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Niederdruck- und ULP-Umkehrosmose-Membranelemente
Niederdruck- und Ultr Niederdruck-Umkehrosmose-Membranelement
Die C1- und C2-Serien von Blue Membrane sind Umkehrosmose-Membranelemente für extrem niedrigen Druck. Sie erreichen eine stabilisierte Salzrückhaltung von 99,5–99,6 % und arbeiten mit geringerem Speisewasserdruck als herkömmliche Brackwasser-Membranelemente. So senken sie den Energiebedarf der Pumpe bei Speisewasser mit niedrigem TDS-Wert, ohne die Permeatqualität zu beeinträchtigen. Erhältlich in 8040, 4040, 4021 und 2540 und passend für den direkten Einbau in DuPont ECO Pro-400/440-Membrangehäuse.
99,5–99,6 % Salzrückhaltung
Prüfgrundlage: 150 / 225 psi
Direkt passend für ECO Pro-400/440
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RO-Energiekosten senken, ohne die Rückhalterate zu beeinträchtigen – Einsatzbereiche von ULP-Membranelementen
Betriebsbereich
Speisewasser mit niedrigem TDS-Wert
Ein ULP-Membranelement ist ein Membranelement aus Dünnschichtverbundwerkstoff (TFC) und Polyamid, das eine wirksame Salzrückhaltung bei geringerem treibendem Druck als ein herkömmliches Brackwasser-Membranelement erreicht. Herkömmliche Brackwasser-Umkehrosmoseanlagen arbeiten typischerweise mit etwa 150–250 psi (10–17 bar), während ULP- und energiearme Ausführungen so konstruiert sind, dass sie bei deutlich geringerem angelegtem Druck denselben Permeatvolumenstrom erzeugen. Der Unterschied besteht nicht einfach darin, „die Pumpe herunterzuregeln“: Die aktive Schicht ist dünner und durchlässiger. Dadurch kann Wasser bei geringerem Nettodruck passieren, während gelöste Salze zurückgehalten werden.
Eine Umkehrosmosemembran trennt Wasser von gelösten Stoffen, indem Speisewasser bei einem Betriebsdruck, der über dem osmotischen Druck des Speisewassers liegt, durch eine semipermeable Folie gepresst wird. In einer vollständigen Umkehrosmoseanlage verursacht dieser Betriebsdruck die Kosten für Pumpe und Strom. Die Meerwasserentsalzung erfordert wegen des extrem hohen Gesamtgehalts an gelösten Stoffen sehr hohen Druck. Bei Brackwasser und Leitungswasser liegt der Energiebedarf am unteren Ende: Ein ULP-Membranelement erzeugt auch hier sauberes Umkehrosmosewasser und senkt zugleich den Druckbedarf gegenüber einem Standard-Membranelement.
Der Kostenvorteil beruht auf physikalischen Zusammenhängen, nicht auf Marketing. Der Nettodruck entspricht dem angelegten Druck abzüglich des osmotischen Drucks des Speisewassers. Der osmotische Druck steigt pro 100 ppm TDS im Speisewasser um etwa 1 psi. Bei Speisewasser mit niedrigem TDS-Wert – etwa kommunalem Leitungswasser, aufbereitetem Oberflächenwasser oder den meisten Brunnenwässern – ist der osmotische Druck gering. Die Pumpe muss daher nur einen moderaten Druck überwinden, um Wasser zu erzeugen. Genau in diesem Betriebsbereich zahlt sich ein Niederdruck-Membranelement aus: Die Pumpe verrichtet pro Gallone weniger Arbeit, und die Stromkosten sinken mit dem Druck. Bei Speisewasser mit hohem TDS-Wert ist ein ULP-Membranelement dagegen nicht hilfreich: Der osmotische Gegendruck steigt und der Druckvorteil schrumpft. Diesen Punkt beziffern wir im folgenden Energievergleich, statt pauschale Einsparungen zu behaupten.
ULP-Serie von Blue Membrane – C1- und C2-Membranelemente in 8040, 4040, 4021 und 2540
Die Serie umfasst 2 Produktfamilien, damit Sie das Membranelement passend zu den Anforderungen Ihrer Anwendung auswählen können. C1 ist auf Energieeffizienz ausgelegt: Die Kennwerte basieren auf einem Prüfdruck von 150 psi. Das Element erreicht eine stabilisierte Rückhalterate von 99,5 % und eignet sich für Leitungswasser mit niedrigem TDS-Wert sowie kommunale Anwendungen, bei denen die Energiekosten entscheidend sind.
C1/C2-Datenblatt – Prüfgrundlage: 1.500 ppm NaCl, 25°C, 15 % Ausbeute, ±15 % Toleranz.
| Typ | Serie | Stabile Rückhalterate. | Min. Rückhalterate. | Permeat GPD (m³/d) | Aktive Membranfläche ft² (m²) | Abstandshalter | Prüfdruck. | ECO Pro-Einbauplatz |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MB-C1-8040 | C1 Energie | 99.5% | 99.3% | 10,500 (39.7) | 400 (37.2) | 34 mil | 150 psi | ECO Pro-400 |
| MB-C1-8040 PLUS | C1 Energie | 99.5% | 99.3% | 12,000 (45.4) | 440 (40.9) | 28 mil | 150 psi | ECO Pro-440 |
| MB-C1-4040 | C1 Energie | 99.5% | 99.3% | 2,200 (8.3) | 85 (7.9) | 34 mil | 150 psi | — |
| MB-C2-8040 | C2 mit hoher Rückhalterate. | 99.6% | 98.5% | 10,500 (39.7) | 400 (37.2) | 34 mil | 225 psi | ECO Pro-400 |
| MB-C2-8040 PLUS | C2 mit hoher Rückhalterate. | 99.6% | 98.5% | 12,000 (45.4) | 440 (40.9) | 28 mil | 225 psi | ECO Pro-440 |
| MB-C2-4040 | C2 mit hoher Rückhalterate. | 99.6% | 98.5% | 2,400 (9.1) | 85 (7.9) | 34 mil | 225 psi | — |
Betriebs- und Leistungsreferenz (beide Serien).
Betriebsbereich (beide Serien): maximaler Druck 600 psi (41 bar) · maximale Temperatur 45°C · maximaler SDI15-Wert des Speisewassers ≤ 5 · Toleranz gegenüber freiem Chlor < 0.1 ppm · pH-Wert 3–10 im Dauerbetrieb / 2–11 bei der Reinigung · maximaler Druckabfall 15 psi pro Membranelement. Die Größen 4021 und 2540 sind mit derselben Membranchemie für Pilot- und Kompaktanlagen erhältlich.
| Parameter | Wert / Hinweis |
|---|---|
| Membrantyp | Spiralgewickelter Dünnschichtverbundwerkstoff (TFC) aus Polyamid |
| Nennleistung | Permeatvolumenstrom in Gallonen pro Tag und Membranelement (siehe Datenblatt oben) |
| Temperatur des Prüfwassers | 25°C – der Permeatvolumenstrom ändert sich pro °C um etwa 3 % |
| Ausbeute | Prüfgrundlage: 15 %; die Anlagenausbeute wird durch die Anordnung der Membranelemente bestimmt |
| Erforderlicher Druck | Abgestimmt auf den TDS-Wert des Speisewassers und den angestrebten Permeatvolumenstrom |
| Membrangehäuse | Standard-Druckrohre für 4″ und 8″; O-Ring-Dichtung an der Kupplung |
| Membranlebensdauer | Typischerweise 2–3 Jahre bei korrekter Vorbehandlung |
Auswahlhilfe für Speisewasser: C1 oder C2
| Wenn Ihre Priorität …. | Typisches Speisewasser | Auswahl | Begründung |
|---|---|---|---|
| Niedrigste Energiekosten | Leitungswasser / kommunales Wasser, < 2,000 ppm TDS | C1 (150 psi) | Energieoptimiert, 99,5 % Rückhalterate bei niedrigem treibendem Druck |
| Höchste Rückhalterate und längste Lebensdauer | Reinstwasser in größeren Anlagen, schwankendes Speisewasser | C2 (225 psi) | 99,6 % stabilisierte Rückhalterate, Ausführung mit hoher Rückhalterate und langer Lebensdauer |
| ECO Pro-400-Einbauplatz nachrüsten | Vorhandenes 8040-Membrangehäuse | MB-C1/C2-8040 | Passend zu 400 ft² und 34 mil Abstandshalter |
| Höherer Volumenstrom pro Membrangehäuse | 8040-Membrangehäuse, durch den Volumenstrom begrenzt | MB-C1/C2-8040 PLUS | 440 ft², 28 mil Abstandshalter, passend für ECO Pro-440-Einbauplatz |
| Pilot- / Kompaktanlage | 4″-Membrangehäuse | MB-C1/C2-4040 | 85 ft² großes Membranelement für kompakte Anlagenrahmen |
Warum gibt es 2 Serien statt eines Kompromiss-Membranelements? Weil ein einzelner Kennwertsatz immer einer Anwendung zulasten einer anderen dient – der Zielkonflikt zwischen Energiebedarf und Rückhalterate ist physikalisch bedingt und keine Marketingentscheidung. Blue Membrane fertigt C1 und C2 auf derselben werkseigenen Produktionslinie. So können Sie das Membranelement passend zur Anwendung auswählen, ohne überdimensioniert einzukaufen. Vor dem Versand wird jedes 8040-Membranelement darauf geprüft, dass sein Volumenstrom höchstens 15 % von der Nennleistung abweicht.
ULP und Standard-BWRO im Vergleich – Speisewasserdruck, Energie und Kosten
Für: IngenieureBetriebseinkaufBeschaffung
Auf den meisten Wettbewerberseiten wird behauptet, dass „bei niedrigerem Druck derselbe Volumenstrom erreicht wird“, und dabei bleibt es. Hier folgt die tatsächliche Rechnung, gestützt auf Fachliteratur zur Wasseraufbereitung statt auf unsere eigenen Labordaten. Eine veröffentlichte Analyse in Water Conditioning & Purification (Dow Water & Process Solutions) berichtet, dass energiearme Membranelemente mit 33–40 % weniger Druck als Standard-Membranelemente arbeiten, ohne Volumenstrom oder Rückhalterate einzubüßen. Sie nennt auch konkrete Werte: Ein Standardpaar benötigte bei 156 psi 4,2 kWh pro 1.000 Gallonen Permeat, während das energiearme Paar bei 93 psi 2,4 kWh benötigte – bei einem Unterschied von 1 ppm in der Permeatqualität. Blue Membrane C1 liegt im selben Bereich: Die Prüfgrundlage von 150 psi bedeutet gegenüber den für Standard-Brackwasser-Membranelemente typischen ~225 psi eine Drucksenkung um etwa ein Drittel bei vergleichbarem Speisewasser mit niedrigem TDS-Wert. Für Speisewasser mit besonders niedrigem TDS-Wert erweitern XLE-Ausführungen (Extra Low Energy) den Betriebsbereich in Richtung 100 psi. Damit kann eine kleinere Druckerhöhungspumpe bei gleichem höheren Fluss arbeiten – hier sinken die Betriebskosten am stärksten.
„Energiearme Membranelemente können mit einem um 33 bis 40 Prozent geringeren Betriebsdruck als Standard-Umkehrosmosemembranen arbeiten, ohne Volumenstrom oder Salzrückhaltung einzubüßen.“ — Water Conditioning & Purification (Dow Water & Process Solutions)
Aufschlüsselung der Leistungskennzahlen
Kennzahl
Standard-BWRO-Membranelement
Blue Membrane C1 ULP
Grundlage
Typischer Speisewasserdruck
~225 psi (15,5 bar)
~150 psi (10,3 bar)
Datenblatt + Norm
Relativer Druck
Referenzwert
≈ 33 % niedriger
WC&P: LE 33–40 %
Spezifischer Energieverbrauch (US)
4,2 kWh / 1.000 gal
2,4 kWh / 1.000 gal
WC&P (500 ppm Speisewasser)
Spezifischer Energieverbrauch (metrisch)
0,5–1,0 kWh/m³
0,2–0,5 kWh/m³
ULP-Bereich der Branche
Unterschied in der Permeatqualität
Referenzwert
~1 ppm
Direktvergleich von WC&P
Vorteile bei Effizienz und Kosten
≈ 33%
Konservativ – Senkung des Speisewasserdrucks bei niedrigem TDS-Wert, wodurch die Pumpenarbeit proportional abnimmt.
40–43%
Typisch – Senkung des spezifischen Energieverbrauchs im veröffentlichten Branchenbeispiel von 4.2 → 2,4 kWh/1,000 gal.
+ Investitionskosten
Potenzial – Ein niedrigerer Druckbedarf kann eine kleinere Pumpe ermöglichen und den Verzicht auf eine Energierückgewinnungseinrichtung erlauben.
Hinweis zur Einordnung: Bei diesen Zahlen handelt es sich um zitierte Branchendurchschnitte und ein veröffentlichtes Beispiel, nicht um vor Ort gemessene Daten von Blue Membrane. Der Energievorteil hängt vom Speisewasser ab: Eine begutachtete Untersuchung zu BWRO-Anlagen weist darauf hin, dass ein Betrieb nahe der thermodynamischen Grenze den spezifischen Energieverbrauch nicht immer senkt. Mit steigendem TDS-Wert des Speisewassers nimmt der osmotische Gegendruck zu und der Niederdruckvorteil wird geringer. Legen Sie die Anlage anhand der ungünstigsten Speisewasser- und Ausbeutebedingungen aus, nicht anhand des Durchschnitts. Referenz: ULP-Energiebedarf und Abhängigkeit vom Speisewasser.
Energieeinsparung für Ihr Speisewasser berechnen
Käufer machen einen kostspieligen Fehler: Sie vergleichen den SKU-Preis statt der Energiekosten im Betrieb, obwohl die Pumpen und nicht die Membranen den größten Anteil der Betriebskosten ausmachen. Blue Membrane beziffert den Unterschied: Bei Speisewasser mit niedrigem TDS-Wert zeigt sich die Amortisation bei einem um etwa 40 % geringeren spezifischen Energieverbrauch in den kWh, nicht auf dem Preisschild. Der Kauf allein nach Stückpreis ist hier das eigentliche Risiko.
Energiebedarf Ihrer Anlage schätzen lassenULP-Umkehrosmose-Membranelemente
Abgleich mit der Anwendung
ULP-Äquivalenzliste –
Blue Membrane im Vergleich zu DuPont ECO Pro, Hydranautics, Toray und LG
Wenn Sie ein eingebautes Membranelement ersetzen, stellen sich immer dieselben Fragen: Passt es in das Membrangehäuse, und erreicht es bei gleichem Druck dieselbe Rückhalterate? Diese Tabelle ordnet den Modellen von Blue Membrane die entsprechenden Klassen für energiearme beziehungsweise ULP-Membranelemente großer Anbieter zu. Nutzen Sie sie als Ausgangspunkt für die Auswahl eines passenden Ersatz-Membranelements. Prüfen Sie Volumenstrom und Rückhalterate anhand des aktuellen Datenblatts des jeweiligen Herstellers, denn die Prüfbedingungen unterscheiden sich. Zum Beispiel gelten im DuPont-Datenblatt für ECO Pro-400 2.000 ppm NaCl und 150 psi, während die Kennwerte von Blue Membrane auf 1.500 ppm basieren. Wir weisen auf den Unterschied hin, statt ihn zu verschleiern.
| Blue Membrane | DuPont FilmTec | Hydranautics | Toray | LG Chem | Weitere vergleichbare Produkte |
|---|---|---|---|---|---|
| MB-C1/C2-8040 | ECO Pro-400 | ESPA1 / ESPA2 | TMG20D-400 | BW 400 ES | Hydronix HLP-8040 · LE1-8040 |
| MB-C1/C2-8040 PLUS | ECO Pro-440 | ESPA2-LD | TMG20D-440 | BW 440 | ULP-8040 (440 ft²) |
| MB-C1/C2-4040 | ECO Pro (4040) | ESPA1-4040 | TMG20D-4040 | — | LE-4040 · ULP-4040 |
Einsatzbereiche für ULP-Membranelemente Kommunale Wasseranlagen
Die am besten geeigneten Anwendungen haben eines gemeinsam: einen moderaten Salzgehalt im Speisewasser, bei dem die Wirtschaftlichkeit vor allem von den Energiekosten und nicht von einer extrem hohen Rückhalterate abhängt. Dazu zählen die Aufbereitung von Flaschen- und Trinkwasser, kommunale Trinkwasser- und Wasserwiederverwendungsanlagen, Kesselspeisewasser und Nachspeisewasser für Kühltürme, Prozesswasser für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie kleine und mittelgroße Anlagen für Reinstwasser in Krankenhäusern, Hotels und der Leichtindustrie.
Vorbehandlung und Speisewasserquellen
Vorbehandlung: Die Leistung eines Niederdruck-Membranelements hängt von der Qualität des zufließenden Wassers ab. Eine wirksame Vorbehandlung mit Sedimentfiltration, anschließend einer Sediment- und Aktivkohlestufe oder einer Aktivkohlefilterkerze zur Chlorentfernung sowie Antiscalant bei Scaling-Risiko schützt die Membranfolie und sichert den Nennvolumenstrom.
Falsches Speisewasser führt zu vorzeitigem Fouling – der häufigste und teuerste Fehler beim Bau einer Niederdruckanlage. Da Blue Membrane Empfehlungen zur Vorbehandlung in jedes Angebot aufnimmt, können Sie Scaling und Biofouling vorbeugen.
Anwendungsberatung Prüfung anfordern >Modernste Fertigungsstätte für ULP-Umkehrosmose-Membranelemente
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Direkt ab Werk und OEM – Dimensionierung, Lieferzeit, MOQ und Eigenmarke
Blue Membrane stellt diese Membranelemente selbst her und verpackt nicht lediglich die Eigenmarkenprodukte eines anderen Herstellers neu. Dadurch verlagert sich das Beschaffungsgespräch vom SKU-Preis auf den Gesamtwert der gelieferten Ware. Für Systemintegratoren und OEM-Partner bedeutet das Unterstützung bei der Dimensionierung auf Membranelementebene, Eigenmarken- und Spezifikationsoptionen sowie Mengenpreise mit MOQ für die Größen 8040 und 4040. Händler erhalten ein Datenblatt für die zuständigen Projektingenieure sowie eine Äquivalenzliste, mit der sich schneller klären lässt, ob ein Membranelement in das vorhandene Membrangehäuse passt. Wir arbeiten mit einem dokumentierten Qualitätsprozess (ISO 9001-orientierte Fertigung) und legen unsere Prüfbedingungen in jedem Datenblatt offen. So kann Ihr Engineering-Team unsere Werte mit den Daten der aktuell installierten Marke vergleichen.
Aus dem Einkauf hören wir häufig den Einwand, dass sich eine neuere Marke erst das Vertrauen erarbeiten muss, das bekannte Namen bereits genießen. Unsere Antwort darauf ist Transparenz statt Rabattjagd: ein vollständiges Herstellerdatenblatt, eine ehrliche Äquivalenzliste mit ausgewiesenen Unterschieden bei den Prüfbedingungen und eine anwendungstechnische Beratung, die sich an der Dokumentation des etablierten Herstellers orientiert. Vergleichen Sie die Energiekosten im Betrieb und die Eignung für die Nachrüstung – dafür wird ein Niederdruck-Membranelement tatsächlich gekauft.
Engineering-Tools für Niederdruck- und ULP-Umkehrosmose-Membranelemente
Rechner für ULP-Energieeinsparungen
Schätzen Sie die jährliche Stromeinsparung durch ein Niederdruck-Membranelement gegenüber einem Standard-Brackwasser-Membranelement bei Speisewasser mit niedrigem TDS-Wert.
C1 oder C2 – welche Serie sollte ich wählen?
Wählen Sie C1, wenn die Energiekosten entscheidend sind und das Speisewasser aus einer Quelle mit niedrigem TDS-Wert stammt, etwa aus einer Leitung oder der kommunalen Versorgung: Prüfdruckbasis 150 psi, Rückhalterate 99,5 %. Wählen Sie C2, wenn Sie die höchstmögliche Rückhalterate und längste Lebensdauer benötigen oder die Speisewasserqualität schwankt: Prüfdruckbasis 225 psi, Rückhalterate 99,6 %. Beide Serien passen in dieselben Membrangehäuse und sind in denselben Baugrößen erhältlich. Es geht also um die Leistung, nicht um Änderungen an der Verrohrung.
Sind diese Membranelemente tatsächlich mit DuPont ECO Pro-400 / 440 kompatibel?
Sie haben dieselben Abmessungen für die Nachrüstung: 400 ft² / 34 mil Abstandshalter für den ECO Pro-400-Einbauplatz und 440 ft² / 28 mil für ECO Pro-440. Auch die Niederdruck-Betriebsklasse ist gleich. Sie sind als Ersatz geeignet, aber kein identisches Bauteil: Das öffentliche DuPont-Datenblatt basiert auf 2.000 ppm NaCl, während unsere Membranelemente bei 1.500 ppm charakterisiert werden. Vergleichen Sie daher vor dem Austausch Volumenstrom und Rückhalterate anhand beider Datenblätter und Ihrer Speisewasserbedingungen.
Worin unterscheidet sich ein Niederdruck-Membranelement von einem Standard-Membranelement für Brackwasser?
Eine dünnere, durchlässigere Polyamidschicht ermöglicht bei geringerem angelegtem Druck einen vergleichbaren Volumenstrom. ULP-Ausführungen sind deshalb für denselben Einsatzzweck auf den unteren Bereich des Druckbands von 150–250 psi ausgelegt. Daraus ergibt sich die Energieeinsparung beim Pumpen.
Welches Speisewasser und welche Vorbehandlung sind erforderlich?
Der TDS-Wert sollte unter ~2.000 ppm liegen, SDI15 ≤ 5 betragen und freies Chlor < 0.1 ppm. Außerdem ist mindestens eine 5-Mikron-Filterpatrone erforderlich. Bei Oberflächenwasser oder wiederverwendetem Speisewasser sollte eine Ultrafiltration ergänzt werden. Grenzwerte: 600 psi, 45°C, pH 3–10 im Dauerbetrieb.
Wann ist ein ULP-Membranelement die falsche Wahl?
Bei einem hohen TDS-Wert des Speisewassers. Mit steigendem TDS-Wert nimmt der osmotische Gegendruck zu und der Niederdruckvorteil wird geringer. Dann eignet sich ein Standard-Membranelement für höheren Druck oder mit höherer Rückhalterate besser. Auch die C2-Serie oder eine zweistufige Auslegung können die bessere Wahl sein. Der Energievorteil bei niedrigem Druck ist bei Speisewasser mit niedrigem TDS-Wert real, bei hohem TDS-Wert dagegen gering. Wir sagen Ihnen das lieber offen, statt zu viel zu versprechen.
Datenblatt, Äquivalenzliste und Angebot anfordern
Nennen Sie uns den TDS-Wert Ihres Speisewassers, den angestrebten Volumenstrom und die Baugröße Ihres Membrangehäuses. Wir senden Ihnen das Datenblatt für C1/C2, den passenden Vergleich für Ihr installiertes Membranelement und ein direktes Werksangebot mit Mindestbestellmenge und Lieferzeit.
Werksangebot und Datenblatt anfordern
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