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Hohl und flach zugleich

Membranfiltrationsmodule für die Abwasserbehandlung
Hohl und flach zugleich

Durch das Bevölkerungswachstum in den Städten entwickelt sich die umweltverträgliche Behandlung kommunaler und industrieller Abwässer weltweit zu einer der wichtigsten Herausforderungen. Die Erschöpfung vieler Grundwasservorkommen und andere praktische Erwägungen werden dazu führen, dass sowohl öffentliche Versorgungsunternehmen als auch Industrieunternehmen einen Weg finden müssen, um das Wasser wiedergewinnen zu können.

Herkömmliche Technologien in der Abwasserbehandlung werden zunehmend durch Membranbioreaktoren (MBR) ergänzt – und teilweise sogar komplett ersetzt. Die Trennung von Flüssigkeiten und Feststoffen erfolgt durch eine Kombination von Belebtschlammbehandlungsprozessen und Membranfiltrationsausrüstungen. Obwohl diese MBRs in der Regel nur eine von mehreren Komponenten in den komplexen Abwasseraufbereitungsanlagen sind, spielen sie in modernen Anlagen eine immer wichtigere Rolle. Insbesondere, wenn die Anlagen hochwertiges Abwasser produzieren, das eine Wiederverwertung und den Einsatz als Sauberwasser in Industrieanlagen erlaubt. Alfa Laval entwickelt Membranen und stellt die in den Filtrationseinheiten verwendeten Membranen auch selbst her. So wird die durchgängige Qualitätskontrolle sichergestellt; der Produktionsprozess kann von Anfang bis Ende überwacht werden und garantiert eine lückenlose Rückverfolgbarkeit. Die Membranbioreaktoren, die derzeit in den Kläranlagen installiert sind, machen ausgiebigen Gebrauch von zwei verschiedenen Technologien der Membranfiltration, die entweder auf Hollow-Fibre- (HF-) oder Flat-Sheet-(FS-)Membranen basieren. Jede einzelne der beiden Technologien bietet per se bereits deutliche Vorteile. Eine Einzellösung ist dennoch nicht optimal.

Das Beste aus zwei Welten
Die Hollow-Sheet-Membranen-Lösung von Alfa Laval verbindet das Beste der beiden Technologien zu einer Membran völlig neuen Typs. Als Einheit sind die Hollow-Sheet-Membranelemente aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) kompakter als alle derzeit auf dem Markt befindlichen Flat-Sheet-Membranmodule. Das spezielle Design stellt sicher, dass das gereinigte Abwasser von der gesamten Oberfläche der Membran fließt und ringsum an den Rändern austritt. Dies führt zu einer höheren Filtrationskapazität sowie zu einem um 10 bis 25 % geringeren Energieverbrauch pro Membraneinheit.
Die Membranfiltrationseinheiten (MFMs) bestehen aus standardisierten Paketen von Hollow-Sheet-Membranen in einem aus rostfreiem Stahl gefertigten Rahmen mit passenden Anschlüssen. Die kompakte, stapelbare Konstruktion der MFM-Einheit macht es möglich, hohe Packungsdichten in jedem MBR-Tank zu erzielen. Die Verschmutzung ist praktisch eliminiert, was dazu führt, dass die Lebensdauer der Membran verlängert wird. Ein spezielles Merkmal der MFM-Konstruktion ist, dass sie mit einem niedrigen Transmembrandruck (TMP) über der gesamten Membranoberfläche arbeitet, während der Schlammstrom durchläuft. Es werden keine Vakuumpumpen benötigt, da das aufbereitete Wasser dank der Schwerkraft durch die Membran gedrückt wird. Dazu minimiert der niedrige Transmembrandruck, der auf der gesamten Membranoberfläche herrscht, das Fouling-Risiko. Die Hollow-Sheet-Membranen produzieren einen TMP, der um 75 bis 90 % niedriger liegt als bei herkömmlichen Systemen.
Französische Erfolgsgeschichte
Ein Beispiel für eine solche Anlage ist die Bassussarry Kläranlage im Südwesten Frankreichs nahe der spanischen Grenze. Im Rahmen eines ehrgeizigen Anlagenerneuerungsprogramms wurden zwei Anlagen mit Membranbioreaktorlösungen ausgestattet, die Membranfiltrationseinheiten mit Hollow-Sheet-Technologie enthalten. Die Einfachheit der Installation war ein entscheidendes Kaufargument. Hollow-Sheet-Membranen sind zudem besonders leicht zu pflegen. Durch den niedrigen Druck auf der Oberfläche wird Fouling auf einem Minimum gehalten. Die Membranen können an Ort und Stelle mit Chlor gereinigt werden, ohne dass sie vorher aus der Anlage genommen werden müssen.
Da die Anlage in Bassussarry mit einem Membranfiltrationsmodul ausgestattet ist, war es möglich, höhere Abwasserqualität als mit normalen Membranen zu liefern. Das ist wichtig, da hierdurch Einnahmen durch den Verkauf des gereinigten Abwassers zur Bewässerung erzielt werden. Darüber hinaus fließt das gereinigte Wasser aus der Anlage in Bassussarry in einen nahe gelegenen Fluss, der eine Ressource für die örtliche Trinkwasserversorgung ist.
prozesstechnik-online.de/cav0812455
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