Lewabrane Produktion in Bitterfeld

Die Membran-Filterelemente der Reihe Lewa-Brane von Lanxess bestehen aus Polyamid-Kompositmembranen, die in mehreren Lagen zu einem spiralförmigen Element aufgewickelt werden. Mit dem CCRO-Modul der Software Lewa-Plus lassen sie sich auch in Umkehrosmose-Systeme mit geschlossenem Kreislauf integrieren. (Bild: Lanxess)

| von Ansgar Kretschmer
  • Die Wasseraufbereitung per Umkehrosmose und Ionenaustauscher erfolgt oft in komplexen, maßgeschneiderten Systemen, die sich mithilfe von Software Planen und Gestalten lassen.
  • Der Anbieter hat seine Software zur Auslegung von Wasseraufbereitungssystemen um ein Modul für Umkehrosmose-Systeme mit geschlossenem Wasserkreislauf erweitert.
  • Diese Technik ermöglicht Wasseraufbereitungssysteme mit deutlich höherer Rückgewinnungsrate als mit herkömmlichen Umkehrosmose-Verfahren.

Für diesen Optimierungsschritt hat der Membranhersteller Lanxess die Auslegungssoftware Lewa-Plus entwickelt.

Die Software ist ein kostenloses, umfassendes Tool für das Planen und Gestalten von Wasseraufbereitungssystemen mit Umkehrosmose (UO) und Ionenaustauscherharzen (IX). Sie ermöglicht es, innerhalb desselben Programms sowohl IX- als auch UO-Konzepte umzusetzen. Anwender können beispielsweise angeben, welche Menge an Rein- oder Reinstwasser sie benötigen, und welchen Qualitätsstandards es entsprechen muss. Auch die Zusammensetzung des eingespeisten Wassers berücksichtigt die Software. Anhand dieser Ausgangsbedingungen legt die modulare Software ein geeignetes Entsalzungssystem aus.

Hoher Wirkungsgrad

Mit dem neuesten Modul der ständig erweiterten Software lassen sich auch Systeme modellieren, die mit der Closed Circuit Reverse Osmosis (CCRO)-Technologie des US-Unternehmens Desalitech ausgestattet sind. Mit dem CCRO-Verfahren lassen sich Rückgewinnungsraten bis 98 % erzielen. Herkömmliche Umkehrosmose erreicht lediglich Raten von 75 bis 85 %, wobei 15 bis 25 % des Speisewassers nicht gereinigt und zu Abwasser werden. Der hohe Wirkungsgrad entsteht durch eine integrierte Rezirkulationspumpe, die die Sole zur Einspeisung an die Membran zurückführt und eine hohe Querstromgeschwindigkeit durch den Membran-Array sicherstellt. Das Wasser zirkuliert durch einen einstufigen Membran-Array, bis keine weitere Rückgewinnung möglich ist und das konzentrierte Abwasser abgelassen wird.

Nadav Efraty, Chief Executive Officer bei Desalitech:
„Diese Software wird viele Organisationen in die Lage versetzen, ihren künftigen Wasserverbrauch selbst zu kontrollieren.“

Das System arbeitet in zwei alternierenden Betriebsmodi: im Modus mit geschlossenem Kreislauf (CC) und 100 % Rückgewinnung sowie im Spül- oder Pfropfenstrom-(PF-)Modus mit 10 bis 50 % Rückgewinnung. Im CC-Betrieb wird Permeat mit einer Geschwindigkeit produziert, die der durch die Hochdruckpumpe bestimmten Flussrate entspricht. Ist die gewünschte Rückgewinnungsrate erreicht, schaltet der Betreiber in den PF-Modus um, in dem die konzentrierte Sole aus dem System entfernt und in einem einzigen Pfropfenstrom-Spülschritt durch Speisewasser von der Hochdruckpumpe ersetzt wird. Die ständige Veränderung des Flusses und des Salzgehalts verhindert Verschmutzung und Verkrustung und verlängert die Lebensdauer der Membranen. Darüber hinaus passt sich der Prozess automatisch an Schwankungen des Speisewasserzustands an, damit die vorgegebenen Rückgewinnungsziele eingehalten werden können.

Bislang erfolgte die Modellierung des CCRO-Prozesses auf Grundlage von Erfahrungswerten und ohne energetische Optimierung, was die Abschätzung der Rückgewinnungsraten und der Leistungsfähigkeit von CCRO-Systemen erschwerte. Das von Lanxess Sybron Chemicals in Zusammenarbeit mit Desalitech entwickelte CCRO-Modul der Auslegungssoftware erlaubt Anlagenplanern, RO-Systeme auf Basis dieser Technologie zu dimensionieren. Dies trägt dazu bei, durch abwasserfreie oder abwasserarme Behandlungsverfahren die Ökobilanz der Wasseraufbereitung zu verbessern.

Modul ersetzt Excel-Tabelle

„Das neue CCRO-Modul der Lewa-Plus Software ermöglicht – unter Verwendung der vorliegenden Performance-Algorithmen und computergestützten Verfahren – die schnelle und genaue Auslegung von Umkehrosmosesystemen, die die Leistung der Lewa-Brane-Elemente im Umkehrosmoseprozess optimal unterstützen“, sagt Firuza Mir, President der Lanxess Sybron Chemicals. Dieses neue Modul ersetzt die älteren Berechnungsprotokolle, nach denen die Systemleistung anhand von mehreren Excel-Arbeitsblättern angenähert wurde. Die Software enthält Registerkarten für Energieverbrauch, Nachbehandlung und Kostenanalyse. Diese zusätzlichen Analyseoptionen sind „in einer Sekunde“ verfügbar, wie Mir betont.

Die Umkehrosmose ist weithin im Einsatz und dient insbesondere in Regionen mit Wasserstress wie dem Westen Nordamerikas zur Wasserentsalzung und -reinigung. Im Bereich der industriellen, kommunalen und Wasseraufbereitungsanwendungen nimmt ihr Einsatz rapide zu. Daher steigt auch der Bedarf an geeigneter Planungssoftware. Nadav Efraty, Chief Executive Officer bei Desalitech meint: „Diese Software wird viele Organisationen in die Lage versetzen, ihren künftigen Wasserverbrauch selbst zu kontrollieren.“[ak]

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