Wie Entsalzungsanlagen funktionieren und funktionieren
Eine der effektivsten Methoden zur Meerwasserentsalzung ist die Umkehrosmose. Seit den 1970er Jahren wird Umkehrosmose zur Reinigung von Wasser für verschiedene Zwecke eingesetzt, unter anderem zur Herstellung von Süßwasser aus salzigem Meerwasser.
Bei dieser Technologie handelt es sich um eine spezielle Art der Filtration (Ultrafiltration) von unter Druck stehendem Meerwasser durch semipermeable Membranen (Umkehrosmose). Diese Membranen transportieren Meerwassermoleküle unter Druck durch ihre Mikroporen, halten jedoch Salzionen und andere Verunreinigungen zurück. Der Druck in solchen Meerwasserentsalzungsanlagen variiert zwischen 25 und 50 atm.
In der Industrie werden heute Umkehrosmosemembranen für Entsalzungsanlagen aus Celluloseacetat oder Polyamid in Rollen- und Faserform hergestellt. Neben Membranen umfassen Umkehrosmose-Entsalzungsanlagen in ihrer Konstruktion: Hochdruckpumpen, Feinwasserfilter, chemische Aufbereitungssysteme, chemische Wäscher und Filtermoduleinheiten.
Entsalzungsrohre bestehen aus porösem Material und sind innen mit einer Celluloseacetatfolie ausgekleidet. Dieser Film fungiert auch als Umkehrosmosemembran. In einer Entsalzungsanlage werden mehrere dieser Rohre parallel verlegt.
Durch die Rohre wird Meerwasser (mit einem Druck von bis zu 100 bar) in einem kontinuierlichen Fluss gepumpt. Am Ausgang fallen zwei Ströme an – demineralisiertes Wasser (das sogenannte Permeat) und ein Konzentrat mit Salzen, das normalerweise als Produktionsabfall anfällt.
Die über einen bestimmten Zeitraum in der Anlage aufgenommene Frischwassermenge ist proportional zum von der Pumpe erzeugten Druck. Die Eigenschaften der Membranen bestimmen den maximal zulässigen Arbeitsdruck.
Wenn sich herausstellt, dass der Druck zu hoch ist, verstopft die Membran einfach durch Verunreinigungen oder lässt viele gelöste Salze durch; Im Extremfall kann die Membran reißen. Bei niedrigem Druck verlangsamt sich der Entsalzungsprozess.
Die Qualität der Meerwasserentsalzung und die Betriebsgeschwindigkeit der Membran hängen von verschiedenen Faktoren ab. Zunächst einmal mit dem Gesamtsalzgehalt des einströmenden Wassers, seiner Salzzusammensetzung, der Wassertemperatur und dem Betriebsdruck.
Entsalzt man beispielsweise gewöhnliches Salzwasser aus einem Brunnen mit einem Druck von 50 bar, erhält man aus 1 Quadratmeter Umkehrosmosemembran etwa 0,7 Tonnen Frischwasser pro Tag. Daher nutzen leistungsstärkere Entsalzungsanlagen (für Dutzende und Hunderte Kubikmeter Wasser pro Tag) mehrere Rohre.
Umkehrosmose-Entsalzungsanlagen haben eine Reihe von Vorteilen.Die Stromkosten sind relativ niedrig, die Geräte sind kompakt und einfach zu installieren und zu bedienen, und schließlich lässt sich der Betrieb der Geräte leicht automatisieren. Die Steuerung der Entsalzungsanlage kann vollautomatisch oder halbautomatisch erfolgen.
Beim Betrieb des Gerätes ist es wichtig, die Bildung von Salzablagerungen in den Leitungen zu reduzieren; Zu diesem Zweck werden Sedimentationshemmer eingesetzt. Um Ablagerungen von den Membranen zu entfernen, wird die oben genannte chemische Waschvorrichtung verwendet. Der Verbrauch an Konzentrat und Permeat bei der Wasseraufbereitung wird über Durchflussmesser kontrolliert. Das Auslasswasser wird auf Salzgehalt und pH-Wert untersucht – mit Durchfluss-Salzgehaltsmessgeräten und pH-Meter.