Die Anordnungsmethoden von Membranen lassen sich wie folgt kategorisieren:
Stufe:Bezieht sich auf die Anzahl der Male, die das Speisewasser das RO-Membranelement durchdringt. Eine einstufige Umkehrosmose kann eine Entsalzungsrate von 98–99 % erreichen, während eine mehrstufige Umkehrosmose über 99,5 % Entsalzung erreichen kann.
Sektion:Bezieht sich auf die Anzahl der Male, die das Konzentratwasser durch verschiedene Druckbehälter fließt.
Je nach Anforderung können mehrere Membranmodule in einstufigen, zweistufigen oder mehrstufigen Konfigurationen angeordnet werden. Innerhalb jeder Stufe können Membranmodule in ein-, zwei- oder mehrsektionigen Konfigurationen angeordnet werden. Eine einzelne Stufe bezieht sich darauf, dass das Speisewasser einmal eine Druckumkehrosmose-Trennung durchläuft, während eine zweite Stufe sich darauf bezieht, dass es zweimal eine Druckumkehrosmose-Trennung durchläuft usw. Innerhalb derselben Stufe wird eine Gruppe identischer Membranmodule als Sektion betrachtet.
Die grundlegenden Anordnungen und Kombinationen von Umkehrosmose-Membranen lassen sich in sechs Haupttypen einteilen:
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Einstufiger Einsektions-Kontinuierlicher Typ
Wasser durchläuft die Membran, und sowohl Permeat als auch Konzentrat werden kontinuierlich aus dem System abgeleitet. Dieses Setup hat eine relativ geringe Wasserrückgewinnungsrate. -
Einstufiger Einsektions-Zyklischer Typ
Ein Teil des Konzentrats wird in den Speisetank zurückgeführt, um sich mit Rohwasser zu vermischen und erneut die RO-Membranen zu durchlaufen. Die Permeatqualität ist im Vergleich zum kontinuierlichen Typ leicht reduziert. -
Einstufiger Mehrsektions-Kontinuierlicher Typ
Das Konzentrat aus der vorherigen Sektion dient als Speisung für die nächste Sektion, und Permeat wird kontinuierlich abgeleitet. Dies ist für große Wasseraufbereitungsanwendungen geeignet, da höhere Rückgewinnungsraten erzielt und das Konzentratvolumen reduziert werden, jedoch mit einer höheren gelösten Stoffkonzentration im Endkonzentrat. -
Einstufiger Mehrsektions-Zyklischer Typ
Das Permeat aus der nächsten Sektion wird als Speisewasser für die vorherige Sektion verwendet. Diese Konfiguration erreicht ein höheres Konzentrationsniveau und ist ideal für Trennprozesse, die sich auf die Konzentration konzentrieren. -
Konische Mehrsektionsanordnung
Membranmodule sind innerhalb der Sektionen parallel und zwischen den Sektionen in Reihe angeordnet. Dieses Design hilft, konstante Strömungsbedingungen innerhalb jedes Moduls aufrechtzuerhalten und die Anforderungen an die Rückgewinnungsrate zu erfüllen, erfordert aber Hochdruckpumpen, um Effizienzverluste zu vermeiden. -
Mehrstufige Mehrsektionskonfiguration
In zyklischen Konfigurationen wird das Permeat aus der ersten Stufe als Speisung für die nächste Stufe verwendet und so weiter, wobei das Permeat der Endstufe aus dem System abgeleitet wird. Konzentrat fließt von der späteren Stufe zurück zu früheren Stufen zur Wiederaufbereitung. Diese Anordnung verbessert die Rückgewinnung und Wasserqualität, erhöht aber den Energieverbrauch der Pumpen im Vergleich zu kontinuierlichen Typen.
Bei der Auswahl und Anordnung von Membranmodulen ist es unerlässlich, Designrichtlinien zu befolgen und Faktoren wie Systemzweck, Rohwasserbedingungen, Einschränkungen des Geräteplatzes, gewünschte Ausgabekapazität und angestrebte Wasserrückgewinnungsrate zu berücksichtigen, um die Anzahl der Elemente pro Druckbehälter und den geeigneten Anordnungstyp zu bestimmen.