Permeatmanagement
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Umkehrosmoseanlagen müssen so ausgewählt werden, daß auch die Deckung von Bedarfsspitzen an entsalztem Wasser sichergestellt ist. Eine Ausrichtung der Anlagengröße nach dem Spitzenbedarf würde aber in den meisten Fällen zu einer erheblichen Überdimensionierung der Anlage führen. Dies hat nicht nur höhere Investitionskosten, sondern auch ungünstige Betriebsbedingungen für die Umkehrosmoseanlage zur Folge.
Bei einem sorgfältig gewählten Permeatmanagement lässt sich die Anlagengröße optimal auf den jeweiligen Anwendungsfall abstimmen. Bei der Wahl eines geeigneten Speicherverfahrens sollten die nachstehenden Hinweise unbedingt beachtet werden. Die Auswahl einer geeigneten Druckerhöhungsstation hängt im Wesentlichen von der gewünschten Betriebssicherheit ab.

 

drucklose Zwischenspeicherung

In den meisten Fällen wird das Permeat in drucklosen Kunststoffbehältern zwischengespeichert. Zur Auswahl stehen hier Behälter mit unterschiedlichem Nutzinhalt sowie sogenannte Batterietanks, welche jeweils den gleichen Nutzinhalt besitzen. Batterietanks haben insbesondere den Vorteil, daß sich das Speichervolumen durch den Anschluss von zusätzlichen Behältern nahezu beliebig erweitern lässt. Zudem zeichnen sich Batterietanks durch geringen Platzbedarf, geringes Eigengewicht und gute Einbringbarkeit aus.
Um ein mögliches Algen- und Bakterienwachstum so gering wie möglich zu halten, sollten nur Tanks aus lichtundurchlässig eingefärbtem Kunststoff zum Einsatz kommen. Je nach Anwendungsfall ist eine staubfreie Be- und Entlüftung mittels Sterilfiltern zu empfehlen.
Der Vorteil der drucklosen Zwischenspeicherung liegt darin, daß die Permeatleistung der Umkehrosmoseanlage nicht durch einen permeatseitig anstehenden Gegendruck gemindert wird und somit auch die Permeatqualität während des gesamten Produktionszyklus annähernd gleich bleibt. Auch können bei druckloser Zwischenspeicherung größere Bedarfsschwankungen problemlos ausgeglichen werden.
Die Ansteuerung der Umkehrosmoseanlage erfolgt über eine im Zwischenspeicher untergebrachte Niveausteuerung mit einem oder mehreren Schwimmerschaltern oder Füllstandsgebern .

 

druckbehaftete Zwischenspeicherung

Bei der druckbehafteten Zwischenspeicherung wird das Permeat direkt in ein korrosionsfestes Membranausdehnungsgefäß eingespeist. Die Einspeisung wird solange fortgesetzt, bis ein vorgegebener Enddruck erreicht ist. Nach Erreichen dieses Enddrucks wird die Umkehrosmoseanlage über einen Druckschalter abgeschaltet.

Da der im Membranausdehnungsgefäß vorhandene Druck auch während der Stillstandszeit der Umkehrosmoseanlage auf der Permeatseite ansteht, und der Druck auf der Permeatseite nie um mehr als 0,3 bar über dem Druck auf der Konzentratseite liegen darf, muß die Permeatseite der Anlage mit geeignetem Zubehör (Rückschlagventil und Entlastungsventil; s. Zubehör) unbedingt vor einem zu hohen Gegendruck geschützt werden.

Bei der druckbehafteten Zwischenspeicherung handelt es sich um ein geschlossenes System, wodurch die Verkeimungsgefahr des Permeats minimiert wird. Auch kann in Einzelfällen auf eine nachgeschaltete Druckerhöhungsstation verzichtet werden, wenn der Druck im Membranausdehnungsgefäß zur Versorgung der Verbraucher ausreichend ist. Da jedoch bei druckbehafteter Zwischenspeicherung aus Kostengründen nur geringere Volumina gespeichert werden können, muss die Leistung der Umkehrosmoseanlage i.d.R. größer als bei druckloser Speicherung gewählt werden. Auch wird die Leistung der Umkehrosmoseanlage durch den auf der Permeatseite anstehenden Gegendruck verringert. Da die treibende Druckdifferenz zwischen Pumpendruck und Permeat-Gegendruck mit zunehmendem Füllstand im Speicherbehälter geringer wird, sinkt außer der Permeatleistung auch die Salzrückhalterate. Dies führt zu einem leicht schwankenden Restsalzgehalt im Permeat.

Desweiteren sollte bei der Wahl der Zwischenspeicherung berücksichtigt werden, dass bei druckbehafteter Zwischenspeicherung sofort dann neue Module eingebaut werden müssen, wenn die Leistung der alten Module den Spitzenbedarf nicht mehr deckt. Bei druckloser Zwischenspeicherung kann eine entsprechende Leistungsminderung über das Speichervolumen ausgeglichen werden.

 

Füllstandssteuerungen

Bei druckloser Zwischenspeicherung wird die Füllstandssteuerung zum automatischen Betrieb der Umkehrosmoseanlage mit Niveauschaltern (z.B. Schwimmerschaltern u.ä.) realisiert.
Bei druckbehafteter Zwischenspeicherung wird der Befüllvorgang druckabhängig über einen Druckschalter gesteuert.

 

Druckerhöhungsstationen

Je nach Betriebsverhältnissen und nach Art der gewählten Zwischenspeicherung ist der Einsatz einer Druckerhöhungsstation erforderlich.
Bei Standardanwendungen ist meistens eine Einzeldruckerhöhungsstation ausreichend. Bei produktionstechnisch relevanten Anlagen ist der Einsatz einer Doppeldruckerhöhungsanlage mit vollautomatischer Störumschaltung zu empfehlen.