Fouling-resistente Membranelemente (FR)

Fouling-resistente RO-Membranelemente der Blue Membrane Z2-Serie

Der Grund für fouling-resistente RO-Membranelemente ist einfach: Betreibt man eine Standard-RO-Membran mit Brackwasser mit hohem SDI-Wert, steigt der Druck, und häufige Reinigungen setzen ihr stark zu. Bei der Blue Membrane Z2-Serie ist das anders. Ihre hydrophile, modifizierte Polyamidoberfläche und der 34 mil breite Speisewasser-Spacer wirken dem Anhaften organischer Stoffe, kolloidaler Stoffe und Biofilm entgegen und erhalten zugleich eine stabilisierte Salzrückhaltung von 99,7 %.

Jede Z2-8040-Membran ist auf dieselbe Geometrie mit 400 ft² / 34 mil ausgelegt wie die DuPont FilmTec BW30FR-400/34-Membran, die sie ersetzt. Druckrohre, Rohrleitungen und Anschlüsse bleiben unverändert, ebenso die angestrebte Ausbeute – nur die Fouling-Leistung der Membran ändert sich.

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Fouling-resistente RO-Membranelemente der Blue Membrane Z2-Serie
99,7 % Stabilisierte Salzrückhaltung
34 mil Breiter Speisewasser-Spacer
400 ft² Aktive Membranfläche (8040)
SDI15 ≤6 Nennwert für die Fouling-Toleranz des Speisewassers
10.000 ppm Maximaler TDS-Wert des Speisewassers
BW30FR-400/34 Direkt kompatibel

Fouling beeinträchtigt die Leistung von Brackwasser-RO-Anlagen – und so wirkt Z2 dagegen

500+Membranelemente geprüft
~60 %Fouling festgestellt
~60 %Unzureichende Vorbehandlung

Im Speisewasser aus Brackwasser treten Fouling-verursachende Stoffe oft in Kombination auf. Laut demselben Datensatz aus Membran-Autopsien:

Biologisch/organisch 31 % Kolloidal 29 % Mineralische Ablagerungen 22 % Gemischt 35 %

Jede Gruppe verhält sich anders. Huminstoffe, natürliche organische Stoffe und Mikroorganismen lagern sich direkt an der Polyamidoberfläche an, während Sulfat und Kieselsäure im Speisewasser durch ihre Konzentration mineralische Ablagerungen in der Membranporenstruktur begünstigen. Diese Kombination aus organischem Fouling und Scaling ist es, deren Ausprägung ein fouling-resistentes Membranelement verlangsamen soll.

Ein fouling-resistentes RO-Membranelement ist ein spiralförmig gewickeltes Umkehrosmose-Membranelement, das speziell dafür ausgelegt ist, die Ablagerung von Fouling-verursachenden Stoffen auf der Membranoberfläche zu verzögern. Das ist keine Nischenfunktion: In einer Studie mit Membran-Autopsien an über 500 Membranelementen wurde bei ~60 % der RO-Membranen Fouling festgestellt. In ~60 % dieser Fälle galt eine unzureichende Vorbehandlung als Ursache.

AUSWIRKUNGEN / KOSTENBEWERTUNG | WAS FOULING SIE TATSÄCHLICH KOSTET

Fouling auf einer RO-Membran bedeutet, dass die Membran ersetzt werden muss – es ist kein Posten im Budget für die chemische Reinigung. Eine begutachtete Wirtschaftlichkeitsstudie zu 7 RO/NF-Anlagen für Oberflächenwasser in den Niederlanden ergab, dass Fouling 24 % der gesamten Betriebskosten ausmachte. Als Hauptursache wurden vorzeitige Membranwechsel genannt, nicht Chemikalien.

PROZESS / Z2-INTEGRATION

Z2 setzt direkt an der Oberfläche an. Eine modifizierte Polyamidoberfläche mit hydrophiler Deckschicht erschwert das Anhaften organischer Stoffe, Öle, Tenside und anderer biologischer Stoffe und verlangsamt dadurch biologisches und organisches Fouling. Die nahezu neutrale Oberflächenladung stößt anorganische Stoffe ab, die Scaling auslösen. So entsteht ein RO-Membranelement, das unter schwierigen Speisewasserbedingungen langfristig seine Wasserdurchlässigkeit und Salzrückhaltung bewahrt und die Zeit zwischen den CIP-Reinigungen verlängert. Hier liegt die Stärke der fouling-resistenten Membran. In einer RO-Anlage bedeutet das eine gleichmäßigere Wasserqualität, weniger betriebliche Überraschungen sowie eine effizientere Prozessauslegung und -steuerung. Von der kommunalen Wasseraufbereitung über die industrielle Wasserwiederverwendung bis hin zur Speisung nachfolgender Prozessschritte tragen fouling-resistente Membranen zur Stabilität des Gesamtsystems bei.

„Das ist keine Zauberei, und wir werden das Produkt nicht als wartungsfrei verkaufen. Fouling-resistente Membranen verringern die Zahl der Reinigungen und verlangsamen den Permeatflussrückgang – sie machen Reinigungen nicht überflüssig. Sie sorgen dafür, dass Sie seltener reinigen müssen, bevor die Membran unbrauchbar wird.“
Fouling-resistentes RO-Membranelement Z2

Breiterer Speisewasserkanal

Der Abstand von 34 mil maximiert die Querströmung, verringert den Druckverlust und erschwert das Anhaften von Fouling-verursachenden Stoffen.

Höhere Toleranz gegenüber Fouling-verursachenden Stoffen

Für den Betrieb bis zu SDI15 6 ausgelegt (bei Standard-BW-Membranelementen begrenzt die Garantie den SDI-Wert normalerweise auf SDI<5).

Verlängerte CIP-Intervalle

Oberflächenchemie und Abstand des Speisewasserkanals verringern das Fouling und verlängern so die Intervalle zwischen den Reinigungszyklen bei problematischen Wasserquellen.

Hier ist der ehrliche Blick auf den Kompromiss. Anders als eine Standard-Brackwassermembran, die angeblich nur auf dem Papier langsamer foult, wird Z2 im eigenen Werk so gefertigt, dass die hohe Rückhalterate erhalten bleibt und die Membran zugleich Fouling widersteht – zwei Eigenschaften, zwischen denen man sich bei den meisten Membranen entscheiden muss. In einer kommunalen Wasserwiederverwendungsanlage mit 5.000 ppm bei etwa 220 psi bedeutet das den Unterschied zwischen einer vierteljährlichen und einer monatlichen Reinigung. Die versteckten Kosten der monatlichen Reinigung: Sie müssen die Membran ein Jahr früher ersetzen.

Sind Sie unsicher, ob ein fouling-resistentes Membranelement für Ihr Speisewasser geeignet ist?

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Blue Membrane Z2-Serie: Modelle, Größen und Leistungsdaten

Die Z2-Serie umfasst die vier gängigen Größen spiralförmig gewickelter Membranelemente für Brackwasser-Umkehrosmoseanlagen (RO). Jedes Umkehrosmose-Membranelement verwendet dieselbe aromatische Polyamid-Dünnschichtverbundmembran (TFC) und denselben fouling-resistenten Speisewasser-Spacer mit 34 mil. Aktive Fläche, Länge, Durchmesser und Permeatvolumenstrom unterscheiden sich je nach Größe.

Wie andere Brackwasser-RO-Membranen verfügt auch dieses Membranelement über eine Außenhülle aus glasfaserverstärktem Kunststoff, die einen höheren Betriebsdruck als bei mit Klebeband umwickelten Membranelementen für Leitungswasser ermöglicht, sowie über einen breiten Abstand von 34 mil für eine verbesserte Querströmung. Jedes Z2-Membranelement passt ohne Änderungen in handelsübliche RO-Membrangehäuse mit 8- und 4-Zoll-Durchmesser und lässt sich so in bestehende kommerzielle und industrielle RO-Filtrations- und Wasseraufbereitungsanlagen einbauen.

Anders als ein generisches, umetikettiertes Membranelement wird jedes Z2-Membranelement im eigenen Werk von Blue Membrane auf einer Präzisionsfertigungslinie mit engen Toleranzen bei aktiver Fläche und Rückhalterate hergestellt. So bleibt die Membranchemie bei allen Membranelementen gleich und die Leistung von einem 8040-Membranelement zum nächsten konstant.

Diagramm zu Modellen, Größen und Leistungsspezifikationen der RO-Membranen der Blue Membrane Z2-Serie

Modelle und Leistungsdaten

ModellMembranelementgrößeAktive FlächeDurchschnittlicher PermeatvolumenstromStabilisierte RückhalterateSpeisewasser-Spacer
MB-Z2-80408″ × 40″400 ft² (37,2 m²)10.500 GPD (39,7 m³/d)99,7 % (min 99,5 %)34 mil
MB-Z2-40404″ × 40″85 ft² (7,9 m²)2.400 GPD (9,1 m³/d)99,7 % (min 99,5 %)34 mil
MB-Z2-40214″ × 21″Auf Anfrage erhältlich—99.7%34 mil
MB-Z2-25402.5″ × 40″Auf Anfrage erhältlich—99.7%34 mil

Zu den Standardprüfbedingungen gehören 2.000 ppm NaCl, 225 psi (1,55 MPa), 25C (77F), pH 7-8 sowie eine Toleranz von 15 % bei Ausbeute und Permeatvolumenstrom.

Betriebsgrenzwerte (alle Z2-Modelle)

Maximaler Betriebsdruck600 psi (4,14 MPa)
Maximale Speisewassertemperatur45°C
Maximaler SDI15-Wert des Speisewassers6
Maximaler Gehalt an freiem Chlor<0.1 ppm
pH-Bereich im Dauerbetrieb3–10
pH-Bereich bei der chemischen Reinigung2–11
Maximaler Druckverlust je Membranelement15 psi (0,1 MPa)

Welche Größe eignet sich für welches System?

Wenn Ihr System Folgendes umfasst …Wählen SieDenn
Große kommunale oder industrielle Anlagen, Druckrohre mit 8″MB-Z2-8040400 ft² und 10.500 GPD je Membranelement – die größte aktive Fläche pro Membrangehäuse
Kleine bis mittelgroße kommerzielle Anlagen oder Pilotanlagen, Druckrohre mit 4″MB-Z2-404085 ft² / 2.400 GPD, standardisierter 4040-Formfaktor
Kompakte Point-of-Use-Systeme oder kurze DruckrohreMB-Z2-4021 / -2540Dieselbe fouling-resistente Oberfläche und derselbe Spacer mit 34 mil in einem kürzeren oder schmaleren Membranelement

Betriebsbereich: Was die Zahlen für Ihr System bedeuten

Wie jede semipermeable Membran hält ein Z2-Membranelement einen hohen Salzrückhalt aufrecht und presst Permeat durch das Material, indem es den Druck des Speisewassers gegen den osmotischen Druck nutzt. Bei der Verwendung mit Brackwasser mit einem TDS-Wert von 1.000-10.000 ppm liegt der Druckbereich bei 150-600 psi (1-4,1 MPa). Entscheidend sind eine stabile Ausbeute und eine hohe Salzrückhaltung, nicht der maximale Permeatfluss.

Zwei wesentliche Faktoren der Speisewasservariabilität setzen Grenzen. Bei hohen Ausbeuten erfordern die Wasserhärte und Kieselsäure eine realistische maximale Ausbeute von 75-85 % für Brackwasser, nicht 95 %. Der Energieverbrauch hängt mit der Ausbeute und dem Salzgehalt des Wassers zusammen und liegt oft bei etwa 0,5-2,0 kWh/m produziertem Permeat. Innerhalb dieser Grenzen bietet die fortschrittliche Membrantechnologie von Z2 eine bessere Fouling-Resistenz, aber keine Möglichkeit, die Grenzwerte zu überschreiten.

Ein wichtiger Parameter, den Sie nicht übersehen sollten: Gehalte an freiem Chlor über 0,1 ppm sind für alle aromatischen Polyamid-Dünnschichtverbundmembranen problematisch, auch für Z2. Wird freies Chlor nicht entfernt, verlagert sich das Problem vom Fouling zur Oxidation, die letztlich die Membrandeckschicht irreversibel beschädigt.

Diagramm zu fouling-resistenten Membranelementen der Blue Membrane Z2-Serie
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Die Technik hinter der Fouling-Resistenz von Z2

Hier kommt der kontraintuitive Teil, den die meisten Datenblätter auslassen: Eine „hydrophile Beschichtung“ allein macht eine Membran nicht fouling-resistent. Begutachtete Tests zeigen, dass der Permeatfluss konventionell hydrophil modifizierter RO-Membranen durch kleine geladene Fouling-verursachende Stoffe dennoch um etwa 40 % sinkt. Tatsächliche Resistenz erfordert eine Kontrolle der Oberflächenladung, nicht nur eine verbesserte Benetzbarkeit. Eine Beschichtung lässt sich gut vermarkten, aber die Physik lässt sich davon nicht beeindrucken.

Fouling-resistentes Membranelement Z2
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Dieser präzise Aspekt der Membranoberflächengestaltung wird seit über zwei Jahrzehnten in Patenten zu RO-Membranen immer wieder hervorgehoben. Ein grundlegendes Patent nennt Hydrophilie und Glätte als wichtigste Oberflächenmerkmale für Fouling-Resistenz, gefolgt von der Oberflächenladung als drittem Faktor. Ein weiteres Patent quantifiziert dies sogar: Eine nahezu neutrale Oberflächenladung, bei der das Zetapotenzial der Trennschicht innerhalb von 10 mV des Neutralwerts liegt, ist entscheidend, um die elektrostatische Anhaftung geladener Scaling-Bildner wirksam zu verringern. Bei der Entwicklung von Z2 wurden alle drei Schlüsseleigenschaften berücksichtigt: eine hydrophil modifizierte Polyamidoberfläche, sorgfältig kontrollierte Glätte und eine nahezu neutrale Oberflächenladung.

Die verringerte Oberflächenrauheit bietet Bakterien und organischen Fouling-verursachenden Stoffen deutlich weniger Ansatzpunkte. Zugleich stößt die nahezu neutrale Ladung geladene Ionen, die mineralische Ablagerungen bilden, sowie Kieselsäure aktiv ab und verhindert, dass sie sich an die Membranoberfläche binden. Diese Kombination macht Z2 zu einer echten Anti-Fouling-Membranoberfläche und nicht bloß zu einer glatteren Oberfläche. Deshalb hält das Membranelement seine hohe Rückhalterate konstant aufrecht, während Standardmembranen schnell foulen und an Effizienz verlieren würden.

Warum der 34-mil-Spacer entscheidend ist

Ein erstes Anzeichen für biologisches Fouling ist oft ein Anstieg des Differenzdrucks in der ersten Stufe. Erfahrungen und Daten großer Membranhersteller zeigen, dass ein Differenzdruck von mehr als etwa 3,5 bar zu irreparablen mechanischen Schäden am Membranelement führen kann. Eine Anti-Fouling-Auslegung soll genau unter diesem Schwellenwert bleiben.

Vergleichende Druckverlusttests, auf denen diese Richtlinie beruht, wurden mit 8-Zoll-Membranelementen mit 400 ft2 und 34-mil-Speisewasser-Spacern durchgeführt – derselben Geometrieklasse wie beim Z2-8040. In der gesamten Branche gilt diese Geometrie mit breitem Kanal als wichtigster Ansatz, um den Differenzdruck bei 400 ft2 aktiver Membranfläche niedrig zu halten.

Der breitere Kanal ist wichtig, weil Biofilm ein Membranelement auf folgende Weise beeinträchtigt: Werden Fouling-verursachende Stoffe durch Vorsprünge des Speisewasser-Spacers in den Strömungskanal gehoben, steigt der Differenzdruck. Die Betreiber erhöhen daraufhin den Speisewasserdruck. Dadurch wird der Spacer stärker gegen die Membranoberfläche gedrückt, was den Schaden beschleunigt.

Wichtig ist: Die Bezeichnung „fouling-resistent“ garantiert nicht automatisch eine dauerhaft hohe Rückhalterate. Bei einem anspruchsvollen Praxistest mit Meerwasser zeigte ein Konkurrenzmembranelement, das als fouling-resistent vermarktet wurde, zwischen den Reinigungszyklen einen erstaunlichen Anstieg des Salzübertritts um 80 % – genau deshalb ist Z2 darauf ausgelegt und dafür ausgelegt, eine Rückhalterate von 99,7 % aufrechtzuerhalten und Fouling nicht nur zu verringern.

Genau diesem Kompromiss begegnen wir mit unserer Auslegung. Bei einem industriellen Wasserwiederverwendungsstrom mit 200-400 psi benötigen Sie eine Membran, die Fouling widersteht, ohne dass sich ihre Rückhalterate verschlechtert. Sonst verlagert sich das Problem lediglich von den Reinigungsprotokollen zu den Protokollen über die Permeatqualität. Blue Membrane fertigt die Z2-Oberfläche im eigenen Werk, damit beides dauerhaft gewährleistet ist. Der entscheidende Unterschied: Sie müssen sich nicht zwischen den beiden Eigenschaften entscheiden. Bei Speisewasser für Halbleiter oder Stromerzeugung mit 250 to 450 psi ist genau diese Fertigungskonstanz im eigenen Werk das, was Anlageningenieure bei Blue Membrane erhalten.

„Wir verstehen Fouling-Resistenz nicht als aufgesprühte Beschichtung. Sie entsteht durch das Zusammenspiel der Speisewasser-Spacer-Geometrie und der Membranoberflächenchemie. Der 34-mil-Kanal hält den Differenzdruck niedrig, die hydrophile, nahezu neutrale Oberfläche verhindert, dass sich Fouling-verursachende Stoffe überhaupt erst festsetzen. Fällt eine der beiden Eigenschaften weg, foult das Membranelement wie eine Standardmembran.“

— Entwicklungsteam von Blue Membrane

Z2-8040 und DuPont FilmTec BW30FR-400/34 im direkten Datenvergleich

Die meisten wenden sich an Blue Membrane, weil sie bereits FilmTec BW30FR-400/34 einsetzen und einen fairen Vergleich für ein fouling-resistentes Membranelement suchen – ohne den Aufpreis oder die Lieferantenbindung des bisherigen Anbieters. Wir haben die veröffentlichten Daten von DuPont und von uns direkt nebeneinandergestellt. Alle DuPont-Werte stammen aus den eigenen Produktdatenblättern von DuPont. Alle Z2-Werte stammen aus unserem eigenen Datenblatt.

Spezifikation Blue Membrane Z2-8040 DuPont BW30FR-400/34 Standard-BW30FR-400
Stabilisierte Salzrückhaltung 99.7% 99.5% 99.5%
Mindest-Salzrückhaltung 99.5% 99.0% 99.0%
Durchschnittlicher Permeatvolumenstrom 10.500 GPD 10.500 GPD 10.500 GPD
Aktive Membranfläche 400 ft² 400 ft² 400 ft²
Dicke des Speisewasser-Spacers 34 mil 34 mil 28 mil
Maximaler SDI15-Wert des Speisewassers 6 5 5
Maximaler Betriebsdruck 600 psi 600 psi 600 psi
Maximale Temperatur 45°C 45°C 45°C

Zwei Zahlen sprechen für Z2, doch ein Punkt muss klar benannt werden

Z2 bietet eine stabile Rückhalterate von 99,7 % gegenüber den angegebenen 99,5 % des BW30FR-400/34 – derselbe Wert von 99,7 %, den FilmTec für sein BW30HR-Membranelement mit höherer Rückhalterate nennt. Hier sprechen wir also von einer gleichwertigen hohen Rückhalterate wie bei DuPont, nicht von einer Übertreibung.

So ist die Angabe SDI15 = 6 richtig zu verstehen

Z2 kommt mit einem SDI15-Wert des Speisewassers von bis zu 6 zurecht, also mit einem höheren Wert als dem Schwellenwert SDI<5 der FilmTec-BW-Serie, der allgemein als Garantiegrenze der Membranhersteller gilt. Der höhere Schwellenwert soll einen Puffer bei Biofouling oder ähnlichen Betriebsereignissen bieten. Vor dem Eintritt in die Membran muss die Vorbehandlung weiterhin einen SDI<5 anstreben; Z2 bietet lediglich einen zusätzlichen Sicherheitsspielraum, bevor der Grenzwert erreicht ist.

Auch der 34-mil-Spacer gehört dazu

Er ist bewusst keine revolutionäre Neuerung. Es handelt sich um dieselbe fouling-resistente Oberfläche und dasselbe Kanaldesign, die DuPont bei seinen eigenen FR- und ECO-Membranelementen einsetzt. Anders als bei einem generischen Membranelement, das unbemerkt mit einem 28-mil-Kanal geliefert wird, nutzt Z2 diesen bewährten Mechanismus statt einer unbewährten Funktion – genau das ist bei einem direkt austauschbaren Ersatz erwünscht. Die Spacer-Angabe übersehen viele Käufer; deshalb weisen wir sie ausdrücklich aus.

Wo Z2 seine Stärken ausspielt: Anwendungen und Eignung des Speisewassers

Z2 ist für Brackwasser-Umkehrosmose und industrielle Wasseraufbereitung im TDS-Bereich von 1.000-10.000 ppm ausgelegt, bei einem Betriebsdruck von 150-600 psi je nach Salzgehalt. Damit eignet sich Z2 für Anwendungen der Wasseraufbereitung, bei denen sich Fouling-Resistenz auszahlt.

Leistungsdaten
~24%

der Betriebskosten von RO-Anlagen für Oberflächenwasser entfallen auf Fouling – und der größte Anteil davon auf den vorzeitigen Austausch der Membran, nicht auf Reinigungschemikalien.

Quelle: Jafari et al., Desalination 500:114865 (2021), sieben niederländische Großanlagen
  • Kommunale Wasseraufbereitung und -wiederverwendung

    Kommunale Wasseraufbereitung und -wiederverwendung

    Aufbereitetes und frisches Oberflächenwasser für Trinkwasser und Wasserwiederverwendung, bei denen organische Stoffe und Biofouling Fouling verursachen.

  • Industrielle Prozess- und Reinstwasseraufbereitung

    Industrielle Prozess- und Reinstwasseraufbereitung

    Umkehrosmoseanlagen für Stromerzeugung, Chemie, Halbleiter, Pharma sowie Lebensmittel und Getränke zur Herstellung von Reinwasser.

  • Abwasseraufbereitung und -wiederverwendung

    Abwasseraufbereitung und -wiederverwendung

    Abwasser mit hohem Gehalt an organischen Stoffen, bei dem ein Standardmembranelement im monatlichen Reinigungszyklus foult.

  • Kesselspeisewasser und Vorbehandlung zur Brackwasserentsalzung

    Kesselspeisewasser und Vorbehandlung zur Brackwasserentsalzung

    Speisewasser mit hohem TDS-Wert und schwankendem SDI-Wert.

Fouling-resistente Membranelemente (FR)
Produktbroschüre

Bei allen bleibt die Aufgabe gleich: gelöste Salze und Verunreinigungen aus anspruchsvollem Speisewasser entfernen und die Wasserqualität aufrechterhalten. Der Unterschied liegt im Fouling-Ausmaß – genau für diesen variablen Faktor wurde Z2 entwickelt.

Bei Brackwasser-Umkehrosmose (BWRO) für kommunale und industrielle Wasserwiederverwendung, Prozesswasser sowie die Lebensmittel- und Getränkeherstellung gibt es eine Gemeinsamkeit: einen hohen Gesamtgehalt an gelösten Stoffen und variable Betriebsbedingungen. Bei einem Entsalzungsprozess, der Süßwasser aus einer hoch konzentrierten Brackwasserquelle abtrennt, trägt ein leistungsstarkes Membranelement dazu bei, die Betriebseffizienz und die Qualität der Wasserversorgung zu sichern, wenn diese Herausforderungen bei der Aufbereitung andernfalls einen vorzeitigen Austausch erforderlich machen würden.

Entscheidend ist, ob das Speisewasser geeignet ist – nicht die Broschüre. Über 70 Prozent der neuen Entsalzungskapazitäten nutzen inzwischen Umkehrosmose. Für den industriellen RO-Markt Nordamerikas wird ein Wachstum von $2,32 billion in 2026 auf $3,65 billion bis 2033 prognostiziert; Membranen bilden dabei das größte Segment. Ein Wert im Datenblatt ist ein Laborergebnis. In der Praxis fällt jedes dieser Systeme bei ungeeignetem Speisewasser dennoch vorzeitig aus – ein Haken, den ein Datenblatt nicht zeigt.

Der Laborwert steht im Datenblatt; der Wert im Betrieb zeigt sich in der Amortisation. Bei einer Anlage zur Wasserwiederverwendung in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion mit einem TDS-Wert des Speisewassers von 8.000 ppm und einer Ausbeute von 78 Prozent ergibt sich der wirtschaftliche Nutzen einer fouling-resistenten RO-Membran aus den vermiedenen Reinigungen und dem vermiedenen vorzeitigen Membranwechsel – genau hier sorgt die Fertigungskonstanz von Blue Membrane bei einer Druckrohrreihe für einen Vorteil.

Überdenken Sie, wo fouling-resistente Membranelemente Einsparungen bringen. Die Betriebskosten einer industriellen RO-Anlage liegen typischerweise bei 0.20 bis 0.40 dollars pro Kubikmeter Permeat. 15 bis 30 Prozent davon entfallen auf den Austausch der Membran. Regelmäßige Reinigungen können die Membranlebensdauer um 30 bis 50 Prozent verlängern.

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Die Gesamtbetriebskosten von Z2 richtig einschätzen

Die Einsparungen entstehen nicht durch günstigere Reinigungschemikalien. Sie ergeben sich aus weniger Reinigungen und einer längeren Membranlebensdauer bei unverändertem Speisewasser. So sinken die größten Kosten erheblich: die Kosten für den vorzeitigen Austausch der Membran. Bei Speisewasser, das monatliche CIP-Reinigungen erfordert, tragen die Toleranz von SDI15 bis zu 6 und der 34-mil-Kanal dazu bei, die Reinigungsintervalle zu verlängern und die Austauschzyklen der Membran hinauszuschieben.

Wir veröffentlichen dies als Orientierungshilfe und nicht als festen Prozentsatz, denn die Amortisation hängt vom SDI-Wert Ihres Speisewassers, Ihren Ausbeutezielen und Ihrem Reinigungsplan ab. Bei Brackwasseranlagen liegt ein realistisches maximales Ausbeuteziel bei 75 bis 85 Prozent statt 95 Prozent, um Fouling und übermäßige Antiscalant-Kosten für Wasser zu vermeiden, für das Sie letztlich bezahlen.

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Fertigungsqualität und Leistungsprüfung

Wir gehen das Vertrauensproblem in diesem Bereich direkt an und verwenden keinen Slogan, der sich allein auf Laborwerte stützt. NSF/ANSI-Zertifizierungen beruhen auf Laborbedingungen, und eine Schadstoffentfernung von 100 Prozent ist unmöglich.

Statt eines Datenblatts mit idealisierten Laborwerten präsentieren wir Werte aus der Praxis und erläutern, wie sie gemessen werden. Absolute Leistungswerte unter idealen Laborbedingungen geben wir nicht an.

Für einen effizienten Betrieb über einen gesamten Betriebszyklus hinweg ist eine konsistente Prozessführung entscheidend, nicht eine Zertifizierung. Ob kommunales Wasser, Industriewasser oder Wasser für die Wiederverwendung von Abwasser aufbereitet wird: Für jede Charge kommen dieselbe Membranchemie und derselbe geprüfte Leistungsbereich zum Einsatz.

Technische Spezifikationen ansehen +

Jeder auf dieser Seite angegebene Leistungswert der Z2 basiert auf festgelegten Prüfbedingungen: 2.000 ppm NaCl, 225 psi, 25 °C, pH 7-8, bei einer Ausbeute von 15 Prozent pro Membranelement, einer Toleranz des Permeatvolumenstroms von 15 Prozent und einem Druckverlust von 8 Prozent. Diese Bedingungen entsprechen den Parametern, unter denen DuPont die Werte für BW30FR angibt, und ermöglichen einen direkten Vergleich der oben dargestellten Leistungsdaten.

Unsere konsistente Membranchemie basiert auf einer spiralgewickelten Dünnschichtverbundmembran aus aromatischem Polyamid, gefertigt nach den strengen Präzisions- und Qualitätskontrollverfahren von Blue Membrane.

Unsere Membranelemente sind so ausgelegt und dimensioniert, dass sie direkt mit standardmäßigen 8-Zoll-Druckrohren mit 40 Zoll Länge für DuPont FilmTec BW30FR-400/34 kompatibel sind.

Veröffentlichte Toleranzen statt vager Leistungsangaben – Für die drei wichtigsten Spezifikationen sind Toleranzen festgelegt: aktive Membranfläche, Permeatvolumenstrom und Rückhalterate.

Fouling-resistentes Umkehrosmose-Membranelement FR-3

Was Sie von jedem RO-Membranlieferanten verlangen sollten – auch von uns

Fragen Sie gleich zu Beginn nach Qualitätsdaten für die jeweilige Charge (Permeatvolumenstrom und Rückhalterate unter standardisierten Prüfbedingungen), Druckverlustdaten für das Membranelement sowie Angaben zum Versand im nassen oder trockenen Zustand. Legen Sie für die Abnahmeprüfung vor Ort konkrete Bestehens- und Ausschlusskriterien fest – Permeatqualität, Ausbeute und spezifischer Energieverbrauch – und knüpfen Sie einen Zahlungsschritt an deren Erfüllung. Ein Lieferant, der zögert, diese Kriterien schriftlich festzuhalten, ist das eigentliche Risiko.

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Z2-Membranelemente auswählen und bestellen

Die meisten Z2-Bestellungen sind Ersatzmembranen für bestehende Umkehrosmoseanlagen und keine Membranen für neu errichtete Anlagen. Da diese Anlagen bei Brackwasser mit hoher Rückhalterate und niedrigem Energiebedarf arbeiten, ersetzen Sie in der Regel einfach ein vorhandenes foulingarmes Membranelement durch eines mit noch besseren Fouling-Eigenschaften.

Auswahlparameter

Für die Dimensionierung benötigen Sie drei Angaben zu Ihrer Anlage: den Durchmesser des Druckrohrs sowie den TDS-Wert und den SDI des Speisewassers. Danach wählen Sie das passende Membranelement direkt anhand der Druckrohrmaße und des GPD-Werts aus der Modelltabelle aus: für 8-Zoll-Druckrohre, 4-Zoll-Druckrohre oder kürzere Druckrohre der Größen 4021 und 2540. Der GPD-Wert des Membranelements muss mindestens dem vorhandenen Wert entsprechen.

Lieferzeit, Mindestbestellmenge und Preise

Der Preis für industrielle RO-Membranen richtet sich nach Größe, Bestellmenge und Ausführung im nassen oder trockenen Zustand. Deshalb erstellen wir ein Angebot für Ihren konkreten Bedarf. Bitten Sie um eine schriftliche Lieferzeitschätzung und besprechen Sie mit uns Ihre Ersatzteilplanung – der Unterschied zwischen einer Lieferung innerhalb von 2 Stunden und einer Lieferung innerhalb von 2 Wochen kann erhebliche ungeplante Kosten verursachen.

Wenden Sie sich an Blue Membrane, um Preise, Lieferzeiten und Mengenrabatte für Ihre Anwendung zu besprechen. Sichern Sie sich außerdem vertraglich das Recht, Membranen frei zu beziehen. Viele Hersteller lassen ihre Garantie erlöschen, wenn Membranelemente anderer Anbieter verwendet werden. Diese Bindungsstrategie erhöht die langfristigen Betriebskosten. Mit der Konstruktion der Z2 für den Einbau in standardmäßige FilmTec-Druckrohre wollen wir solchen Praktiken teilweise entgegenwirken.

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FilmTec-BW30FR-400/34-Anlage ersetzen

Die Z2-8040 verfügt über eine aktive Membranfläche von 400 ft2, einen Feed Spacer mit 34 mil und ein Druckrohr der Größe 8″ x 40″. Sie passt ohne bauliche Anpassungen in standardmäßige Druckrohre für BW30FR-400/34 und lässt sich daher mit geringen Auswirkungen auf Ihre bestehende Anlage austauschen. Der GPD-Wert muss mindestens dem Ihrer vorhandenen Membranelemente entsprechen. Behalten Sie außerdem die bestehende Stufenschaltung und Ausbeute bei – die Hydraulik bleibt gleich, während sich die Fouling-Beständigkeit verbessert.

Gängige Abmessungen

Zwei Fragen begegnen uns besonders häufig: Welche Größe hat ein Umkehrosmose-Membranelement, und welche Größen gibt es bei industriellen RO-Membranen? Z2-Membranelemente sind in allen gängigen Größen erhältlich – 8040, 4040, 4021 und 2540. Sie können daher jedes vorhandene Membranelement ohne Änderungen an der Anlage ersetzen, ob als einfacher Austausch oder im Rahmen einer umfassenden Modernisierung.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein foulingresistentes RO-Membranelement?

Spiralgewickeltes Umkehrosmose-Membranelement zur Verringerung von Fouling bei Speisewasser mit einem hohen Anteil an organischen Stoffen, Kolloiden und biologischem Fouling. Die hydrophile Polyamidoberfläche mit nahezu neutraler Ladung und der 34-mil-Feed Spacer sorgen dafür, dass die foulingresistente Z2 die Reinigungszyklen verringert und den Rückgang des Permeatvolumenstroms verzögert. Das kann die Gesamtlebensdauer der Umkehrosmoseanlage verbessern.

Ist die Z2-8040 ein direkter Ersatz für DuPont FilmTec BW30FR-400/34?

Ja. Sie hat dieselbe aktive Membranfläche von 400 ft2, denselben Feed Spacer mit 34 mil und dieselben Abmessungen von 8″ 40″ wie die BW30FR-400/34 und ist daher mit bestehenden Druckrohren und der vorhandenen Hydraulik kompatibel. Die Z2 hat eine angegebene stabilisierte Rückhalterate von 99,7 %, verglichen mit den ausgewiesenen 99,5 % der BW30FR-400/34.

Ist eine generische oder nachgebaute Membran so leistungsfähig wie FilmTec?

Das hängt von der jeweiligen Membran ab. Das Angebot auf dem Ersatzmembranmarkt reicht von Membranen mit einer Leistung vergleichbar mit FilmTec bis hin zu solchen mit sehr niedrigen Rückhalteraten. Betreiber haben uns berichtet, dass Ersatzmembranen bei einem TDS-Wert von 400 im Speisewasser einen TDS-Wert von 300 im Permeat erreicht haben – das entspricht einer Rückhalterate von ungefähr 25 %. Deshalb legen wir unsere standardisierten Prüfbedingungen offen und vergleichen unsere Werte Punkt für Punkt mit dem FilmTec-Datenblatt, statt von unseren Kunden zu erwarten, dass sie sich auf die Angaben auf dem Etikett verlassen.

Welchen SDI- und TDS-Wert des Speisewassers kann die Z2 bewältigen?

Die Z2 ist für SDI15-Werte des Speisewassers bis 6 und TDS-Werte bis 10.000 ppm ausgelegt. Die Spezifikation SDI15-6 liegt eine Stufe über dem üblichen Grenzwert von <5 für die meisten Brackwasser-Membranelemente. Dadurch bleibt mehr Spielraum, bevor Fouling die Leistung beeinträchtigt. Bewährt hat sich jedoch, den SDI am Membraneinlass mit geeigneter Vorbehandlung unter <5 zu halten.

Wie verringert ein Feed Spacer mit 34 mil Fouling?

Ein breiterer Kanal hält die Querströmung über dem Membranblatt aufrecht. Dadurch sinkt der Differenzdruck, und Kolloide sowie Biofilm haben weniger Membranoberfläche, an der sie sich festsetzen und Brücken bilden können. Biologisches Fouling zeigt sich hauptsächlich durch einen Anstieg des Differenzdrucks in der ersten Stufe. Ein übermäßiger Differenzdruck (über ~3,5 bar) kann eine Membran beschädigen. Deshalb ist die Kontrolle des Differenzdrucks entscheidend für eine hohe Fouling-Beständigkeit.

Wie lange halten foulingresistente RO-Membranen, und wie oft müssen sie gereinigt werden?

Die Lebensdauer der Membran hängt eng mit der Speisewasserqualität und der Wartung zusammen. Unter normalen Bedingungen und bei guter Vorbehandlung kann eine Membran 3-5 Jahre halten. Bei Speisewasser mit hoher Wasserhärte oder einem hohen Anteil an organischen Stoffen kann die Lebensdauer jedoch kürzer sein. Regelmäßige Cleaning-in-Place-Verfahren (CIP) können die Membranlebensdauer um 30-50 % verlängern. Membranelemente wie die Z2 sind darauf ausgelegt, bei anspruchsvollem Speisewasser längere Reinigungsintervalle zu ermöglichen, nicht darauf, Reinigungen überflüssig zu machen.

Welche Z2-Größen sind erhältlich?

Vier spiralgewickelte Größen: 8040, 4040, 4021 und 2540 – alle mit derselben foulingresistenten Oberfläche und einem Feed Spacer mit 34 mil.