Behandlung durch Membranfiltration

Membranfiltration im Allgemeinen

Allen Unternehmen, welche für industrielle Prozesse Wasser mit hoher Qualität brauchen, und Wasserverbrauchskosten senken möchten, bietet DLK: personalisierte, schlüsselfertige Lösungen zur Aufbereitung von Prozesswasser sowie Lösungen zum Wasserrecycling.

DLK liefert kompakte Membranfiltrationssysteme zur Aufbereitung und zum Recycling von Wasser. Die Anlagen zur Herstellung von Prozesswasser garantieren einen Austrittswert von ungefähr 10 µS. Eine zusätzliche Behandlungsstufe mit Harz ermöglicht ein problemloses Erreichen von 2 µS.

Die möglichen Durchsätze von Osmose-Geräten gehen standardmässig von 50 l/h bis 2'000 l/h an gereinigtem Wasser. Massgeschneiderte Systeme können Durchsätze von bis zu  100 m³ pro Tag erreichen.

Recycling und Behandlung von Abwasser

Die Membranfiltrationssysteme von DLK sind komplett modular aufgebaut und entsprechen den qualitativen und quantitativen Ansprüchen folgender Anwendungen: Galvanikbetriebe, chemische Verarbeitung, Oberflächenbehandlung, Polierung (Oberflächenschleifung, Trommelpolierung), alle Anwendungen der Entfettung, ...

DLK Technologies SA bietet Ihnen folgende Modelle

Vom Konzept her einzigartig und flexibel, enthalten durch DLK gelieferte Anlagen verschiedene Membranen zur Umkehrosmose, zur Nanofiltration oder zur Ultrafiltration/ Mikrofiltration, je nach gewünschter Anwendung.

• ihre Kompaktheit begrenzt den Platzbedarf,
• ihr einfaches und robustes Konzept limitiert Wartung und Unterhalt,
• alle Systeme sind mit Spülungsfunktion vorgesehen, und wenn nötig, mit Reinigungssystem, wenn dies die Abwasserart erfordert.

Beschreibung Prinzip Membranfiltration

Die Querstromfiltration

Das Prinzip besteht darin, Abwasser unter Druck tangentiell durch eine poröse Membran zu leiten. Deshalb spricht man auch von tangentialer Filtration, das heisst, dass das Filtrat (behandeltes Wasser) die Membran senkrecht zum Hauptstrom verlässt. Das Konzentrat selbst fliesst über die Membranoberfläche und entfernt grobe Schmutzteile gleich wieder von der Membran. Das abgeführte Konzentrat  kann:

• für den Fall der Herstellung von Reinstwasser, direkt zur öffentlichen Kläranlage abgeleitet werden
• für den Fall von Wasser-Recycling, hängt dies von den im Wasser vorhandenen Schmutzstoffen ab:

• externe Behandlung,
• Ableiten in die öffentliche Kläranlage,
• interne Behandlung, z. B. mit einem physiko-chemischen Abwasserreinigungsanlage oder einem System mit Elektrokoagulation.

• Für den Fall der Wasser-Rezirkulation, kann die Membranfiltration einen Wirksamkeitsgrad von bis zu 95 % erreichen.

Detaillierte Beschreibung der Nanofiltration und der Umkehrosmose

Das Grundprinzip der Umkehrosmose ist die Querstromfiltration, bei der eine Flüssigkeit durch ein Filtermedium  gepresst wird. Wie auf der Abbildung 1 zu sehen ist, wird die Ausgangsflüssigkeit  in ein Filtrat und ein Konzentrat aufgetrennt.  Das behandelte Wasser verlässt die Membran in einem 90° Winkel zum Strom. Das Konzentrat  fliesst tangential über die Membran hinweg.

Je nach Qualität des Wassers am Eintritt und der gewünschten Qualität am Austritt, kann die Ausbeute der Umkehrosmose zwischen 50 bis 99% (Verhältnis Filtrat / Konzentrat) varieren. Die Qualität am Austritt ist demnach umgekehrt proportional zur Ausbeute.

Das Filtermedium besteht aus einem Gewebe, das in einer Spirale aufgerollt ist (wie eine Roulade). Dieses Gewebe besteht aus einer synthetischen Filterschicht und zweier « spacer », die das Wasser vom Innern der Schicht nach aussen treten lassen, siehe Abbildung 2.

Die Vorfiltration der groben Partikel auf dem « spacer IN » spielt eine wichtige Rolle, er hat normalerweise eine Porengrösse um die 50μm. Diese Schicht lässt also auch schon mehr oder weniger Partikel auf das Membrangewebe.

Die Grafik weiter oben zeigt die verschiedenen Auftrennungen je nach gewählter Filtrationstechnik. Die Umkehrosmose trennt auch organische Makromoleküle, Salze und metallische Ionen ab.

Ein Anwendungsbeispiel einer Wiederverwendung von Abwasser durch Nanofiltration

Der Behandlungsprozess des Beispiels ist der Folgende:

Nanofiltration, Abbildung 3

• Stapelbehälter Abwasser

Der Stapel ermöglicht eine Regulierung des Durchflusses und der Schmutzstoffe.

• Chemische Konditionierung

Vor der Filtration wird das Abwasser mit verschiedenen Chemikalien aufbereitet, um eine optimale Filtrationsleistung zu erhalten. Eine Einstellung des pH-Werts ist sehr wichtig, denn ein zu hoher pH-Wert führt zum Ausfällen von Metallen auf der Membran. Je nach Abwasser können auch Enthärter oder ein Biozid zugegeben werden, um eine Verstopfung der Membran zu verhindern.

• Osmose, Filtration

Das Wasser überströmt die Membran mit einer bestimmten Geschwindigkeit und einem bestimmten Druck. Um dies zu garantieren, kommen normalerweise zwei Pumpen zum Einsatz. Eine hält den Kreislauf, der die Membran überströmt in Gang und die andere speist den Kreislauf mit Abwasser.

• Stapelbehälter Konzentrat

Das Konzentrat wird in einem Behälter aufgefangen und anschliesssend weiterbehandelt. Möglichkeiten sind eine chemische Behandlung, eine Elektrokoagulation oder ein Verdampfer.

• Vorratsbehälter gereinigtes Wasser

Das filtrierte Wasser wird für die Weiterverwendung gespeichert oder in die Kanalisation eingeleitet.  Mit einer Pumpe  kann das Wasser mit einem bestimmten Druck und Durchfluss zurück in den Prozess gebracht werden. Mit einer UV Desinfektion kann die Bildung von Mikroorganismen unterbunden werden (ist im Schema auf der Abbildung 3 nicht enthalten).

• Spülung & Reinigung

Es gibt den Spruch: « Es gibt nur zwei Sorten von Membranen, verstopfte und solche, die es werden ». Deshalb ist es wichtig, einen Spülungs- und Reinigungsprozess für die Membran zu haben. Dies verhindert ein komplettes Verstopfen der Membran.

• Die Rückspülung wird mit Filtrat vorgenommen. Das verwendete Volumen hängt von der benötigten Spülzeit ab, die wiederum von der verwendeten Membran und dem Abwasser.
• Die Reinigung ist ein Ablauf von chemischen Reaktionsmitteln und Spülwasser. Die Chemikalien werden je nach Schmutzstoffen gewählt, meist handelt es sich um Säuren und Laugen.

DLK bietet Systeme, welche an die spezifischen Bedürfnisse der Kunden angepasst sind:

• Volumen,
• Schadstoff-Belastung,
• vorhandene Infrastruktur,
• Personal,
• Budget.

Der Membrantyp wird gemäss der Anwendung ausgewählt. Im Allgemeinen, empfiehlt DLK mit folgenden Membranen zu arbeiten:

• Ultrafiltration für

• die Trennung von Ölen (Emulsionen, Waschmittel, ...),
• die Filtrierung von metallischen Partikeln (Polierung).

• Nanofiltration für

• die Trennung von metallischer Ione (chemische Verarbeitung, Beizen, ...),
• die Trennung von organischen Molekülen,
• das Recycling, d. h. die Aufbereitung zur Wiederverwendung von Wasser,
• das Absenken der organischen Fracht.

durch DLK angebotene Systeme bieten folgende Eigenschaften:

• Durchflüsse von 50 l/h bis zu mehreren m³ pro Stunde,
• Installation einfacher Membrananlagen,
• Installation mit Behandlung von Konzentrat,
• Installation mit Vorbehandlung des Abwassers.

Zusätzlich bietet DLK:

• schlüsselfertige Installationen,
• Personalschulung und technischen Support,
• Lieferung von Reaktionsmitteln,
• Laboranalysen,
• Wartungsservice und Serviceverträge.