membranelemente. Ein Teil des Wassers durchdringt die semipermeablen Membranen und steht anschließend als salzarmes Permeat zur Verfügung. Die zurückgehaltenen Salze werden mit dem Konzentrat aus der Anlage abgeführt.

Die einstellbare Konzentratrückführung erhöht die Überströmung der Membranelemente. Dies unterstützt den Abtransport zurückgehaltener Stoffe und trägt zu einem stabilen Anlagenbetrieb bei.

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

Automatische Qualitätsüberwachung

Nach einem potenzialfreien Anforderungssignal startet die Anlage zunächst mit einer einstellbaren Vorspülung. Anschließend wird die Hochdruckpumpe eingeschaltet und die Permeaterzeugung beginnt.

Die integrierte Leitfähigkeitsmessung überwacht die Wasserqualität kontinuierlich. Solange der eingestellte Leitfähigkeitsgrenzwert überschritten wird, führt die Steuerung das erzeugte Wasser zum Kanal. Erst nach Unterschreitung des Sollwerts wird das Permeat zum angeschlossenen Behälter oder Prozess geleitet.

Nach Wegfall des Anforderungssignals stoppt die Anlage automatisch. Für längere Stillstandszeiten kann eine automatische Modulspülung programmiert werden. Dabei wird konzentriertes Wasser aus den Membrandruckrohren verdrängt und die Stagnationszeit innerhalb der Anlage reduziert.

Ausstattung der Gesamtanlage

• KSB-Movitec-Hochdruckpumpe

• Manometer zur Überwachung des Pumpendrucks

• vier industrielle 8040-Niederdruckmembranelemente

• horizontal angeordnete GFK-Membrandruckrohre

• Schwebekörper-Durchflussanzeigen für Permeat, Konzentrat und Konzentratrückführung

• Grenzkontakt zur Überwachung des Permeatdurchflusses

• Magnetventile für Rohwassereintritt und Vorspülung

• Hand-Membranventile, Kugelhähne und Rückschlagventile

• Probenahmehahn im Permeatausgang

• 5-µm-Feinfilter mit Schnellverschluss

• Lastschrank mit Hauptschalter

• Kompaktsteuerung mit deutschsprachiger Klartextanzeige

• Leitfähigkeitsmessung von 0 bis 200 µS/cm

• Trockenlaufschutz der Hochdruckpumpe

• zwei GFK-Druckbehälter mit jeweils 100 Litern Ionenaustauscherharz

• zwei Clack-WS1-Zentralsteuerventile mit eigener Steuerung

• automatische Umschaltung zwischen den Enthärterbehältern

• 3-Wege-Umschaltventil im Weichwasserausgang

• gemeinsamer Salzlösebehälter mit zwei separaten Soleventilen

• Manometer und Absperrarmatur im Rohwassereingang

• Probenahmehahn nach der Enthärtung

• Überdruckventil mit 6 bar Ansprechdruck

• feste interne Verrohrung aus PVC-U und Edelstahl

• Aluminium-Rahmengestell mit höhenverstellbaren Stellfüßen

• PP-Aufnahmeplatte für die Druckbehälter

• vollständige interne elektrische Verdrahtung

Werkseitige Funktionsprüfung

Alle von uns gefertigten Anlagen werden vor der Auslieferung an unserem werkseigenen Teststand einer Funktionsprüfung unterzogen. Dabei kontrollieren wir unter anderem:

• Steuerung und automatische Programmabläufe

• Funktion der Pumpen und Ventile

• Leitfähigkeitsmessung und Qualitätsumschaltung

• Durchflussanzeigen und Überwachungseinrichtungen

• Vorspülung und Modulspülung

• Umschaltung der Doppelenthärtung

• Dichtheit der internen Verrohrung

• grundlegende Anlagen- und Sicherheitsfunktionen

Nach erfolgreicher Prüfung wird die Anlage betriebsbereit ausgeliefert. Vor Ort müssen die vorgesehenen Rohwasser-, Permeat-, Kanal- und Elektroanschlüsse hergestellt und die projektspezifischen Betriebswerte eingestellt werden.

Auswahl der passenden Leistungsgröße

Die passende Leistungsgröße sollte nicht ausschließlich anhand des kurzfristigen Spitzenverbrauchs ausgewählt werden. Entscheidend sind der durchschnittliche stündliche und tägliche Wasserbedarf, die verfügbaren Betriebsstunden und die Möglichkeit, Permeat zwischenzuspeichern.

Für Leistungen oberhalb von 4.000 l/h werden Umkehrosmoseanlagen und Vorbehandlungsstufen projektspezifisch ausgelegt.

Ausführung ohne Tank und Druckerhöhung

Die UO-EH 4.000 besitzt keinen integrierten Permeattank und keine separate Druckerhöhung. Sie eignet sich daher für die Befüllung eines Vorratsbehälters oder für Prozesse, die das Permeat gleichmäßig entsprechend der Anlagenleistung abnehmen.

Für die Zwischenspeicherung und geregelte Versorgung technischer Verbraucher kann die Anlage beispielsweise mit einem 4.000-Liter-Tank und geregelter Druckerhöhung kombiniert werden. Die Tankstation besitzt einen Nennförderstrom von 5 m³/h.

Nennförderstrom und maximale Förderhöhe der Druckerhöhung stehen nicht gleichzeitig zur Verfügung. Die endgültige Tank- und Pumpenauslegung richtet sich deshalb nach Verbrauchsspitzen, Versorgungsdruck, Leitungssystem, gleichzeitig betriebenen Verbrauchern und erforderlicher Betriebsreserve.

Für die automatische Befüllung eines vorhandenen IBC-Containers steht eine Befüllarmatur mit Niveausonde zur Verfügung. Bei einer Permeatleistung von 4.000 l/h kann ein IBC mit 1.000 Litern rechnerisch innerhalb von ungefähr 15 Minuten befüllt werden.

Abgrenzung zu anderen Anlagenkonzepten

Ist bereits eine ausreichend dimensionierte und zuverlässig arbeitende Enthärtungsanlage vorhanden, kann die kompakte Umkehrosmoseanlage mit 4 m³/h ohne integrierte Doppelenthärtung die wirtschaftlichere Lösung sein.

Als platzsparende Alternative steht eine Umkehrosmoseanlage mit 4 m³/h und Antiscalant-Dosierung zur Verfügung. Antiscalant stabilisiert ausfällungsgefährdete Salze unter den berechneten Betriebsbedingungen, entfernt Calcium und Magnesium jedoch nicht aus dem Wasser.

Für Anwendungen, bei denen eine sehr geringe Resthärte vor der Umkehrosmose erforderlich ist, bietet die Doppelenthärtung einen klaren verfahrenstechnischen Vorteil. Die Auswahl zwischen Enthärtung und Antiscalant erfolgt anhand der vollständigen Rohwasseranalyse, der gewünschten Ausbeute und der nachgeschalteten Anwendung.

Soll der Rohwasserbedarf reduziert werden, kann eine Umkehrosmoseanlage mit 4 m³/h und zusätzlicher Konzentratstufe geprüft werden. Diese Ausführung erreicht bei geeigneter Rohwasserqualität eine Ausbeute von bis zu 85 %. Vorbehandlung und erreichbare Ausbeute müssen dafür projektspezifisch berechnet werden.

Für Leitfähigkeiten deutlich unterhalb der mit einer einstufigen Umkehrosmose erreichbaren Werte ist eine nachgeschaltete Reinstwasseraufbereitung mit EDI oder eine geeignete Mischbettstufe erforderlich. Die UO-EH 4.000 kann dafür als Vorbehandlung eingesetzt werden.

Betrieb und regelmäßige Kontrolle

Für einen stabilen Anlagenbetrieb sollten insbesondere die Funktion der Doppelenthärtung, der Salzvorrat, die Resthärte, der Zustand des Feinfilters und die Betriebswerte der Umkehrosmose regelmäßig kontrolliert werden.

Passendes Verbrauchs- und Kontrollmaterial:

• Regeneriersalztabletten für Enthärtungsanlagen

• Resthärte-Messbesteck GR10 zur Kontrolle der Weichwasserqualität

Sinkt die Permeatleistung, steigt die Leitfähigkeit oder verändert sich der Betriebs- beziehungsweise Differenzdruck, sollten Vorbehandlung, Filterzustand, Rohwassertemperatur, Betriebsdruck, Ausbeute und Membranzustand geprüft werden. Weitere Hinweise finden Sie auf unserer Homepage unter Reinigung von Umkehrosmosemembranen.

Aufstellung und bauseitige Anschlüsse

Die Anlage wird vormontiert, intern verrohrt, elektrisch verdrahtet, programmiert, am Teststand geprüft und betriebsbereit ausgeliefert. Das Rahmengestell besitzt höhenverstellbare Stellfüße und kann bei begrenzten Platzverhältnissen projektspezifisch angepasst werden.

Bauseits werden benötigt:

• geeigneter Rohwasseranschluss mit 3 bis 8 bar

• Rohwasserleistung von mindestens ca. 5,4 m³/h bei 75 % Ausbeute

• Prüfung einer ausreichenden Leistungsreserve für Rohwasserversorgung und Enthärtung

• ausreichend dimensionierter Kanalanschluss für Konzentrat und Regenerationswasser

• Berücksichtigung gleichzeitig anfallender Konzentrat- und Regenerationsströme

• Permeatanschluss zum Behälter oder Prozess

• elektrische Versorgung der Umkehrosmose mit 400 V

• elektrische Versorgung der beiden Enthärtungssteuerungen

• potenzialfreies Anforderungssignal

• ausreichend tragfähige Aufstellfläche

• ausreichender Bedien- und Wartungsbereich

Angaben für die technische Auslegung

Für die Prüfung und Auslegung benötigen wir:

• vollständige Rohwasseranalyse

• Rohwasserhärte und Rohwasserleitfähigkeit

• niedrigste und höchste zu erwartende Rohwassertemperatur

• gewünschte Permeatqualität

• benötigte Wassermenge pro Stunde und pro Tag

• tägliche Betriebszeit

• Verbrauchsprofil und kurzfristige Entnahmespitzen

• vorhandene Rohwasser-, Kanal- und Elektroanschlüsse

• gewünschte Tankgröße und erforderlichen Versorgungsdruck

• verfügbare Aufstellfläche und Einbringmaße

• vorgesehenen Einsatzbereich

• erforderliche hydraulische Leistungsreserve

Auf dieser Grundlage berechnen wir die erreichbare Permeatqualität, die erforderliche Membranauslegung und den geeigneten Betriebsdruck. Gleichzeitig prüfen wir, ob die UO-EH 4.000 den Bedarf direkt abdecken kann oder ob ein Vorratsbehälter, eine Druckerhöhung, eine größere Enthärtungsstufe, eine Konzentratstufe, eine Hochdruckausführung oder eine individuell ausgelegte Gesamtanlage erforderlich ist.