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Basische Spülung - eine Betriebsweise zur Beherrschung von organischem Fouling bei Nanofiltration und Umkehrosmose

Müller, Uwe / Stauder, Stefan / Groß, Hans / Brand, Uwe / Merklein, Thomas / Zeilinger, Stephan

Nanofiltration und Umkehrosmose (NF/UO) werden in der öffentlichen Trinkwasseraufbereitung in Deutschland vorwiegend zur Enthärtung eingesetzt. Hierbei handelt es sich meist um Rohwässer, die ein geringes Foulingpotenzial aufweisen. Erfahrungen bei der Behandlung von Wässern mit einem hohen Gehalt an Foulingbildnern, bspw. Huminstoffe und Mn(II)-Ionen, liegen dagegen in Deutschland kaum vor. Im Rahmen eines Pilotversuches wurde ein Rohwasser mit einem hohen Gehalt an Huminstoffen (TOC 5,2 mg/l) sowie Mangan(II)-Ionen (0,45 mg/l) und dementsprechend einem erhöhten Foulingpotenzial (SDI 3,5 %/min) durch Nanofiltrations- und Umkehrosmosemembranen aufbereitet. Erwartungsgemäß stieg der Feeddruck bei dem bisher üblichen Betrieb der Membrananlage innerhalb von wenigen Tagen signifikant an. Ursache war eine Verblockung der Membranen durch Fouling. Zur Verbesserung der Fahrweise wurde ein spezielles Betriebskonzept entwickelt. Dieses basiert auf einer Spülung der Feed- bzw. Konzentratseite der Membranen. Als Spülmedium dient Permeat, das mittels Zugabe von Natriumhydroxid auf einen pH-Wert zwischen 11 und 12 eingestellt wird. Spülintervalle in Abständen von 6 und 12 h erlaubten mit dem hier betrachteten Rohwasser bis zu 85 % Ausbeute sowie einen konstanten Betrieb der Membrananlage. Bezogen auf die produzierte Permeatmenge beträgt der Spülwasserverbrauch weniger als 1 %. Die Verbrauchsmenge an reinem Natriumhydroxid beträgt lediglich etwa 0,5 t pro eine Million m³ produziertes Permeat, sofern das Permeat vor der Natriumhydroxidzugabe entsäuert wird.