25 gängige Lösungen für Probleme mit der Umkehrosmose-Membrantechnologie (Teil 4)

19. Welche Auswirkungen hat der pH-Wert auf die Reinigungsleistung, die Wasserproduktion und die Membranlebensdauer?

Der pH-Bereich, der Umkehrosmosemembranen entspricht, liegt im Allgemeinen zwischen 2 und 11. Der pH-Wert hat nur geringen Einfluss auf die Membranleistung selbst, was einen wesentlichen Unterschied zu anderen Membranprodukten darstellt. Die Eigenschaften vieler Ionen im Wasser werden jedoch stark vom pH-Wert beeinflusst. Beispielsweise liegen schwache Säuren wie Zitronensäure bei niedrigen pH-Werten nichtionisch vor, dissoziieren aber bei hohen pH-Werten und werden ionisch. Aufgrund der höheren Ladung des Ions ist die Entfernungseffizienz der Membran hoch. Ist die Ladung niedrig oder nicht vorhanden, ist die Entfernungseffizienz der Membran gering. Daher hat der pH-Wert einen signifikanten Einfluss auf die Entfernungseffizienz bestimmter Verunreinigungen.

20. Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem TDS-Wert des einfließenden Wassers und der Leitfähigkeit?

Bei der Ermittlung der Leitfähigkeit des Zulaufs muss diese in den TDS-Wert umgerechnet werden, damit sie in die Softwareentwicklung einfließen kann. Für die meisten Wasserquellen liegt das Verhältnis von Leitfähigkeit zu TDS zwischen 1,2 und 1,7. Für die ROSA-Berechnung wird ein Verhältnis von 1,4 für Meerwasser und ein Verhältnis von 1,3 für Brackwasser verwendet, was in der Regel eine gute Näherung für die Umrechnung ergibt.

21. Wie erkennt man, ob die Membran verunreinigt ist?

Folgende Symptome treten häufig auf Umweltverschmutzung hin:

1. Unter Normaldruck sinkt die Wasserproduktion.
2. Um eine Standardwasserproduktion zu erreichen, ist es notwendig, den Betriebsdruck zu erhöhen.
3. Der Druckabfall zwischen Einlass und konzentriertem Wasser erhöht sich um v.
4. Das Gewicht der Membrankomponenten erhöht sich um v
5. Signifikante Veränderungen der Membranentfernungsrate (Erhöhung oder Verringerung)
6. Nachdem das Bauteil aus dem Druckbehälter entnommen wurde, wird Wasser auf die Einlassseite des vertikalen Membranbauteils gegossen. Das Wasser kann nicht durch das Membranbauteil fließen und läuft nur an der Stirnfläche über (was auf eine vollständige Verstopfung des Einlasskanals hinweist).

22. Wie lässt sich das Wachstum von Mikroorganismen in der Originalverpackung von Membrankomponenten verhindern?

Wenn die Schutzlösung trüb wird, ist dies wahrscheinlich auf das Wachstum von Mikroorganismen zurückzuführen. Mit Natriumbisulfit geschützte Membrankomponenten sollten alle drei Monate überprüft werden. Bei Trübung der Schutzlösung sind die Komponenten aus dem verschlossenen Aufbewahrungsbeutel zu entnehmen und in frischer Schutzlösung mit einer Konzentration von 1 Gew.-% Natriumbisulfit in Lebensmittelqualität (nicht mit Kobalt aktiviert) für etwa eine Stunde einzuweichen. Anschließend sind die Komponenten wieder zu verschließen und abzutropfen. Vor dem Wiederverpacken sind die Komponenten erneut zu verpacken.

23. Welche Anforderungen gelten für den Wasserzulauf der RO-Membrankomponenten?

Theoretisch sollten die in die RO- und IX-Systeme eingeleiteten Verunreinigungen folgende nicht enthalten:

1. Schwebstoffe, Kolloide, Calciumsulfat, Algen, Bakterien, Oxidationsmittel wie Restchlor usw.
2. Öl- oder Lipidstoffe (müssen unterhalb der unteren Nachweisgrenze des Instruments liegen)
3. Chromkomplexe organischer Substanz und Eisen-organische Substanz
4. Metalloxide wie Korrosionsprodukte von Eisen, Kupfer und Aluminium

23. Welche Verunreinigungen können RO-Membranen entfernen?

Die Umkehrosmosemembran entfernt effektiv Ionen und organische Stoffe. Sie weist eine höhere Reinigungsleistung als die Nanofiltrationsmembran auf. Üblicherweise werden durch Umkehrosmose 99 % der Salze und mindestens 99 % der organischen Stoffe im Speisewasser entfernt.

24. Wie finden Sie heraus, welche Reinigungsmethode Sie für Ihr Membransystem anwenden sollten?

Um eine optimale Reinigungswirkung zu erzielen, ist die Wahl der richtigen Reinigungsmittel und Reinigungsschritte entscheidend. Eine falsche Reinigung kann die Systemleistung sogar beeinträchtigen. Generell empfiehlt sich für anorganische Ablagerungen die Verwendung saurer Reinigungslösungen, während für mikrobielle oder organische Verunreinigungen alkalische Reinigungslösungen ratsam sind.

Warum ist der pH-Wert des durch Umkehrosmose erzeugten Wassers niedriger als der pH-Wert des Zulaufwassers?

Wenn das Gleichgewicht zwischen CO₂, HCO₃⁻ und CO₃²⁻ verstanden ist, lässt sich diese Frage am besten beantworten. In einem geschlossenen System variiert der relative Anteil von CO₂, HCO₃⁻ und CO₃²⁻ mit dem pH-Wert. Bei niedrigem pH-Wert überwiegt CO₂, während im mittleren pH-Bereich HCO₃⁻ und im hohen pH-Bereich CO₃²⁻ dominieren. Da die RO-Membran lösliche Ionen, nicht aber lösliche Gase entfernt, ist der CO₂-Gehalt im RO-Produktionswasser im Wesentlichen identisch mit dem im RO-Zulauf. Allerdings können HCO₃⁻ und CO₃²⁻ oft um ein bis zwei Größenordnungen reduziert sein, wodurch das Gleichgewicht zwischen CO₂, HCO₃⁻ und CO₃²⁻ im Zulauf gestört werden kann. In einer Reihe von Reaktionen verbindet sich CO₂ mit H₂O und durchläuft dabei die folgenden Gleichgewichtsübergänge, bis sich ein neues Gleichgewicht einstellt.

Enthält das Zulaufwasser CO₂, sinkt der pH-Wert des Umkehrosmosewassers stets. Bei den meisten Umkehrosmoseanlagen verringert sich der pH-Wert des Wassers um das 1- bis 2-Fache. Bei hoher Alkalinität und hohem HCO₃⁻-Gehalt im Zulaufwasser sinkt der pH-Wert des Wassers sogar noch stärker.

Eine sehr geringe Menge an zugeführtem Wasser mit einem niedrigeren Gehalt an CO₂, HCO₃⁻ oder CO₃²⁻ führt zu geringeren Schwankungen des pH-Werts im aufbereiteten Wasser. In einigen Ländern und Regionen gibt es Vorschriften für den pH-Wert von Trinkwasser, der üblicherweise zwischen 6,5 und 9,0 liegt. Unseres Wissens dient dies dem Schutz der Wasserleitungen vor Korrosion. Das Trinken von Wasser mit niedrigem pH-Wert an sich verursacht keine gesundheitlichen Probleme. Bekanntermaßen haben viele im Handel erhältliche kohlensäurehaltige Getränke einen pH-Wert zwischen 2 und 4.