Schlüsselwissen und Anwendung der Umkehrosmose-Rückgewinnung

Die Standard-Testrückgewinnungsrate, die tatsächliche Rückgewinnungsrate und die Systemrückgewinnungsrate von Membrankomponenten sind drei Schlüsselkonzepte der Umkehrosmosetechnologie. Die Standard-Testrückgewinnungsrate wird von den Herstellern der Membrankomponenten unter Standardbedingungen ermittelt, beispielsweise beträgt die Standardrückgewinnungsrate 15 % für die Brackwassermembranelemente BW8040 und BW4040 der Industriemembran der Marke HID und 8 % für die Meerwassermembranelemente SW8040 und SW4040. Die tatsächliche Rückgewinnungsrate wird während des tatsächlichen Einsatzes ermittelt. Um die Lebensdauer der Membrankomponenten zu verlängern und die Umweltverschmutzung zu verlangsamen, erlassen die Hersteller klare Vorschriften. Beispielsweise sollte die tatsächliche Rückgewinnungsrate eines einzelnen 8040-Membranelements 18 % nicht übersteigen. In der zweiten Stufe der Wasseraufbereitung im Umkehrosmosesystem kann die tatsächliche Rückgewinnungsrate jedoch 18 % leicht übersteigen, am besten sollte sie jedoch unter 20 % gehalten werden.

Die Systemrückgewinnungsrate bezeichnet die Gesamtrückgewinnungsrate der gesamten Umkehrosmoseanlage im laufenden Betrieb. Sie wird von verschiedenen Faktoren wie Wasserqualität, Anzahl und Anordnung der Membrankomponenten beeinflusst. Aufgrund der geringen Anzahl an Membranelementen und des kurzen Prozesses ist die Rückgewinnungsrate kleiner Umkehrosmoseanlagen meist gering. Im Gegensatz dazu erreichen große industrielle Umkehrosmoseanlagen in der Regel eine Systemrückgewinnungsrate von 75 % oder mehr, und in der zweiten Stufe der Umkehrosmose kann die Rückgewinnungsrate sogar 90 % erreichen.

Bei der Erzielung hoher Systemausbeute ist es wichtig, bestimmte Probleme zu vermeiden. Dazu gehören beispielsweise eine Verringerung der Entsalzungsrate des Produktwassers, ein erhöhtes Risiko der Ausfällung schwerlöslicher Salze und eine Verringerung der Komponentenwasserproduktion aufgrund des hohen osmotischen Drucks des konzentrierten Wassers. Daher ist es im praktischen Betrieb notwendig, die Systemausbeute angemessen zu kontrollieren, um einen stabilen Betrieb und eine optimale Leistung der Umkehrosmoseanlage zu gewährleisten.

Wie wird die Systemwiederherstellungsrate bestimmt?

Bei großindustriellen Umkehrosmoseanlagen liegt die tatsächliche Systemrückgewinnungsrate aufgrund der großen Anzahl an Membranelementen und des langen Wasserflussweges üblicherweise bei etwa 75 %. In manchen Fällen, beispielsweise bei hervorragender Eingangswasserqualität, kann die Rückgewinnungsrate der sekundären Umkehrosmoseanlage sogar bis zu 90 % erreichen. Bei der Bestimmung der Systemrückgewinnungsrate sollten die folgenden zwei Punkte berücksichtigt werden:

Die Länge der Reihenschaltung der Membranelemente: Je länger die Reihenschaltungslänge, desto höher kann die Systemwiederherstellungsrate sein.

Konzentrierter Wasserkreislauf und dessen Durchflussrate: Wenn kein konzentrierter Wasserkreislauf vorhanden ist, muss die Rückgewinnungsrate von Membrankomponenten und -systemen gemäß bestimmten Vorschriften bestimmt werden.

Darüber hinaus sollte im praktischen Betrieb darauf geachtet werden, Probleme wie eine Verringerung der Entsalzungsrate des Produktwassers, ein erhöhtes Risiko der Ausfällung mikrolöslicher Salze und eine Verringerung der Komponentenwasserproduktion durch den hohen osmotischen Druck des konzentrierten Wassers zu vermeiden. Daher ist eine angemessene Kontrolle der Systemrückgewinnungsrate entscheidend, um den stabilen Betrieb und die optimale Leistung von Umkehrosmoseanlagen zu gewährleisten.

Die Formel zur Berechnung der Rückgewinnungsrate einer Umkehrosmoseanlage lautet:

Rückgewinnungsrate = (Reinwasserdurchflussrate/Speisewasserdurchflussrate) × 100 %

Die Reinwasserdurchflussrate bezeichnet die Durchflussrate des gereinigten Wassers nach der Umkehrosmosebehandlung, während die Speisewasserdurchflussrate die ursprüngliche Durchflussrate des Wassers beim Eintritt in die Umkehrosmoseanlage ist. Mit dieser Formel lässt sich quantitativ beschreiben, welcher Anteil Rohwasser während des Aufbereitungsprozesses einer Umkehrosmoseanlage effektiv in gereinigtes Wasser umgewandelt werden kann.