Vollentsalzungsanlage 1 m³/h
mit Doppelenthärtung
Inkl. Tank und Druckerhöhung

Vollentsalzungsanlage 1.000 l/h mit Doppelenthärtung, Tank und Druckerhöhung

Diese kompakte Vollentsalzungsanlage kombiniert eine automatisch wechselnde Doppelenthärtung, eine industrielle Umkehrosmoseanlage, einen 570-Liter-Reinwassertank und eine frequenzgeregelte Druckerhöhung zu einer betriebsbereiten Versorgungseinheit.

Die Anlage erzeugt bei einer Rohwassertemperatur von 15 °C bis zu 1.000 Liter salzarmes Permeat pro Stunde. Innerhalb von acht Betriebsstunden können rechnerisch bis zu 8.000 Liter und im 24-Stunden-Betrieb bis zu 24.000 Liter Permeat erzeugt werden.

Der integrierte Reinwassertank entkoppelt die gleichmäßige Permeaterzeugung vom schwankenden Wasserbedarf der angeschlossenen Verbraucher. Die geregelte Druckerhöhung entnimmt das gespeicherte Wasser und versorgt den Prozess mit einem bedarfsgerechten Volumenstrom und möglichst konstantem Druck.

Kurzzeitige Entnahmespitzen oberhalb der Permeatleistung können dadurch aus dem Tank ausgeglichen werden. Der Tank erhöht jedoch nicht die dauerhafte Produktionsleistung der Umkehrosmoseanlage. Bei längerem Verbrauch muss die mittlere Entnahmemenge deshalb unterhalb der verfügbaren Permeatleistung liegen.

Technische Daten der Umkehrosmoseanlage

Die erreichbare Permeatqualität hängt von der Rohwasserzusammensetzung, Rohwassertemperatur, Membranauswahl, dem Betriebsdruck, der eingestellten Ausbeute und dem Zustand des Membranelements ab. Der Zielwert von weniger als 15 µS/cm wird deshalb anhand der Rohwasseranalyse geprüft.

Die Anlagenleistung wird bei 15 °C berechnet. Je 1 °C Temperaturabweichung verändert sich die Permeatleistung näherungsweise um etwa 3 %. Besonders die niedrigste zu erwartende Rohwassertemperatur ist daher für die Auslegung relevant.

Technische Daten der Doppelenthärtung

Bei 75 % Ausbeute benötigt die Umkehrosmoseanlage rund 1,33 m³/h Rohwasser. Gegenüber der maximalen Durchflussleistung der Doppelenthärtung von 1,4 m³/h verbleibt damit nur eine geringe hydraulische Reserve.

Rohwasserversorgung, Druckverlust, Regenerationsbetrieb und gleichzeitig benötigtes Spülwasser müssen deshalb vor der endgültigen Auslegung geprüft werden. Falls eine größere Betriebsreserve erforderlich ist, kann eine leistungsstärkere Enthärtungsstufe notwendig werden.

Die Regenerationshäufigkeit richtet sich nach der Rohwasserhärte und der aufbereiteten Wassermenge. Zur überschlägigen Berechnung wird die Kapazität von 100 m³ × °dH durch die örtliche Rohwasserhärte geteilt.

Technische Daten von Tank und Druckerhöhung

Die maximale Fördermenge und der maximale Förderdruck der Druckerhöhung stehen nicht gleichzeitig zur Verfügung. Der tatsächliche Betriebspunkt ergibt sich aus dem erforderlichen Versorgungsdruck, den Leitungslängen, Druckverlusten und der gleichzeitig benötigten Wassermenge.

Bei 1.000 l/h Permeatleistung ist der 570-Liter-Tank rechnerisch innerhalb von etwa 34 Minuten gefüllt, sofern währenddessen kein Wasser entnommen wird. Das nutzbare Speichervolumen ist aufgrund der eingestellten Voll- und Leerschaltpunkte geringer als das Nennvolumen.

Vorteile der Komplettanlage

• bis zu 1.000 l/h salzarmes Permeat bei 15 °C

• Doppelenthärtung, Umkehrosmose, Tank und Druckerhöhung in einer Einheit

• 570-Liter-Reinwassertank zur Zwischenspeicherung

• geregelte Druckerhöhung mit maximal 3 m³/h

• Ausgleich kurzfristiger Verbrauchsspitzen

• Versorgung von Verbrauchern unabhängig vom unmittelbaren UO-Betriebsdruck

• industrielles 8040-Membranelement

• KSB-Movitec-Hochdruckpumpe

• automatisch wechselnde Doppelenthärtung

• kontinuierliche Versorgung der Umkehrosmose mit Weichwasser

• Schutz des Membranelements vor Härteablagerungen

• kontinuierliche Überwachung der Permeatleitfähigkeit

• qualitätsabhängige Umschaltung vom Kanal zum Reinwassertank

• automatische Vorspülung und programmierbare Modulspülung

• automatische Tankbefüllung über Voll- und Leersignal

• Trockenlaufschutz der Druckerhöhung

• vollständige interne Verrohrung und elektrische Verdrahtung

• kompakter Aufbau auf einem Aluminium-Rahmengestell

• Funktionsprüfung vor der Auslieferung

Reinwassertank für schwankenden Verbrauch

Umkehrosmoseanlagen arbeiten besonders effizient, wenn sie über längere Zeiträume mit möglichst gleichmäßiger Leistung betrieben werden. Häufige kurze Start- und Stoppvorgänge können die Betriebsbedingungen und die anfängliche Permeatqualität ungünstig beeinflussen.

Der Reinwassertank ermöglicht längere zusammenhängende Produktionszyklen. Die Umkehrosmose befüllt den Tank zwischen den eingestellten Niveaus, während die Druckerhöhung das gespeicherte Wasser bedarfsgerecht an die Verbraucher liefert.

Die außenliegende Niveaumessung arbeitet nach dem Schwimmerprinzip, ohne dass das Wasser in ein transparentes Anzeigerohr geführt werden muss. Sie erzeugt die Voll- und Leersignale für die Umkehrosmose und schützt gleichzeitig die Druckerhöhung vor Trockenlauf.

Die Druckerhöhung kann kurzfristig mehr Wasser fördern, als die Umkehrosmose erzeugt. Bei dauerhaft hoher Entnahme wird der Tank jedoch entleert. Die Tankgröße muss deshalb anhand des tatsächlichen Verbrauchsprofils und nicht ausschließlich anhand des maximalen Pumpenvolumenstroms bewertet werden.

Be- und Entlüftung des Reinwassertanks

Der Tank wird über einen 5-µm-Filter be- und entlüftet. Dieser Filter reduziert das Eindringen von Partikeln über die Umgebungsluft, ist jedoch kein Sterilfilter.

Salzarmes Permeat kann während der Lagerung Kohlendioxid aus der Umgebungsluft aufnehmen. Dadurch können sich Leitfähigkeit und pH-Wert verändern. Bei besonders niedrigen Leitfähigkeitsanforderungen, langen Standzeiten oder hygienisch sensiblen Prozessen müssen Tankbelüftung, Zirkulation, Tankwerkstoff und gegebenenfalls zusätzliche Aufbereitungsstufen projektspezifisch ausgelegt werden.

Typische Einsatzbereiche

• salzarmes Prozesswasser für Industrie und Gewerbe

• CIP- und Reinigungsprozesse nach technischer Prüfung

• Spülwasser für Metall, Glas, Bauteile und technische Oberflächen

• Versorgung industrieller Wasch- und Reinigungsanlagen

• Zusatz- und Speisewasser für technische Kreisläufe

• Kessel- und Dampfanwendungen nach technischer Prüfung

• Wasseraufbereitung für Befeuchtungs- und Klimasysteme

• Versorgung technischer Produktionsanlagen

• Versorgung mehrerer Verbraucher mit schwankender Wasserentnahme

• Vorbehandlung für nachgeschaltete Mischbett- oder EDI-Stufen

• Anwendungen mit kurzfristigen Verbrauchsspitzen bis 3 m³/h

• chargenweise Bereitstellung von VE-Wasser

Für hygienisch sensible Anwendungen, Kosmetikproduktion oder Prozesse mit besonderen mikrobiologischen Anforderungen müssen zusätzliche Maßnahmen wie hygienische Tankausführung, Zirkulation, UV-Desinfektion, Sterilfiltration, geeignete Werkstoffe und eine definierte Reinigungsstrategie geprüft werden.

Funktionsweise der Vollentsalzungsanlage

Automatisch wechselnde 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.

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 enthärtetem Wasser versorgt werden.

Feinfiltration

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

Umkehrosmose mit 8040-Membranelement

Die Hochdruckpumpe fördert das enthärtete und gefilterte Wasser mit dem erforderlichen Betriebsdruck durch das 8040-Membranelement. Ein Teil des Wassers durchdringt die semipermeable Membran und steht anschließend als salzarmes Permeat zur Verfügung. Die zurückgehaltenen Salze verlassen die Anlage mit dem Konzentrat.

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

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

Qualitätsabhängige Tankbefüllung

Bei Wasseranforderung beginnt die Anlage zunächst mit einer einstellbaren Vorspülung. Anschließend startet die Hochdruckpumpe 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 Grenzwerts wird das Permeat in den Reinwassertank geleitet.

Erreicht der Tank den oberen Niveauschaltpunkt, stoppt die Umkehrosmose. Sinkt der Wasserstand auf den unteren Schaltpunkt, wird die Permeaterzeugung erneut freigegeben.

Geregelte Versorgung der Verbraucher

Die selbstansaugende Druckerhöhung entnimmt das Wasser aus dem Reinwassertank. Der integrierte Drucksensor erfasst den Versorgungsdruck. Der Frequenzumrichter passt die Pumpendrehzahl an den tatsächlichen Wasserbedarf an.

Dadurch kann die Förderleistung innerhalb des verfügbaren Pumpenkennfelds an wechselnde Entnahmemengen angepasst werden.

Ausstattung der Gesamtanlage

• KSB-Movitec-Hochdruckpumpe

• Manometer zur Überwachung des Pumpendrucks

• industrielles 8040-Niederdruckmembranelement

• GFK-Membrandruckrohr

• 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 25 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

• 570-Liter-Reinwassertank aus PE-HD

• Be- und Entlüftungsfilter mit 5 µm

• außenliegende Niveaumessung

• frequenzgeregelte, selbstansaugende Druckerhöhung

• integrierter Drucksensor zur Konstantdruckregelung

• Pumpenabsperrventile und Rückschlagventil

• feste interne Verrohrung aus PVC-U und Edelstahl

• Aluminium-Rahmengestell mit höhenverstellbaren Stellfüßen

• vollständige interne elektrische Verdrahtung

Werkseitige Funktionsprüfung

Die vormontierte Gesamtanlage wird vor der Auslieferung an unserem werkseigenen Teststand einer Funktionsprüfung unterzogen. Dabei kontrollieren wir unter anderem:

• Steuerung und automatische Programmabläufe

• Funktion der Hochdruck- und Druckerhöhungspumpe

• Funktion der Ventile

• Leitfähigkeitsmessung und Qualitätsumschaltung

• Durchflussanzeigen und Überwachungseinrichtungen

• Vorspülung und Modulspülung

• Umschaltung der Doppelenthärtung

• Voll- und Leersignale des Reinwassertanks

• Trockenlaufschutz der Druckerhöhung

• Druckregelung innerhalb des vorgesehenen Betriebspunkts

• Dichtheit der internen Verrohrung

• grundlegende Anlagen- und Sicherheitsfunktionen

Der Einbauzustand des Membranelements sowie der Umfang der Nassprüfung und Inbetriebnahme werden im Auftragsumfang eindeutig festgelegt.

Auswahl des passenden Anlagenkonzepts

Die aktuelle Ausführung eignet sich besonders, wenn Enthärtung, Umkehrosmose, Speicherung und geregelte Verbraucherversorgung gemeinsam bereitgestellt werden sollen.

Ist bereits ein ausreichend dimensionierter Reinwassertank mit Druckerhöhung vorhanden, kann die UO-EH 1.000 ohne integrierte Tanktechnik die wirtschaftlichere Lösung sein.

Die Antiscalant-Ausführung benötigt keine Doppelenthärtung. Das Antiscalant stabilisiert ausfällungsgefährdete Salze unter den berechneten Betriebsbedingungen, entfernt Calcium und Magnesium jedoch nicht aus dem Wasser. Die Eignung und Dosierung müssen anhand der Rohwasseranalyse berechnet werden.

Ist bereits eine zuverlässig arbeitende Enthärtung oder andere geeignete Vorbehandlung vorhanden, kann die separate Umkehrosmoseanlage ausreichend sein.

Für einen zeitlich begrenzten Übergangs-, Test- oder Ersatzbetrieb kann alternativ eine mobile Umkehrosmoseanlage mit 2.000 l/h zur Miete geprüft werden. Sie besitzt jedoch keinen integrierten 570-Liter-Tank und arbeitet mit einer Antiscalant-Dosierung.

Abgrenzung zu Reinstwasseranlagen

Die einstufige Umkehrosmoseanlage erreicht bei geeignetem Stadtwasser typischerweise eine Permeatleitfähigkeit unter 15 µS/cm. Eine fest garantierte Leitfähigkeit von 1 bis 5 µS/cm oder unter 1 µS/cm kann mit dieser Standardausführung nicht pauschal zugesichert werden.

Für niedrigere Leitfähigkeiten können eine zweistufige Umkehrosmose, CO₂-Entfernung, pH-Wert-Anhebung, Mischbetttechnik oder eine Reinstwasseraufbereitung mit EDI erforderlich sein.

Dabei muss auch die Tankausführung berücksichtigt werden. Durch CO₂-Aufnahme, Stagnation oder ungeeignete Tankbelüftung kann sich die erzeugte Wasserqualität während der Speicherung verändern.

Betrieb und regelmäßige Kontrolle

Für einen stabilen Anlagenbetrieb sollten insbesondere folgende Punkte regelmäßig kontrolliert werden:

• Salzvorrat der Doppelenthärtung

• Resthärte nach der Enthärtung

• Zustand des 5-µm-Feinfilters

• Permeatleistung und Permeatleitfähigkeit

• Betriebs- und Differenzdruck

• Konzentrat- und Rückführungsmenge

• Funktion der Tankniveaumessung

• Reinwassertank und Be- und Entlüftungsfilter

• Druckregelung und Betriebsverhalten der Druckerhöhung

• Dichtheit der Verrohrung

• Störmeldungen der Steuerung

Passendes Verbrauchs- und Kontrollmaterial:

• Regeneriersalztabletten für Enthärtungsanlagen

• Resthärte-Messbesteck GR10 zur Kontrolle der Weichwasserqualität

Sinkt die Permeatleistung, steigt die Leitfähigkeit oder verändert sich der Betriebsdruck, sollten Rohwasserbedingungen, Enthärtung, Feinfilter, Temperatur, Ausbeute und Membranzustand geprüft werden. Weitere Hinweise finden Sie auf unserer Homepage unter Reinigung von Umkehrosmosemembranen.

Aufstellung und bauseitige Anschlüsse

Bauseits werden benötigt:

• geeigneter Rohwasseranschluss mit 3 bis 8 bar

• Rohwasserleistung von mindestens ca. 1,33 m³/h zuzüglich erforderlicher Betriebsreserve

• ausreichende Rohwasserversorgung während der Enthärterregeneration

• Kanalanschluss für etwa 330 l/h Konzentrat bei 75 % Ausbeute

• Kanalanschluss für etwa 375 Liter Regenerationswasser je Regeneration

• Berücksichtigung gleichzeitig anfallender Konzentrat- und Regenerationsströme

• Verbraucheranschluss an die Druckerhöhung

• elektrische Versorgung der Umkehrosmose mit 400 V

• elektrische Versorgung der beiden Enthärtungssteuerungen

• elektrische Versorgung der Druckerhöhung entsprechend dem Typenschild

• tragfähige und ebene Aufstellfläche

• ausreichender Bedien- und Wartungsbereich

• geeignete Einbringöffnung und ausreichend breite Transportwege

• Berücksichtigung des Tankgewichts im gefüllten Zustand

• frostfreier und entwässerbarer Aufstellraum

Die angegebenen Tankabmessungen sind nicht mit den Gesamtmaßen der vollständigen Rahmenanlage gleichzusetzen. Gesamtmaße, Einbringweg und Wartungsabstände werden vor der Bestellung geprüft.

Angaben für die technische Auslegung

Für die technische Prüfung benötigen wir:

• Rohwasseranalyse

• niedrigste und höchste Rohwassertemperatur

• gewünschte Permeatqualität

• benötigte Wassermenge pro Stunde und pro Tag

• tägliche Betriebszeit

• Verbrauchsprofil und kurzfristige Entnahmespitzen

• erforderlicher Versorgungsdruck am Verbraucher

• Anzahl und Gleichzeitigkeit der angeschlossenen Verbraucher

• vorgesehener Einsatzbereich

• hygienische oder dokumentarische Anforderungen

• vorhandene Rohwasser-, Kanal- und Elektroanschlüsse

• verfügbare Aufstellfläche und Einbringmaße

• gewünschter Liefertermin

Auf dieser Grundlage prüfen wir die erreichbare Permeatqualität, die hydraulische Reserve der Doppelenthärtung, den geeigneten Betriebsdruck, das nutzbare Tankvolumen und den Betriebspunkt der Druckerhöhung.

Gleichzeitig wird bewertet, ob die Standardausführung den Bedarf sicher abdeckt oder ob ein größerer Tank, eine leistungsstärkere Enthärtung, eine andere Druckerhöhung, eine zweistufige Umkehrosmose oder eine zusätzliche Reinstwasserstufe erforderlich ist.