Wasser effektiv nutzen

Der Ultrafiltrationsspezialist Inge präsentierte im Oktober 2009 mit dem Dizzer XL 0.9 MB 60 den Primus der Produktgeneration mit 60 m² Membranfläche. Durch Entwicklungsfortschritte bei der Membrangeometrie wurde bei diesem Ultrafiltrationsmodul die Aufbereitungskapazität um 20 % gesteigert – bei gleichbleibender Modulgröße. Eingebaut in das Racksystem T-Rack benötigt das kompakte System nun noch weniger Stellfläche als herkömmliche Modulbausätze. Das Herzstück der Dizzer-Produktlinie bildet die patentierte Multibore-Membran – und zwar in einer ebenfalls verbesserten Generation. Ihre Optimierung führt zu einer um fast ein Drittel erhöhten Permeabilität bei gleichbleibend hoher Viren- und Bakterien-Rückhaltung. Auch die Geometrie, die Bienenwaben-Struktur der Membran, wurde verbessert. Der Querschnitt einer Multibore-Membran zeigt sieben runde Kapillaren. Es ist gelungen, die Wandstärke an der Außenseite unabhängig von der Stegbreite zwischen den Kapillaren produktionstechnisch zu steuern. Dadurch ist es möglich, bei unveränderter Außenwandstärke und gleichem Kapillardurchmesser (0,9 mm) den Außendurchmesser von 4,3 auf 4,0 mm zu verringern. Dadurch kann die Membranfläche im Vergleich zum Vorgängermodul Dizzer 5000 von 50 auf 60 m² gesteigert werden. Dabei haben die Membrane in den Modulen kaum Berührung – was wiederum wichtig für den Betriebsdruck ist. Je weniger Kontaktpunkte es zwischen den Membranen gibt, desto geringer ist der Druckverlust. Dr. Peter Berg, Vorstand Technik und Produktion bei Inge erklärt: „Wir nutzen hier die Multibore-Technik konsequent. Mit herkömmlichen Singlebore-Membranen kann die Packungsdichte nicht in dem Maße gesteigert werden, ohne dass die Stabilität leidet oder es zu hydrodynamischen Einbußen kommt.“

Für die Betreiber von Wasseraufbereitungsanlagen sind die Vorteile der Multibore-Membran gepaart mit der aktuellen Dizzer-Generation ein weiteres Argument, Ultrafiltrationstechnologie einzusetzen. Insbesondere die Platzersparnis gegenüber herkömmlichen Systemen bringt enorme Kostenvorteile. Das fertig verrohrte T-Rack, das je nach gewünschter Aufbereitungskapazität mit bis zu 80 Dizzer-Modulen ausstattet ist, benötigt bereits rund 50 % weniger Platz als ein konventionelles Rack. Durch die erhöhte Packungsdichte werden nun weitere 20 % Platz gespart. Diese Kompaktheit und Effizienz senkt nicht nur die Investitions-, sondern auch nachhaltig die Betriebskosten. Vorstandsvorsitzender Bruno Steis erläutert: „Diese wirtschaftlichen Vorteile, verbunden mit der Sicherheit, dass kein Faserbruch zu befürchten ist, sind schlagkräftige Argumente für den Einsatz unserer Technologie. Wir garantieren standardmäßig, dass in fünf Jahren kein Faserbruch auftritt. In mehr als 500 Anlagen auf der ganzen Welt werden unsere Systeme bereits erfolgreich eingesetzt. Selbst nach acht Jahren Betriebszeit haben wir noch keinen einzigen Faserbruch verzeichnet.“

Dabei klingen die Einsatzgebiete der Membrane nach Härtetest, wie ein Beispiel aus einer Raffinerie in China zeigt: Das starke Wachstum der Industrie in China hat zu Überlegungen geführt, alternative Wasservorkommen zu nutzen, um die Nachfrage zu bewältigen. Die CNPC Dalian Petrochemical Company Limited entschied, dass die beste Option zur Wasserversorgung ihrer Raffinerie die Wiederverwendung von kommunalem Abwasser aus der Sekundärstufe unter Einbeziehung einer Umkehrosmose (RO) wäre. Die Vorbehandlung mittels UF vor einer RO wird bei Projekten zur Kesselspeisewassererzeugung in China oftmals wegen ihrer exzellenten technischen Leistung und als wirtschaftlich interessante Alternative spezifiziert.

Bei Verwendung eines Abwassers für eine Aufbereitung mit RO ist es besonders wichtig, die Trübung, den SDI und den TOC zu reduzieren, um das Fouling-Potenzial zu kontrollieren und den chemischen Reinigungsaufwand zu minimieren. In Dalian wird das Sekundärabwasser aus der kommunalen Kläranlage biologisch weiterbehandelt und mit Aluminium geflockt, anschließend flotiert und filtriert. Damit wird sichergestellt, dass das Zulaufwasser zur UF-RO immer eine gleichbleibende Qualität hat, bei einer reduzierten Belastung von gelösten organischen Substanzen (DOC) und von Stickstoff. Joachim Georgi, Geschäftsführer beim Anlagenbauer GWT sagt: „Die Membranen haben gezeigt, dass selbst ein herausforderndes Zulaufwasser erfolgreich mit UF behandelt werden kann.“

Auch der Betreiber eines großen Chemie-Anlagenkomplexes in der Ukraine, wo eine RO-Anlage über mehrere Jahre zur Versorgung mit recyceltem Wasser aus einem Mischabwasser von verschiedenen Vorkommen eingesetzt war, entschied sich für den Einsatz von Ultrafiltration. Die ursprüngliche konventionelle Vorbehandlung führte zu häufigen chemischen Reinigungen, längeren Stillstandszeiten und zu hohen Membranersatzkosten. Bereits im Jahre 2004 wurden von Inge vor Ort Pilotierungsversuche durchgeführt, um zu evaluieren, ob man mit einer UF das schwankende Zulaufwasser aufbereiten kann. Basierend auf den erfolgreichen Ergebnissen der Pilotierung kam der Ultrafiltrationsspezialist aus Deutschland auch hier zum Zuge. 48 000 m³ Wasser werden nun täglich mittels UF aus Deutschland aufbereitet. Die Anlage läuft seit der Inbetriebnahme im Januar 2005 gut und hat die Leistungsfähigkeit der RO signifikant verbessert.

Alexander Ososkov, Regional Manager beim Anlagenbauer GE Water resümiert: „Die konventionelle Vorbehandlung wurde wegen der Schwankungen im Abwasser-Zulauf als ungeeignet befunden und verursachte Probleme bei der RO-Anlage. Seit die UF installiert ist, wurde eine gleichbleibende Leistung bei der RO erreicht und das Gesamtsystem arbeitet gut.“

Online-Info www.cav.de/0210430