Membrantechnologie

Hochleistungs-Membrantechnologie: Membranverfahren zur Aufbereitung von belasteten Oberflächengewässern zu Trinkwasser

In dem Forschungsvorhaben entwickeln die Projektbeteiligten ein Hochleistungsmembranverfahren zur Trinkwasseraufbereitung aus Oberflächenwasser. Das Verfahren nutzt dafür eine Kombination aus Flockung, Sedimentation, Membranfiltration und Schlammeindickung. 

 

Zusammenfassung

Im Rahmen des Projekts wurde eine Hochleistungstechnologie zur Aufbereitung von Trinkwasser aus Oberflächenwasser entwickelt. Dieses „Turbo-MPE-Verfahren“ basiert auf einer Turbo-Flockung, gefolgt von einer Sedimentation, der Membranfiltration und einer abschließenden Schlammeindickung. Dabei wird die Anlage mit einem Anlagendurchsatz von 28-35 m3/h beschickt. Es kann zwischen einer Cross-Flow- Filtration (eine Querströmung fließt entlang einer Membran) und einer Dead-End-Filtration (der Strom wird gegen die Membran gepumpt) variiert werden. Eine in-situ Rückspülung ist in Verbindung mit einer Kontaktschlammrückführung möglich. Das Rohwasser wird aus dem Rhein bezogen und nach einer Mikrosiebung (70-80µm) der Pilotanlage zugeführt. Die Anlage arbeitet mit optimierten getauchten Membranmodulen BIO-CEL®. Ziel des Projekts war neben der Errichtung der Anlage im Wasserwerk Biebesheim auch der Bau einer Pilotanlage am chinesischen Standort und die Ermittlung der Auslegungsdaten für Anlagen im Industriemaßstab.

Ergebnisse: 

  • Durch das für die Auslegung entwickelte strömungsdynamische Modell lassen sich Druck und Geschwindigkeitsverteilungen, sowie die Sedimentation und Ablagerung der Flocken im Membrantank simulieren.
  • Ein maximaler Energieeintrag (G) bei G=1000 1/s beim Einsatz von Eisen(III)-chlorid führt zu einer hohen Permeattrübung. Ein niedriger Energieeintrag bei G=300 1/s führt zu einer geringen Permeattrübung.
  • Organische Wasserinhaltsstoffe werden bei höheren Koagulatkonzentrationen und niedrigem pH-Wert am besten reduziert.
  • Membranfouling kann durch die optimierten Koagulatkonzentrationen und die niedrigen Flockungs-pH-Werte signifikant reduziert werden.
  • In-situ Reinigung der Membran-Deckschichten kann den Eisenhydroxidschlamm nur unzureichend entfernen. Zur vollständigen Reinigung eignet sich eine schwefelsaure Lösung (pH 2) mit feinblasiger Cross-Flow-Belüftung.
  • Eine Einlagerung der Membran in Natriumbisulfitläsung führt zu sulfidischen Ablagerungen auf der Membran.
  • Das aufbereitete Wasser verfügt über folgende wasseranalytische Qualitätsmerkmale: SAK- Wert: 5,05 [1/m] (gibt Aufschluss über die Lichtschwächung), Wassertrübung: 0,11 [FNU].

Projektbeteiligte

Durchführende Institution

Passavant-Roediger GmbH

Weitere Projektdaten

Projekttitel: Verbundprojekt: Hochleistungs-Membrantechnologie, Teilprojekt 1: Entwicklung und Erprobung eines Hochleistungsverfahrens zur Aufbereitung von stark belasteten Oberflächenwässern

Projektnummer: 02WT0646

Projektzeitraum: 2006 - 2009

Projektort: Deutschland (Hessen), China

Projektansprechpartner:

Herr Prof. Dr.-Ing. Gimbel

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++ 49 / 208 / 40303 - 01

++ 49 / 208 / 40303 - 83

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Quelle: Technische Informationsbibliothek Hannover (TIB)