In diesem Artikel analysieren wir die Abwasserbehandlungsverfahren Umkehrosmose (UO) und elektrochemische Oxidation (EO) für die Akteure im Industriesektor. Wir erklären, wie Umkehrosmose und elektrochemische Oxidation in der industriellen Abwasserbehandlung funktionieren und werfen einen Blick auf die Vor- und Nachteile der beiden Verfahren. Egal, ob Sie Fabrikbesitzer oder Manager sind, dieser Artikel wird Ihr Verständnis von UO- und EO-Abwasseraufbereitungssystemen verbessern und Ihnen eine bessere Entscheidungsfindung ermöglichen.
Umkehrosmose vs. elektrochemische (fortschrittliche) Oxidation für die Behandlung von Industrieabwässern
Wie funktioniert die Umkehrosmose bei der Behandlung von Industrieabwässern?
Die Umkehrosmose (UO) ist eine moderne Lösung für die Abwasseraufbereitung, bei der gelöste Verunreinigungen mit Hilfe von Membrantechnologie aus verunreinigtem Wasser entfernt werden. UO-Systeme arbeiten mit einem Druck von 10 bis 40 bar, um Wasser durch hauchdünne Membranen zu drücken. Wenn die Anlage den Druck auf der Seite der stärkeren Konzentration ansetzt, presst sie die Flüssigkeit durch die Membran, wobei der Großteil der gelösten Stoffe zurückbleibt.
Table of Contents
- Wie funktioniert die Umkehrosmose bei der Behandlung von Industrieabwässern?
- Vorteile der Abwasserbehandlung durch Umkehrosmose
- Nachteile von Umkehrosmoseanlagen für die Abwasserbehandlung
- Wie funktioniert die fortschrittliche Oxidation in der industriellen
- Vorteile elektrochemischer Abwasserreinigungssysteme
- Nachteile von elektrochemischen Abwasserreinigungssystemen
- Umkehrosmose vs. Elektrische Oxidation – ein Fazit
- Lesen Sie mehr über ClearFox® industrielle Projekte
Bei der industriellen Abwasserbehandlung trennt die Umkehrosmose den Abwasserstrom in einen Permeatstrom (geringe Konzentration) und einen Konzentratstrom (hohe Konzentration). Dies ist typisch für ein einstufiges System. In einem zweistufigen System leitet die Anlage den Konzentratstrom durch ein zweites UO-System. Je größer die Anzahl der Stufen, desto effektiver ist die Wasserrückgewinnung. Die Nutzung eines zweiten Umkehrosmosesystems kann die Qualität des Permeatstroms erheblich steigern.
Die Vorbehandlung spielt bei der Aufbereitung von Industrieabwässern durch Umkehrosmose eine entscheidende Rolle. Dieser Schritt schützt die Membran vor organischen Verunreinigungen, mineralischen Ablagerungen und chemischer Zersetzung. Bevor Sie die Umkehrosmose durchführen, sollten Sie potenzielle Verunreinigungen identifizieren und beseitigen. Idealerweise sollte Ihr Umkehrosmosesystem mit einer fortschrittlichen Vorbehandlungstechnologie ausgestattet sein, um die besten Entfernungsraten zu erzielen. Nach der UO-Behandlung können Sie das Wasser in der Produktion wiederverwenden oder es sicher entsorgen.
Vorteile der Abwasserbehandlung durch Umkehrosmose
✓ Kosteneffizient: UO-Systeme liefern wiederverwendbares aufbereitetes Wasser. Sie können UO-Wasser für die Produktion wiederverwenden, um Kosten zu sparen.
✓ Umweltbewusst: Die Umkehrosmose ist, im Vergleich zu industriellen Abwasserbehandlungsverfahren, die eine Lagerung, einen Transport oder den Einsatz von Chemikalien erfordern, eine umweltfreundliche Lösung.
✓ Integration: Sie können UO-Systeme in eine bestehende Filtrationsanlage integrieren, um bis zu 80 % Reinigungswasserrecycling zu erreichen.
Nachteile von Umkehrosmoseanlagen für die Abwasserbehandlung
- Unterschiedliche Reinigungsleistungen: Das Ergebnis der UO-Behandlung hängt von der Vorbehandlung und den, in der Produktion verwendeten Verunreinigungen ab.
- Verstopfung: UO-Systeme verwenden Membranen mit sehr kleinen Poren, die leicht verstopfen können. Sie müssen mehr in die routinemäßige Wartung investieren, um eine optimale Reinigung zu gewährleisten.
- Austausch von Filtern: Die Verwendung von Umkehrosmosefiltern ohne angemessene Vorbehandlung erhöht das Risiko organischer Verschmutzung, mineralischer Ablagerungen und chemischer Zersetzung. Ein UO-System mit ineffizienten Filtern kann seinen Zweck nicht erfüllen. Denken Sie daran, dass der Austausch von Filtern nicht kostenlos ist.
- Beschränkungen der Membranen: UO-Membranen können keine Verunreinigungen zurückhalten, die kleiner sind als die Porengröße. Die Qualität des zufließenden Abwassers sollte den vom Membranhersteller festgelegten Anforderungen entsprechen.
- Demineralisierung: UO-Wasser ist nach der Behandlung frei von allen wichtigen Mineralien. Das UO-Verfahren erfordert auch chemische Zusätze, um CO2 zu reduzieren, welches die Membran durchdringen kann, und um den pH-Wert zu senken.
- Vorbehandlungsanforderungen: Sie müssen das Kationen-Anionen-Gleichgewicht und die BSB/CSB-Werte überprüfen sowie Ihr Abwasser vor der UO-Behandlung vorbehandeln.
- Langsam und energieintensiv: Das Durchpressen von Tonnen von Abwasser durch die Membran benötigt Zeit und verbraucht Energie.
Wie funktioniert die fortschrittliche Oxidation in der industriellen Abwasserbehandlung?
Im Gegensatz zur Umkehrosmose, bei der Membranen die Schadstoffe aus dem Abwasser filtern, wandelt die fortschrittliche Oxidation die Schadstoffe im Abwasser durch Oxidationsreaktionen in unschädliche Stoffe um.
Oxidationsreaktionen treten auf, wenn freie Radikale und Oxidationsmittel erzeugt werden. Die elektrochemische Oxidation (EO) ist eine Methode, bei der elektrische Energie zum Einsatz kommt. Die elektrochemische Oxidation ist eine der etabliertesten Methoden der komplexen Abwasserbehandlung und der Dreh- und Angelpunkt der fortschrittlichen Oxidation.
Das Verfahren der elektrochemischen Oxidation (EO) nutzt die Elektrolyse, um gelöste Schadstoffe in Industrieabwässern zu entfernen. EO-Systeme bestehen aus einer Anode und einer Kathode, die an eine externe Stromquelle angeschlossen sind. Die zugeführte Energie fließt durch das Industrieabwasser, oxidiert und baut die Verunreinigungen ab. Sobald elektrische Energie fließt, findet eine direkte Oxidation an der Oberfläche der Anode (negative Elektrode) statt, welche die Schadstoffe abbaut. Indirekte Oxidation findet statt, wenn das Verfahren starke Oxidationsmittel wie Hypochlorit, Chlor oder Wasserstoffperoxid erzeugt und mit den Schadstoffen im Abwasser reagieren.
EO-Systeme gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen und Betriebsarten, um den unterschiedlichen Anforderungen an die Abwasserbehandlung gerecht zu werden, einschließlich der Menge und Zusammensetzung des Wassers. Fortschrittliche EO-Systeme wie ClearFox® DiOx verwenden diamantbeschichtete Bor-dotierte Elektroden, um eine Vielzahl von Schadstoffen zu entfernen. Diese Geräte erreichen eine höhere Entfernungseffizienz als Systeme mit Standardelektroden. Diamantbeschichtete Elektroden haben eine hohe elektrochemische Stabilität, eine gute Leitfähigkeit und eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Sie sind ideal für die Behandlung von Industrieabwässern mit sehr hohem TDS-Wert, wie Abwässer aus der Öl- und Gasindustrie.
Vorteile elektrochemischer Abwasserreinigungssysteme
✓ Biologischer Abbau: Moderne Elektrolyseverfahren haben einen abbauenden Charakter bei organischer Belastung. EO-Systeme bieten eine rückstandsfreie Mineralisierung. Sie entfernen Stoffe, die nur schwer oder gar nicht biologisch abbaubar sind.
✓ Langlebig: Bor-dotierte Diamantelektroden verlängern die Lebensdauer des Systems. Oxidierte Schichten auf den Diamantbeschichtungen stärken und stabilisieren die Elektroden und verhindern Korrosion.
✓ Umweltfreundlich: EO ist umweltbewusst, gesundheitsfreundlich und sicher, da es keine Chemikalien verwendet. Diamantbeschichtete Elektroden sind nachhaltige Lösungen für die Zukunft, die Chemikalien abbauen und gleichzeitig eine hohe Effizienz und einen geringeren Energieverbrauch (OPEX) bieten.
✓ Problemlos: ClearFox® DiOx bietet vollautomatische, modulare EO-Einheiten, die Plug and Play ermöglichen. Dreifacher Nutzen: schnelle Installation, einfache Betriebsführung und geringer Wartungsaufwand.
✓ Desinfizierende Wirkung: Hydroxylradikale, die sich während des Oxidationsprozesses an diamantbeschichteten Elektroden bilden, desinfizieren das Abwasser und reduzieren gleichzeitig den Stromverbrauch.
Nachteile von elektrochemischen Abwasserreinigungssystemen
- Nebenprodukte: Bei der Elektrolyse können unerwünschte Stoffe, wie Perchlorat, entstehen. Je nach zugeführtem Abwasser müssen Sie bestimmte Nebenprodukte, die bei der EO entstehen, getrennt entsorgen. In den meisten Fällen können Sie dies durch eine Vorbehandlung vermeiden.
- Hohe Vorlaufkosten: EO-Systeme kombinieren mehrere Spitzentechnologien. Daher sind sie in der Anschaffung teurer als alternative Abwasserbehandlungslösungen. Sie sind jedoch robuster und erfordern weniger Wartung als UO-Systeme.
- Begrenzte Durchflussmengen: EO-Anlagen für die Behandlung stark verschmutzter Industrieabwässer können Volumenströme von bis zu 500 m³/Tag bewältigen. Der Stromverbrauch ist proportional zum Wasservolumen, was die Behandlung höherer Abwassermengen erschwert.
- Teure Elektroden: EO-Elektroden mit Diamantbeschichtung kosten mehr als typische Elektroden für Verfahren wie die Elektrokoagulation. Preisintensive Elektroden erhöhen auch die Betriebskosten.
Umkehrosmose vs. Elektrische Oxidation – ein Fazit
Als Eigentümer oder Manager einer Anlage brauchen Sie die beste Lösung, um Ihre Geschäftsinteressen zu schützen. Die elektrochemische Oxidation übertrifft die Umkehrosmose in den kritischen Aspekten der industriellen Abwasserbehandlung. EO-Systeme haben keine Membranbeschränkungen und keine Kosten für den Filteraustausch. Obwohl Umkehrosmosesysteme anfangs weniger kosten, haben elektrochemische Verfahren den Vorteil, dass sie robust und einfach zu bedienen sind. Liegen Schwankungen im Abwasser vor, lässt sich die Reinigungsleistung mit Anpassungen in der Stromversorgung anpassen. Komplexe Abwasser produzierende Bereiche wie Textil-, Veredelungs-, Metall-, Papier-, Deponiesickerwasser- und Chemieproduktion können mit EO und insbesondere mit Bor-dotierten Diamantelektroden aufgrund der überlegenen Leitfähigkeit, Stabilität, Ausbeute und Korrosionsbeständigkeit eine hohe Reinigungsleistung erwarten. Die Anfangsinvestition kann höher sein als bei der Umkehrosmose, aber die langfristige Rentabilität ist größer. Insgesamt ist EO das beste Verfahren für die Behandlung komplexer Industrieabwässer. Sie können sich auf ClearFox® DiOx verlassen, um alle Vorteile der EO zu nutzen.
