Reinstwasseranlage mit EDI
Redundant 2x 2 m³/h

Redundante Reinstwasseranlage
PP-H Verrohrung für eine Permeatleistung von 2x 2.000 l/h

Umkehrosmoseanlage mit Antiscalantdosierung, Membranentgasung, EDI Anlage
und moderner S7-1200 Steuerung

Reinstwasseraufbereitung – Pure Water – für höchste Ansprüche

Anlagenbeschreibung der Reinstwasseranlage

Umkehrosmoseanlagen mit EDI - Wasserentsalzung ohne Chemikalien

Antiscalant Dosierung

Antiscalant Dosierung mit einer IBC Entleerstation für große VE Anlagen
 

Umkehrosmoseanlage

• Effektive Entfernung von Medikamentenrückständen, Schwermetallen, Pestiziden und Hormonen
• Keine chemische Regeneration nötig, wie bei Ionenaustauschern
• Einfache, platzsparende Technik mit kontinuierlicher Verfügbarkeit
• Keine zusätzliche Abwasserbehandlung notwendig
• Feinheit der Filterung bis zu 0,0001 Mikrometer
• Undurchlässig für Keime und Viren
• Einfache Technik
• Platzsparender Aufbau
• Keine Regeneration notwendig, immer verfügbar
• Abwasserbehandlung nicht erforderlich

Verbundmembranen bestehen aus drei Schichten: einem Polyesterträger, einer Polysulfon-Stützschicht und einer Polyamid-Deckschicht. Diese Polyamidschicht wird durch Grenzflächenpolymerisation gebildet und sollte optimal vernetzt sein, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Eine unvollständige Vernetzung kann die Haltbarkeit der Membranen beeinträchtigen und den Rückhalt von Ionen verringern.

Die Membranentgasung wird gezielt eingesetzt, um freie Kohlensäure (CO₂) oder Sauerstoff (O₂) aus Wasser zu entfernen. Die Entgasungsmodule bestehen aus hydrophoben Porenmembranen, die in der Regel als Hohlfasermodule aufgebaut sind. Gase diffundieren durch die Membran aufgrund eines Partialdruckgefälles. Zur Erzeugung dieses Gefälles wird je nach Anlagengröße und Leistung entweder Strip-Gas, ein Vakuum mittels Unterdruckgebläse oder Druckluft verwendet. Das Funktionsprinzip basiert darauf, dass Luft in einer äußeren Kammer der Module im Gegenstrom zum Wasserfluss in der inneren Kammer zirkuliert. Dadurch wird das freie CO₂ oder O₂ vom Wasser in den Luftstrom übertragen und nach außen abgeführt.

Vorteile der Membranentgasung

• Geringere Betriebskosten: Im Vergleich zu herkömmlichen Rieseler-Entgasungsanlagen sind die Kosten deutlich niedriger.
• Energieeinsparung: Es ist keine zusätzliche Druckerhöhung nach einem Vorlagetank erforderlich, was den Energieverbrauch senkt.
• Verbesserte Effizienz nacher Anlagen: Durch niedrigere CO₂-Werte nach der Entgasung arbeiten nachgeschaltete Systeme, wie Vollentsalzungsanlagen, effizienter und haben längere Laufzeiten.
• Hygienische Vorteile: Membranentgasungsverfahren bieten durch die kompakte Bauweise und das Fehlen von großen Oberflächen wie in Rieslerkolonnen einen besseren Schutz vor mikrobiologischen Verunreinigungen. Das Wasser kommt nicht direkt mit warmer Gebläseluft in Kontakt, was das Risiko eines mikrobiellen Eintrags weiter reduziert.
• Platzsparender Aufbau: Die Membranentgasung benötigt keine großen Aufbauhöhen und kann kompakt integriert werden, was besonders bei beengten Platzverhältnissen von Vorteil ist.
• Geringer Druckverlust: Durch eine korrekt ausgelegte Anlage wird der Druckverlust minimiert, wobei der Fokus auf Differenzdruck und Entgasungsleistung gelegt wird.

Einfache Steuerung und Lebensdauer

Die Steuerungs- und Regelungstechnik der Membranentgasung ist sehr einfach gehalten. Der Entgasungsprozess wird parallel zur Umkehrosmoseanlage gestartet, indem ein Unterdruckgebläse eingeschaltet wird. Außer einer Differenzdrucküberwachung und dem vollautomatischen Entleeren der Wasserfalle im Stillstand sind keine aufwändigen Steuerungseingriffe erforderlich.

Bei ordnungsgemäßem Betrieb und einer gut funktionierenden Umkehrosmoseanlage können Standzeiten von 8 bis 10 Jahren erwartet werden, wobei längere Laufzeiten je nach Vorfilterzustand, Permeatqualität und Betriebsstunden möglich sind.

Auslegung der Membranentgasungsanlage

Die Auslegung der Membranentgasung basiert auf einer Analyse des Rohwassers und der Umkehrosmoseanlage. Das Permeat dient in Kombination mit der Rohwasseranalyse als Grundlage für die Berechnung der erforderlichen Entgasungsleistung. Besonders wichtig ist es, die maximal zulässigen CO₂-Werte für nachgeschaltete EDI-Anlagen einzuhalten. Abhängig von den Ausgangs-CO₂-Werten wird die Anzahl und Größe der Membranmodule festgelegt, um die gewünschte Entgasungsleistung zu erreichen.
 

EDI Elektrodeionisation - zur Restentsalzung von Reinstwasser

Die Elektrodeionisation (EDI) ist ein elektrochemisches Membranverfahren zur Restentsalzung von aufbereitetem Wasser. Sie ermöglicht die Produktion von hochreinem Wasser mit Leitfähigkeiten von 15 bis 18 Megaohm/cm bzw. 0,063 bis 0,056 Mikrosiemens/cm, ohne den Einsatz von Chemikalien. Diese Technologie bietet eine attraktive Alternative zur klassischen Mischbettionenaustauscher-Technologie.

Ein wesentlicher Vorteil der EDI-Technologie ist die kontinuierliche Regeneration der Zellen durch eine angelegte elektrische Spannung, ohne dass es zu Betriebsunterbrechungen kommt. Die EDI wird häufig als Restentsalzung oder "Polishing" nach einer Umkehrosmoseanlage eingesetzt, um das Permeat weiter zu reinigen und Reinstwasser mit sehr niedriger Leitfähigkeit sowie geringen Kieselsäurewerten zu erzeugen.

Für den Betrieb einer EDI-Anlage ist die Entfernung von CO₂ aus dem Eingangswasser zwingend erforderlich, da CO₂ die Effizienz der Anlage beeinträchtigen kann.

Vorteile der EDI-Anlage

Die Elektrodeionisation (EDI) ermöglicht eine kontinuierliche Wasseraufbereitung zur Erzeugung von Reinstwasser, und das ohne den Einsatz von Chemikalien. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren entfallen dadurch die Lagerung und Handhabung großer Mengen an Säuren und Laugen. In Kombination mit einer Membranentgasung wird eine besonders effiziente Wasseraufbereitung erreicht. EDI-Anlagen sind kompakt, platzsparend und erfordern nur minimalen Wartungsaufwand, während sie eine hohe Betriebssicherheit gewährleisten.

Ein weiterer Vorteil der EDI-Technologie ist, dass das Konzentrat zurück in die Rohwasserversorgung der Umkehrosmoseanlage geleitet werden kann, wodurch die EDI-Anlage bei der Herstellung von Reinstwasser kein Abwasser produziert. Diese Abwasserfreiheit ist jedoch nur möglich, wenn ein vorgelagerter Rohwasserspeicher vorhanden ist.

Betrieb der EDI-Anlage

Beim Starten der Anlage erfolgt zunächst eine Vorspülung der EDI-Zellen. Sobald der Wasserinhalt verdrängt ist, stellt sich der gewünschte Leitwert des Wassers ein. Die Regeneration der Zellen erfolgt kontinuierlich während des Betriebs, sodass keine Unterbrechungen für Regenerationszyklen erforderlich sind. Die Leistungsregulation der Regeneration wird über die Spannung am Transformator der Anlage gesteuert, und die EDI-Zellen ziehen nur die Menge an Strom, die zur Wasseraufbereitung benötigt wird. Die Stromaufnahme ist daher direkt von der Zulaufqualität der Umkehrosmoseanlage bzw. der Membranentgasung abhängig.

Haltbarkeit der EDI-Zellen

Bei ordnungsgemäßem Betrieb und einer gut funktionierenden Vollentsalzungsanlage können Standzeiten der EDI-Zellen von 8 bis 10 Jahren erreicht werden. In einigen Fällen sind auch längere Laufzeiten möglich, was jedoch von Faktoren wie der Qualität des Permeats, der Betriebszeit und der Abströmung abhängt.

Berechnung und Auslegung von EDI-Anlagen

Die Auslegung einer EDI-Anlage basiert auf der errechneten Permeatqualität der vorgeschalteten Umkehrosmoseanlage und dem Rest-CO₂-Gehalt im Wasser. Anhand dieser Parameter werden die Anzahl und Größe der EDI-Zellen bestimmt, um eine optimale Leistung der Anlage sicherzustellen.

Lieferumfang der Reinstwasseranlage

Antiscalant Dosiersystem

• Antiscalant Dosiersystem mit 100-Liter-Dosierbehälter inkl. Schutzwanne nach WHG
• Dosierpumpe mit Dosierüberwachung und Selbstentlüftung
• Messtechnik für den Dosierbehälter
• Sauglanze und Impfstelle

Umkehrosmoseanlage (2x 2,2 m³/h)

• Umkehrosmoseanlage mit einer Permeatleistung von 2,2 m³/h und einer Ausbeute von 75%
• 4 Druckrohre (8040) für 1 Element aus GFK, liegend verbaut
• 4 Membranelemente LFC3-LD 8040 von Hydranautics
• Hochdruckpumpe KSB Movitec, 7,5 kW mit Frequenzumformer
• Digitale Mengenüberwachung aller Ströme mit vollautomatischen Schrägsitz-Regelventilen
• Digitale Druckmessungen für Rohwasser und Anlagendruck
• Leitfähigkeitsmessung, temperaturkompensiert mit Messumformer (Endress & Hauser)
• Automatikmembranventile inkl. pneumatischem Magnetventil (EPDM, PVC-U, Hersteller Gemü)
• 5 µm Beutelfilter
• Verrohrung aus PP-H/V4A, Armaturen
• Kompaktes Edelstahl-Rahmengestell, höhenverstellbar

Membranengasungsanlage (2x 2,2 m³/h)

• Membranentgasungsmodul EXF-8x20 inkl. Mounting Bracket Kit von 3M
• Gebläse mit Kassetten-Fein-/Sterilfilter für die Ansaugluft
• Wasserfalle mit Niveaumesstechnik zur vollautomatischen Entleerung
• Messtechnik
• Verrohrung aus PP-H, Armaturen
• Kompaktes Alu-Rahmengestell, höhenverstellbar

Elektrodeionisationsanlage (2x 2 m³/h)

• EDI-Module XL-500-R SnowPure inkl. Trafo 0–600 V, mit einer Ausbeute von 90%
• Schwebekörper-Durchflussmesser
• Leitfähigkeitsmessung, temperaturkompensiert mit Messumformer (Endress & Hauser)
• Automatikmembranventile inkl. pneumatischem Magnetventil (EPDM, PP-H, Hersteller Gemü)
• Verrohrung aus PP-H, Armaturen
• Kompaktes Alu-Rahmengestell, höhenverstellbar

SPS- und Lastverteilung

• Siemens SPS S7-1200, mit Leittechnik-Anbindung
• Visualisierung SIMATIC HMI, TP700 Comfort
• Softwareerstellung für SPS und Visualisierung
• Last- und Steuerschrank
• Kabelbahnen und Verkabelung
• Unterverteiler
• Magnetventile

Sonstiges

• Dokumentation (E-Plan, RI-Schema, Bedienungsanleitung, Datenblätter, CE-Kennzeichnung, Berechnungen, Aufstellungsplan)
• Beschilderung auf wasserfesten Schildträgern
• Transport und Verpackung

Hinweis: Der Reinwassertank mit Druckerhöhung wird nach der Anlage benötigt. Falls dieser nicht vorhanden ist, bieten wir Ihnen gerne ein Komplettsystem an.

Verbrauchskosten

Wasserverbrauch

Die Umkehrosmoseanlage arbeitet mit einer Ausbeute von 75 %, während die EDI-Anlage eine Ausbeute von 90 % hat. Der resultierende Abwasseranteil hängt von der eingestellten Ausbeute der Umkehrosmose ab und beeinflusst den Wasserverbrauch wie folgt:

• 75 % Ausbeute der Umkehrosmoseanlage:
  Für die Erzeugung von 1 m³ Reinstwasser fallen 467 Liter Abwasser an.

• 80 % Ausbeute der Umkehrosmoseanlage:
  Für die Erzeugung von 1 m³ Reinstwasser fallen 375 Liter Abwasser an.

Einflussder Ausbeute auf die Lebensdauer der Membranen

Die Ausbeute der Umkehrosmoseanlage kann individuell angepasst werden. Allerdings verschlechtert sich bei höheren Ausbeuten die Abströmung der Membranen, was langfristig zu einer verkürzten Lebensdauer führt. Daher sollte die Ausbeute sorgfältig eingestellt werden, um ein optimales Gleichgewicht zwischen Wasserverbrauch und Membranlebensdauer zu erreichen.
 

Antiscalant Verbrauchskosten

Das Antiscalant wird mit einer Dosierung von 3 g pro Kubikmeter Rohwasser eingesetzt. Der genaue Verbrauch hängt von der Ausbeute der Umkehrosmoseanlage ab.

• 75 % Ausbeute der Umkehrosmoseanlage:
  Für die Erzeugung von 1 m³ Reinstwasser werden ca. 4,4 g Antiscalant benötigt.

• 80 % Ausbeute der Umkehrosmoseanlage:
  Für die Erzeugung von 1 m³ Reinstwasser werden ca. 4,13 g Antiscalant benötigt.

Link zum Antiscalant VITEC 3000
 

Strombedarf

Der Strombedarf der Reinstwasseranlage ergibt sich aus dem Energieverbrauch der folgenden Komponenten:

• Dosierpumpe
• Hochdruckpumpe
• Gebläse Membranentgasung
• Trafo der EDI
• Steuerungssytem

Bei 4 m³/h Volllast ergibt sich somit ein Strombedarf von ca. 10 kW/h.


Für andere gewünschte Anlagenleistungen erstellen wir Ihnen gerne ein individuelles Angebot.
Wir bieten Ihnen auch eine kostengünstige Montage und Inbetriebnahme Ihrer gewünschten Reinstwasseranlage an.
» Bitte nehmen Sie Kontakt mit uns auf

Für den individuellen Anlagenbau können Sie sich auch auf unserer Homepage über weitere Anlagengrößen und Anlagentechniken informieren.
► Homepage www.schaller-wti.de