DTRO-Membransystem für die Sickerwasserbehandlung von Müllverbrennungsanlagen
Projekthintergrund
Müllverbrennungsanlagen erzeugen hochkonzentriertes Sickerwasser, dessen Eigenschaften sich deutlich von herkömmlichen Deponiesickerwässern unterscheiden. Sickerwasser aus Verbrennungsanlagen enthält aufgrund des Verbrennungsprozesses und des Abwassers aus der Rauchgaswäsche typischerweise höhere Mengen an gelösten Salzen, Schwermetallen und organischen Verbindungen.
Torvexus wurde beauftragt, ein komplettes DTRO-Membranbehandlungssystem für eine Müllverbrennungsanlage zu entwerfen und herzustellen, das in der Lage ist, die komplexe Chemie des Speisewassers zu bewältigen und gleichzeitig eine stabile Permeatqualität zur Einhaltung der Abwasserentsorgungsvorschriften aufrechtzuerhalten.
Eigenschaften des Speisewassers
Das Sickerwasser von Verbrennungsanlagen stellt im Vergleich zu herkömmlichem Deponiesickerwasser besondere Herausforderungen an die Behandlung:
- Hoher TDS:Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen über 20.000 mg/L durch Rauchgaswaschwasser
- Erhöhte Temperatur:Speisewassertemperatur im Bereich von 35–55 °C
- Hoher Chloridgehalt:Cl⁻-Konzentration > 8.000 mg/L
- KABELJAU:3.000–8.000 mg/L mit schlechter biologischer Abbaubarkeit
- Schwermetalle:Vorhandensein von Pb, Cr, Cd und Hg aus Verbrennungsrückständen
Systemdesign
Torvexus hat ein auf Kufen montiertes DTRO-System mit der folgenden Designphilosophie entwickelt:
Wichtige Spezifikationen
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Systemkonfiguration | Zweistufiges DTRO (RO1 + RO2) |
| Membranmodul | 8-Zoll-DTRO-Module |
| Designkapazität | 50 Tonnen/Tag |
| Wiederherstellungsrate | RO1: 65–70 % / Gesamt: 80–85 % |
| Betriebsdruck | RO1: 60–75 bar / RO2: 75–90 bar |
| Konstruktion | Auf Kufen montiert, vormontiert |
| Rahmenmaterial | Edelstahl SS304 |
| Kontrollsystem | SPS + HMI-Touchscreen mit Fernüberwachung |
Prozessablauf
Der Behandlungsprozess folgt einer bewährten zweistufigen DTRO-Konfiguration:
- Vorbehandlung:pH-Einstellung und Kartuschenfiltration zum Schutz der Membranelemente
- DTRO der ersten Stufe (RO1):Primäre Entsalzung und CSB-Entfernung, wodurch eine Rückgewinnung von 65–70 % erreicht wird
- DTRO der zweiten Stufe (RO2):Das Konzentrat aus RO1 wird weiterverarbeitet, um die Wasserrückgewinnung zu maximieren
- Permeatpolieren:Kombiniertes Permeat erfüllt die Ableitungsstandards ohne zusätzliche Behandlung
- Konzentratmanagement:Das Endkonzentrat wird zur Verdampfung in den Verbrennungsofen zurückgeführt
Design-Highlights
- Auf Kufen montierte Konstruktion:Gesamtsystem vormontiert auf Stahlrahmen für schnelle Installation vor Ort – Inbetriebnahme innerhalb von 3 Tagen
- Hochtemperaturtoleranz:DTRO-Scheibenmembranen sind für den Dauerbetrieb bis zu 60 °C ausgelegt und machen eine Speisewasserkühlung überflüssig
- Anti-Skalierungs-Design:Integriertes Chemikaliendosierungssystem mit Antiscalant- und Säureinjektion zur Verhinderung von CaSO₄- und Silica-Ablagerungen
- Korrosionsbeständigkeit:Alle medienberührten Teile bestehen aus SS316L oder Duplex-Edelstahl, um Speisewasser mit hohem Chloridgehalt standzuhalten
- Nullflüssigkeitsausstoß bereit:Der Konzentratkreislauf ist für die Rückführung zum Verbrennungsofen ausgelegt und ermöglicht einen nahezu ZLD-Betrieb
Leistungsergebnisse
- Permeat-TDS:< 500 mg/L (ab 20.000+ mg/L Futter)
- CSB-Entfernung:> 97 %, Permeat-CSB < 100 mg/L
- Schwermetallentfernung:> 99 % für Pb, Cr, Cd
- Gesamterholung:82 % Wasserrückgewinnung erreicht
- Dauerbetrieb:30+ Tage zwischen den CIP-Zyklen
Warum DTRO für Verbrennungssickerwasser?
Herkömmliche spiralförmig gewickelte RO-Membranen haben Probleme mit Verbrennungssickerwasser aufgrund der schnellen Verschmutzung und Ablagerung durch das Speisewasser mit hohem TDS und hoher Temperatur. Die DTRO-Technologie bietet entscheidende Vorteile:
- Strömungsweg im offenen Kanal:Kein Futterabstandshalter bedeutet keine Verstopfung durch Schwebstoffe oder Kalkablagerungen
- Hochdruckfähigkeit:Arbeitet bis zu 120 bar und ermöglicht die Behandlung von Konzentraten mit hohem TDS-Gehalt
- Thermische Stabilität:Scheibenmembranen behalten ihre Abstoßungsleistung auch bei erhöhten Temperaturen bei
- Einfache Wartung:Einzelne Scheiben können überprüft und ausgetauscht werden, ohne dass das gesamte Modul entfernt werden muss
Abschluss
Dieses Projekt demonstriert die Fähigkeit von Torvexus, komplette Membranbehandlungssysteme für die anspruchsvollsten industriellen Anwendungen zu entwickeln. Das auf einem Rahmen montierte DTRO-System bietet eine schlüsselfertige Lösung für Müllverbrennungsanlagen, die eine zuverlässige, leistungsstarke Sickerwasserbehandlung mit minimalem Aufwand vor Ort und schnellem Einsatz suchen.
