Konventionelle und Membranfiltration: Auswahl einer SWRO-Vorstufe

Die Meerwasservorbehandlung ist ein wesentlicher Bestandteil jeder Meerwasser-Umkehrosmose-(SWRO)-Entsalzungsanlage und dient dazu, Partikel, Ablagerungen, Mikroorganismen, Schwebstoffe und Schlick aus dem Quellmeerwasser zu entfernen. Doch welche ist die richtige für Sie, wenn Sie zwischen konventioneller und Membranfiltration wählen? Nicolay Voutchkov vergleicht die beiden Optionen.

Einführung

Die Meerwasservorbehandlung ist ein wesentlicher Bestandteil jeder Meerwasser-Umkehrosmose-Entsalzungsanlage (SWRO). Im Idealfall wären nach der Vorbehandlung die einzigen im Meerwasser verbleibenden Feststoffe die gelösten Mineralien und solange das Meerwassersystem so betrieben wird, dass verhindert wird, dass sich Mineralien auf der Membranoberfläche absetzen, könnten die SWRO-Membranen eine Zeit lang ohne jegliche Reinigung betrieben werden sehr lange Zeit.

Tatsächlich entfernen Vorbehandlungssysteme jedoch die meisten, aber nicht alle im Quellmeerwasser enthaltenen Schwebstoffe und sind daher anfällig für Verschmutzung durch die Schwebstoffe, Partikel und Schlick, die nach der Vorbehandlung im Meerwasser verbleiben. Verschmutzungen können durch regelmäßige Reinigung des SWRO rückgängig gemacht werden. In einigen Fällen kann die Verschmutzung der Membranen jedoch irreversibel sein und die Reinigung kann die Produktivität möglicherweise nicht wiederherstellen, was den Austausch einiger oder aller SWRO-Membranen erforderlich machen kann.

Typischerweise werden zwei Arten von Vorbehandlungssystemen verwendet, um die SWRO-Membranen vor Verschmutzung zu schützen: herkömmliche Granulatfiltration und Membranfiltration. Derzeit ist die konventionelle Granulatfiltration die vorherrschende Vorbehandlungstechnologie für große und mittelgroße Entsalzungsanlagen. Herkömmliche Meerwasser-Vorbehandlungsfilter haben eine ähnliche Konfiguration und ähnliche Medien wie bei Süßwasserfiltrationsanwendungen und können entweder Schwerkraft- oder druckbetriebene Filter sein. Schwerkraft-Vorbehandlungsfilter wurden für einige der größten SWRO-Entsalzungsanlagen der Welt eingesetzt, die heute in Betrieb sind, beispielsweise für die 325.000 m³/Tag-Anlage Ashkelon in Israel (siehe Abbildung 1).

Für die 160.000 m³/Tag-Anlage in Perth, Australien, werden beispielsweise Druckgranulatfilter eingesetzt (siehe Abbildung 2). Druckfilter werden weltweit auch häufig in kleinen Anlagen eingesetzt, da sie im Vergleich zu Schwerkraftfiltern mit körnigen Medien kostengünstig, platzsparend und einfacher und schneller zu installieren und zu betreiben sind. Wenn das Quellmeerwasser über einen offenen Einlass gesammelt wird, werden häufig zweistufige Druckfilter mit zwei Medien (Sand und Anthrazit) eingesetzt. Einer der größten Kostennachteile dieser Filter besteht darin, dass sie unter Druck arbeiten und daher mehr Energie verbrauchen als Schwerkraftfilter.

Der Einsatz der Membranfiltration zur Meerwasservorbehandlung ist relativ neu. Derzeit nutzen weltweit weniger als ein halbes Dutzend vollwertiger Meerwasserentsalzungsanlagen eine Membranvorbehandlung. Diese Vorbehandlungssysteme verwenden Ultrafiltrations- (UF) oder Mikrofiltrationsmembranen (MF), die in Modulen installiert sind, durch die das Quellmeerwasser entweder unter Druck oder Vakuum gefiltert wird.

Das größte vollwertige Meerwasser-Membran-Vorbehandlungssystem der Welt befindet sich in der SWRO-Anlage mit einer Kapazität von 140.000 m³/Tag in Addur, Bahrain. Diese Anlage sowie das größte Membranvorbehandlungssystem in Asien, das sich in der Entsalzungsanlage Fukuoka in Japan mit einer Leistung von 96.000 m³/Tag befindet (siehe Abbildung 3), verwenden druckbetriebene UF-Membranen zur Meerwasservorbehandlung.

Bisher haben UF-Membranen eine breitere Anwendung für die Meerwasservorbehandlung gefunden als MF-Membranen, vor allem weil sie in der Regel eine bessere Entfernung von suspendierten organischen Stoffen, Schlamm und Krankheitserregern aus dem Quellmeerwasser ermöglichen. Oftmals haben im Meerwasser enthaltene Schlickpartikel eine ähnliche Größe wie die Porenöffnungen von MF-Membranen, was bedeutet, dass sich suspendierte Schlickpartikel im Quellmeerwasser während des Prozesses in den Poren der MF-Membran festsetzen und irreversible Verschmutzung verursachen können. Da die Poren der UF-Membran deutlich kleiner sind als die der MF-Membranen, besteht bei ihnen normalerweise kein Problem.

Die Auswahl der Filtertechnologie für die Meerwasservorbehandlung sollte auf einer gründlichen Kosten-Nutzen-Analyse des Lebenszyklus basieren. Es wird außerdem dringend empfohlen, parallele Pilottests der beiden Systemtypen durchzuführen, um Hintergrundinformationen zur Systemleistung für die Zielauswahl zu entwickeln. Bei der Auswahl zwischen Granulatmedien und Membranvorbehandlungsfiltration sollten die folgenden Aspekte berücksichtigt werden.

Einfluss der Qualität des Quellmeerwassers

Mikro- und Ultrafiltration bieten ein breiteres Spektrum an Partikelentfernungsmöglichkeiten als herkömmliche Medienfiltration. Ein- oder zweimediale Filter haben in der Regel eine geringere Entfernungseffizienz in Bezug auf organische Stoffe im Rohwasser in suspendierter Form, Desinfektionsnebenproduktvorläufer, Feinpartikel, Schlamm und Krankheitserreger. Membranfiltrationstechnologien sind auch weniger anfällig für Störungen, die durch saisonale Veränderungen der Meerwassertemperatur, des pH-Werts, der Trübung, der Farbe, der Kontamination mit Krankheitserregern sowie der Größe und Art der Wasserpartikel verursacht werden, da ihr primärer Behandlungsmechanismus eine mechanische Partikelentfernung durch feinporige Membranen ist .

Daher bieten Membranfiltrationstechnologien wahrscheinlich Leistungsvorteile für Anwendungen, bei denen die Qualität des Zulaufwassers erheblichen saisonalen Schwankungen unterliegt und eine Herausforderung hinsichtlich hoher Pathogen-, Feinpartikel- und erhöhter Partikelverschmutzung durch organische Stoffe darstellt. Wenn das Quellwasser für die Entsalzungsanlage jedoch aus einem offenen Zulauf entnommen wird, der weit entfernt von der Brandungszone und in ausreichender Tiefe liegt, um nur begrenzten saisonalen Schwankungen ausgesetzt zu sein (typischerweise 20 Meter oder tiefer), kann die Filterung mit Granulatmedien sehr kostenintensiv sein -effektive Vorbehandlungsalternative zur Membranfiltration.

Die Temperatur des Meerwassers an der Quelle ist ein sehr wichtiger Faktor bei der Auswahl eines Vorbehandlungssystems. Der Einsatz vakuumbetriebener Membranvorbehandlungssysteme ist in der Regel weniger kosteneffektiv als die Druckmembranfiltration und die herkömmliche Granulatmedienfiltration für Meerwasser mit einer Temperatur unter 12 °C, da die Produktivität (Fluss) der vakuumbetriebenen Membranfiltration dadurch drastisch reduziert wird deutliche Gewichtszunahme des Meerwassers bei niedriger Temperatur.

Die Sandmedienfiltration kann bestimmte zusätzliche Vorteile für eine Meerwasserquelle haben, die sehr wahrscheinlich plötzlichen und unvorhersehbaren Änderungen der Wasserqualität ausgesetzt ist, wie z. B.: Verschütten von Chemikalien mit sehr hohem oder niedrigem pH-Wert; große Öl- und Fettverschmutzungen; häufige Einwirkung sehr hoher Wassertemperaturen oder anderer Verunreinigungen, die die MF- oder UF-Vorbehandlungsmembranen irreversibel schädigen können, wenn sie für diese Anwendung verwendet werden. Typischerweise können körnige Filtermedien einen größeren Bereich der extremen Bedingungen der Wasserqualität im Zulauf bewältigen, und die Kosten für den Austausch der Medien sind deutlich niedriger als für den Austausch aller Membranelemente bei einer Anlage gleicher Größe.

Dieses Thema ist für Vorbehandlungssysteme für Meerwasserentsalzungsanlagen mit Oberflächeneinlass von großer Bedeutung. Häufig enthält das Quellmeerwasser kleine scharfe Gegenstände (z. B. Muschelpartikel), die die Vorbehandlungsmembranen leicht durchstoßen und zu einem sehr schnellen Verlust ihrer Integrität führen können, es sei denn, die schädlichen Partikel werden vor dem Membranvorbehandlungssystem entfernt Einbau eines Mikrosiebsystems mit einer Siebmaschenweite von 120 Mikron oder weniger vor dem Membranvorbehandlungssystem (siehe Abbildung 4).

Darüber hinaus enthält Meerwasser Seepocken, die in ihrer embryonalen Entwicklungsphase eine Größe von 130 bis 150 Mikrometern haben und die Sieböffnungen passieren können, sofern sie nicht 120 Mikrometer oder kleiner sind. Sobald Seepocken in den Vorbehandlungsanlagen und -geräten Kolonien bilden, sind sie sehr schwer zu entfernen und können der Chlorierung standhalten, die ansonsten ein sehr wirksames Biozid für die meisten anderen Meeresorganismen darstellt. Der Einsatz von feinen Mikrosieben (Größe 80 bis 120 Mikrometer) ist für den zuverlässigen Betrieb der gesamten Meerwasserentsalzungsanlage mit Membranvorbehandlung unerlässlich und daher müssen die Kosten beim Vergleich der Vorbehandlung mit konventioneller und Membranfiltration berücksichtigt werden . Für Vorbehandlungssysteme mit Granulatfiltration sind keine Mikrosiebe erforderlich, da diese Systeme Seepocken in allen Phasen ihrer Entwicklung wirksam entfernen.

Wenn die Membran-Vorbehandlung für Entsalzungsanlagen mit Zuflüssen ins offene Meer gewählt wird, die häufigen und ausgedehnten Rotfluten oder Algenblüten ausgesetzt sind, wird der Einsatz einer Flotation mit gelöster Luft (DAF) oder eines Filtersystems mit granularen Medien vor der Membran-Vorbehandlungsanlage dringend empfohlen .

Fußabdruck

Membrantechnologien sind im Vergleich zur Granulatmedienfiltration platzsparender. Die kleineren Vorteile der Membranfiltration sind in der Regel von größerer Bedeutung, wenn bestehende Wasseraufbereitungsanlagen mit begrenzter Standortflächenverfügbarkeit modernisiert werden oder wenn die Kosten für den Erwerb neuer Grundstücke erheblich sind.

Abhängig von der Art und Größe der Membranmodule und den Qualitätsmerkmalen des Zulaufwassers kann das Membranfiltrationssystem eine um 20 bis 60 Prozent kleinere Stellfläche haben als ein herkömmliches Filtrationssystem. Die Platzvorteile der Membranfiltration sind bei Meerwasser mit hoher Trübung von größerer Bedeutung, wo möglicherweise eine zweistufige Filtration mit körnigen Medien erforderlich ist, um eine vergleichbare Leistung wie ein einstufiges Membranvorbehandlungssystem zu erzielen. Für schwieriger zu behandelndes Meerwasser, bei dem das Filtersystem mit Granulatmedien für Oberflächenbeladungsraten von weniger als 4,0 gpm/sq ft (10 m³/m².h) ausgelegt sein muss oder bei dem eine zweistufige Filterung mit Granulatmedien erforderlich ist Um ein vergleichbares Filterabwasser zu erzeugen, können die Membranfiltrationssysteme eine bis zu 60 Prozent kleinere Stellfläche haben.

Als Faustregel gilt, dass unter typischen Bedingungen der Oberflächenwasserqualität die Grundfläche von Filtern mit körnigen Medien, die für eine Oberflächenbeladungsrate von 3,5 bis 5,0 gpm/sq ft (8,5 bis 12,2 m³/m².h) ausgelegt sind, etwa 30 to beträgt 50 Prozent größer als ein Ultra- oder Mikrofiltrationssystem, das eine ähnliche gefilterte Wasserqualität liefert. Für eine überdurchschnittliche Qualität des Zulaufwassers, bei der Granulatfilter bei Oberflächenbeladungsraten von 6 bis 8 gpm/sq ft (15 bis 20 m³/m².h) hydraulischer Oberflächenbeladungsrate ausreichend funktionieren können, beträgt der Gesamtunterschied in der Grundfläche normalerweise 20 bis 40 Prozent zugunsten der Membranvorbehandlung.

Menge und Qualität des Abfallstroms

Konventionelle und Membran-Vorbehandlungssysteme unterscheiden sich erheblich in der Art, Qualität und Menge der erzeugten Abfallströme. Typischerweise erzeugen herkömmliche Medienfiltrationssysteme nur einen Abfallstrom – die Rückspülung des Abfallfilters. Das Volumen dieses Baches in einer gut konzipierten Anlage variiert zwischen 4 und 6 % des gesamten aufgenommenen Quellwasservolumens der Anlage. Zusätzlich zu den Feststoffen, die ursprünglich im Quellwasser enthalten waren, enthält dieser Abfallstrom auch Gerinnungsmittel (typischerweise Eisensalz) und Polymer.

Membranvorbehandlungssysteme erzeugen typischerweise zwei große Abfallströme: Abfallmembranwaschwasser und Membranreinigungslösung. Das Volumen des Membranwaschwasserstroms beträgt typischerweise 8 bis 12 % des Volumens der Anlageneinlassquelle – also etwa doppelt so groß wie die Abfallfilterrückspülung, die bei herkömmlichen Systemen erzeugt wird. Der Abfallstromunterschied ist sogar noch größer, wenn man berücksichtigt, dass die zum Schutz der Vorbehandlungsmembranfilter erforderlichen Mikrosiebe zusätzliche Abfallentladungen für deren Reinigung erzeugen. Das relativ größere Abfallstromvolumen des Membranvorbehandlungssystems würde dazu führen erfordern ein proportional größeres Volumen der Ansaugquelle, was wiederum zu einer größeren Größe und höheren Baukosten für die Ansauganlagen der Entsalzungsanlage sowie zu höheren Betriebs- und Wartungskosten für das Pumpen des Quellwassers zu den Vorbehandlungsanlagen führen würde.

Neben der täglichen Membranwäsche und der monatlichen Membranreinigung erfordert die kostengünstige Gestaltung und der Betrieb von Membranvorbehandlungssystemen häufig eine kurze tägliche chemisch verstärkte Membranrückspülung (CEB) mit hoher Dosierung von Chlor, Base und Säure über einen kurzen Zeitraum. Diese leistungssteigernde CEB erhöht auch das Volumen der in der RO-Membrananlage erzeugten Abfallströme und die Gesamtkosten der Quellwasservorbehandlung.

Chemischer Einsatz

Herkömmliche Vorbehandlungssysteme für körnige Medien verwenden in der Regel Quellwasseraufbereitungschemikalien für eine effektive Feststoffabscheidung. Dies erhöht die Kosten für Pflanzenchemikalien. Sie verwenden jedoch keine Chemikalien zur Medienreinigung (außer der gelegentlichen Zugabe von Chlor). Die Membranvorbehandlungssysteme verbrauchen erhebliche Mengen an Membranreinigungschemikalien, deren jährliche Gesamtkosten mit den Quellwasseraufbereitungschemikalien vergleichbar sein können, die von herkömmlichen Granulatfiltern verwendet werden. Die Kosten dieser Reinigungschemikalien müssen bei der Kosten-Nutzen-Analyse des Anlagenvorbehandlungssystems berücksichtigt werden.

Ein weiterer Faktor, der bei der Analyse des Gesamtchemikalienverbrauchs und der Kosten der Anlage berücksichtigt werden muss, besteht darin, dass die Reinigungshäufigkeit des RO-Systems und damit die Reinigungskosten der SWRO-Membran durch den Einsatz einer Membranvorbehandlung aufgrund der typischerweise besseren Feststoffe und Schluffe reduziert werden können Entfernungsmöglichkeiten dieser Art der Vorbehandlung.

Stromverbrauch

Herkömmliche Vorbehandlungssysteme verbrauchen nur eine begrenzte Energiemenge, um Partikel im Quellwasser abzutrennen. Wie bereits erwähnt, verfügen große SWRO-Entsalzungsanlagen typischerweise über einen Vorbehandlungsprozess mit Schwerkraftgranulatfiltration, der nur minimale Energieanforderungen erfordert. Andererseits verbrauchen die Membransysteme je nach Art des Membransystems (druck- oder vakuumbetrieben) im Vergleich zu Schwerkraftfiltern mit körnigen Medien etwa doppelt so viel Energie, um Partikel aus dem Quellwasser zu entfernen. Mehr Energie wird nicht nur zur Erzeugung eines strömungstreibenden Drucks durch die Membranen verwendet, sondern auch zum Rückspülen der Membranen und zum Pumpen von Meerwasser aus der Quelle. Bei einem Vergleich der Lebenszykluskosten zwischen konventionellen und Membranvorbehandlungssystemen für eine bestimmte Anwendung muss der Gesamtstromverbrauch berücksichtigt werden.

Häufigkeit des Austauschs des Filtermediums

Gut funktionierende Granulatfilter verlieren pro Jahr 5 bis 10 % des Filtermediums, das ersetzt werden muss, um eine gleichbleibende Leistung aufrechtzuerhalten. Die Kosten für den Austausch von Granulatmedien sind in der Regel gut vorhersehbar und relativ niedrig. Derzeit liegt die Nutzungsdauer von Membranelementen typischerweise im Bereich von 3 bis 5 Jahren. Geht man von einer Nutzungsdauer von fünf Jahren aus, müssten durchschnittlich etwa 20 Prozent der Membranelemente pro Jahr ausgetauscht werden, um die Produktionskapazität und Leistung des Systems aufrechtzuerhalten.

Ein zusätzlicher Faktor, der dazu beitragen kann, dass Membranelemente häufiger ausgetauscht werden müssen, ist die mangelnde Integrität der Membranelemente. Tatsächlich zeigt eine aktuelle Studie bestehender Membransysteme in den USA und weltweit, dass in den meisten der untersuchten Anlagen der Hauptgrund für die Notwendigkeit eines frühzeitigen Austauschs von Membranelementen eher der Verlust der Integrität als der Verlust der Produktionskapazität war. Bei der Wahl zwischen Granulatmedien und Membranvorbehandlungstechnologie für RO-Anlagen müssen die begrenzte Erfolgsbilanz bei der langfristigen Nutzung von Membransystemen und die Unsicherheit im Zusammenhang mit den Faktoren berücksichtigt werden, die die Notwendigkeit ihres Austauschs auslösen. Das Risiko eines Verlusts der Membranintegrität muss in der vom Membranhersteller/-lieferanten bereitgestellten Membranelement-Nutzungsdauergarantie entsprechend berücksichtigt werden.

Wenn man bedenkt, dass die jährlichen Kosten für den Austausch von Vorbehandlungsmembranen in der Regel mit den jährlichen Ausgaben für den Austausch der SWRO-Membranen, zu deren Schutz sie installiert werden, vergleichbar sind, machen die hohen Ausgaben für den Austausch von Vorbehandlungsmembranen diese Art von Vorbehandlungsmembranen häufig zu einem Problem. Behandlungstechnologie weniger attraktiv als die herkömmliche Vorbehandlung mit Granulatmedien. Obwohl theoretisch die Verwendung einer Membranvorbehandlung anstelle einer Granulatfiltration die Häufigkeit der Reinigung und des Austauschs von SWRO-Membranen verringern sollte, sind die meisten SWRO-Membranlieferanten derzeit nicht bereit, diese Annahme zu liefern, da keine umfassende Erfolgsbilanz vorliegt, die diese Annahme beweisen könnte garantiert längere Nutzungsdauern bzw. Reinigungszyklen für ihre Meerwassermembranprodukte. Daher kann der potenzielle Nutzen der Membranvorbehandlung nicht einfach in einer tatsächlichen Kosten-Nutzen-Analyse für groß angelegte Meerwasserentsalzungsprojekte berücksichtigt werden.

Vielfalt an Membranelementen und Konfigurationen

Derzeit bieten alle UF- und MF-Membranhersteller ihr eigenes Design, ihre eigene Größe und Konfiguration von Membranelementen und -systemen an. Die Membransysteme unterscheiden sich durch die Art der treibenden Kraft der Filtration (Druck oder Vakuum); die Größe der einzelnen Membranelemente; die Größe der Membrangefäße; die Konfiguration der Membranmodule; die Art der Rückspülung des Membranelements; und die Art der Membranintegritätstestmethode.

Der Mangel an Produkteinheitlichkeit und Kommerzialisierung auf dem heutigen Membranmarkt ist ein Zeichen für einen schnell wachsenden Bereich der Wasserausrüstungsindustrie und bringt Vor- und Nachteile mit sich. Die Verfügbarkeit mehrerer Membranlieferanten und -systeme ermöglicht eine bessere Anpassung an die standortspezifischen Anforderungen von einer bestimmten Membrananwendung, wodurch der Einsatz von Membransystemen zur Wasseraufbereitung zunimmt. Darüber hinaus wecken die fehlende Kommerzialisierung des MF- und UF-Membranmarkts sowie die Zunahme der Membrananwendungen in den letzten Jahren das Interesse vieler Hersteller, die traditionell keine Membranen herstellen, mit neuen Produkten in den Membranmarkt einzusteigen. Dies wiederum führt zu einem verstärkten Wettbewerb und einer beschleunigten Entwicklung neuer Membrantechnologien und -geräte.

Obwohl ein neues Membranaufbereitungssystem der Spitzenklasse mit einzigartigen Eigenschaften kurzfristig zu erheblichen Einsparungen bei den Bau- und Betriebskosten führen kann, können diese Einsparungen über die Nutzungsdauer des Projekts, die in der Regel 30 Jahre oder mehr beträgt, beeinträchtigt werden. wenn das Systemdesign nicht flexibel genug ist, um die Vorteile zukünftiger Membrantechnologien zu berücksichtigen. Darüber hinaus muss die potenzielle Gefahr einer Produktkündigung der Membranhersteller sowie die daraus resultierenden Ausfallzeiten und Kosten berücksichtigt werden, die durch den Austausch von Membranen und die damit verbundene Sanierung einer Anlage zur Eignung für ein neues Produkt entstehen würden.

Basierend auf dem aktuellen Stand und der Vielfalt der Mikro- und Ultrafiltrationstechnologien besteht ein sinnvoller Ansatz zur Reduzierung der mit der Finanzierung und Implementierung eines Membransystems verbundenen Risiken darin, die Systemkonfiguration so zu gestalten, dass ein Austausch dieses Systems möglich ist. Membranelemente mit mindestens einem weiteren bestehenden System/Membranelementen gleicher Art. Der zusätzliche Bau- und Installationsaufwand zur Bereitstellung einer flexiblen Membransystemkonfiguration, die künftige Membransystemmodifikationen und die Verwendung alternativer Lieferanten derselben Art von Membranelementen mit minimalem Aufwand oder Austausch ermöglicht, wird höchstwahrscheinlich durch eine Senkung der Finanzierungskosten (Kosten) ausgeglichen des Kapitals) für das Projekt und durch die Minimierung der Gesamtlebenszykluskosten der Membrananlage.

Lebenszykluskosten

Derzeit sind die Produktionskosten für entsalztes Wasser mittels Membranvorbehandlung typischerweise 5 bis 10 % höher als die Kosten für Süßwasser, das in Entsalzungsanlagen mit herkömmlicher Meerwasservorbehandlung erzeugt wird. In manchen Fällen, beispielsweise wenn die Kosten und die Verfügbarkeit von Land knapp sind und/oder die Kosten für Chemikalien und Energie pro Einheit relativ niedrig sind, kann eine Membranvorbehandlung kosteneffizienter sein.

Schlüsselfaktoren, die beim Vergleich von konventionellen Systemen und Membranvorbehandlungssystemen häufig unterschätzt oder außer Acht gelassen werden, sind: (1) die zusätzlichen Kapital- und Betriebs- und Wartungskosten des Mikrosiebsystems, das zum Schutz der Vorbehandlungsmembranen erforderlich ist; (2) die tatsächlichen chemischen Kosten und die Häufigkeit der Membranreinigung vor der Behandlung und der chemisch verstärkten Rückspülung; (3) die Nutzungsdauer und die Austauschkosten der Vorbehandlungsmembranen – die meisten Analysen gehen von 5 Jahren aus, während tatsächliche Betriebsdaten zeigen, dass Membranen aufgrund von Integritätsverlust in etwa 3 Jahren ersetzt werden müssen; (4) irrtümliche Annahme, dass die Hersteller von SWRO-Membranen geringere Austausch- und Reinigungsfrequenzen für RO-Membranen garantieren würden, wenn eine Membranvorbehandlung eingesetzt wird; (5) die höheren Kosten der Projektfinanzierung im Zusammenhang mit der Verwendung der Membranvorbehandlung aufgrund des langfristigen Risikos, das mit der Verwendung von Technologien mit begrenzter Erfolgsbilanz in vollem Umfang verbunden ist, insbesondere bei Großanlagen.

Zusammenfassung und Fazit

Die Membran-Meerwasservorbehandlung ist eine attraktive Alternative zur herkömmlichen Granulatmedienfiltration. Unter Berücksichtigung der zahlreichen Faktoren, die sich auf die Vorbehandlungskosten einer vollständigen Meerwasserentsalzungsanlage auswirken, muss die Auswahl des am besten geeigneten Vorbehandlungssystems für ein bestimmtes Meerwasserentsalzungsprojekt jedoch auf der Grundlage eines umfassenden Lebenszyklus erfolgen Kostenanalyse, die alle Ausgaben und tatsächlichen Kosten berücksichtigt, die mit der Installation und dem Betrieb der beiden Systeme verbunden sind.

Da die Entsalzungsindustrie in den nächsten fünf bis zehn Jahren langjährige Erfahrungen mit dem Betrieb von Meerwasser-Membran-Vorbehandlungssystemen sammeln wird und sich die bestehenden Membran-Vorbehandlungstechnologien weiterentwickeln und zu kompatiblen, standardisierten und kommerzialisierten Produkten konvergieren, wird UF oder MF zum Einsatz kommen Es wird erwartet, dass Membranen für die Meerwasservorbehandlung mit der Zeit wettbewerbsfähiger und attraktiver werden. Unterdessen wird davon ausgegangen, dass kontextbedingte Bedingungen, die den Einsatz einer UF- oder MF-Membranvorbehandlung begünstigen, die konventionelle Filtration mit körnigen Medien in naher Zukunft voraussichtlich weiterhin die Meerwasseranwendungen dominieren wird.