Wasseraufbereitung -- WELCLEANING
Umweltgerechte Aufbereitung durch MEMBRANFILTRATION von Schweine – und Rindergülle, organisch belasteten Flüssigkeiten sowie Kommunale Abwässer zu Brauchwasser bzw. zu einleitfähigem Wasser, Düngemittelkonzentrat und Spezialdüngemittel.
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BESCHREIBUNG VON „ WELCLEANING SYSTEM „


Aufbereitung von Gülle und kommunale Abwässer durch Membranfiltration zu Wasser und Düngemittelkonzentraten.

Durch Anwendung der Membrantrennverfahren Ultrafiltration und Umkehrosmose ist es möglich und sinnvoll , Gülle und kommunale Abwässer zu Brauchwasser oder Wasser in Einleitqualität und nahezu geruchlose, konfektionierbare, verkompostierbare Düngemittelkonzentrate aufzubereiten.

Was versteht man unter Ultrafiltration (UF)

Ultrafiltration ist die Trennung suspendierter oder gelöster hochmolekularer Stoffe von niedermolekularen aus den Lösungen durch semipermeable Membranen aus polymeren oder keramischen Materialien, die für niedermolekulare Verbindungen (< 5000 Dalton) und Wasser durchlässige sind.


Die Triebkraft der Ultrafiltration ist die Druckdifferenz zwischen der Membranober-und-unterseite. Im allgemeinen wird die Ultrafiltration bei Betriebsdrücken von 4-6 bar durchgeführt.

Aufgrund der Trenneigenschaften der Membranen wird die Ultrafiltration besonders zur:
  • Konzentrierung hochmolekularer Stoffe bei gleichzeitiger Reinigung dieser Stoffe.
  • Aufkonzentrierung von Abwasser-Inhaltsstoffen organischen Ursprungs , wie Schwermetalle , aber auch von Gülleinhaltsstoffen eingesetzt.


Dieser Prozess der Ultrafiltration und Umkehrosmose sind in vielem sehr ähnlich. So werden oft Membranen aus gleichem Material eingesetzt, die nur durch unterschiedliche Porengrössen charakterisiert sind.

Was versteht man unter Umkehrosmose (UO)

Durch Einwirkung eines Druckes auf die Lösung, der höher ist als deren osmotischer Druck, erfolgt der Uebergang des Lösungsmittels Wasser durch eine semipermeable Membrane aus der Lösung in das reine Lösungsmittel.


Bei der Umkehrosmose werden aus Lösungen neben hochmolekularen auch die niedermolekularen Bestandteile wie Salze abgetrennt. Die Triebkraft der Umkehrosmose ist die Druckdifferenz zwischen dem aufgebrachten Druck und dem osmotischen Druck der Lösung. (zwischen 30 und 70 bar).

Wie funktioniert das technische.

Beide Verfahren werden als Cross-flow-Verfahren ausgeführt, d.h. die Membranen werden mit einer solch hohen Geschwindigkeit überströmt, dass ein Zusetzen der Poren, wie bei der statischen Filtration , weitgehend verhindert wird.

Zur Ultrafiltration wird die vorseparierte Dünngülle oder kommunale Abwässer die nur <0,5mm enthalten, in der Ultrafiltrationsanlage mit hoher Geschwindigkeit über die Ultrafiltrations-Membranen geleitet. Bei einem Druck von ca. 5 bar erfolgt eine Aufkonzentrierung der suspendierten Feststoffe und der makromolekularen Bestandteile (Kohlenhydrate, Eiweiss ) auf einen Trockensubstanz-Gehalt von 12-14% max.18%.

Gleichzeitig wird die Lösung (Ultrafiltrations-Filtrat), welche die Salze und die niedermolekularen Bestandteile enthält, mit einem Trockensubstanzgehalt von 0,6-1,5% abgeleitet.

Durch optimale technologische Bedingungen, wie Ueberströmung, Betriebsdruck und –temperatur wird der Betrieb der Anlage über einen langen Zeitraum bei annähernd konstantem Filtrat –Durchfluss ohne Zwischenreinigung gewährleistet.
Gülleinhaltsstoffe, wie Harnstoffe, wirken als Reinigungsmittel, die einer Verstopfung entgegenwirken.

Bei der UO wird die Lösung mit hoher Ueberströmung bei ca. 40 bar über die Umkehrosmose-Membranen geleitet. Es erfolgt hierbei eine Konzentrierung der Salze u.a. niedermolekularer Verbindungen und eine Abtrennung von nahezu salzfreiem Wasser.

Da die Membranen aber nur eine Salzrückhaltung von 95-99% aufweisen, gelangt noch ein Teil der Salze in das „Rohwasser“.

Dieses Wasser entspricht noch nicht den Einleitbedingungen, kann aber als wertvolles Brauchwasser oder als Verregnungswasser für Kulturpflanzen jederzeit Verwendung finden.
Wird dieses Wasser (1.Umkehrosmose-Permeat) in einer 2. Umkehrosmose-Stufe aufgearbeitet, gewinnt man einleitfähiges Wasser.


WELCLEANING SYSTEM


ULTRAFILTRATION

Die Ultrafiltration (UF) ist ein Trennverfahren, das kolloide und hochmolekulare Bestandteile unter Druckeinwirkung aus Lösungen separiert und konzentriert. Eine selektive, halbdurchlässige Membrane ermöglicht diesen Trennvorgang.

Hochmolekulare Bestandteile werden dabei an der Membranoberfläche zurückgehalten, während die niedermolekularen Bestandteile und Lösungsmittel durch die Membrane hindurchtreten. Die Anströmung der Membrane durch das zu filtrierende Medium erfolgt, im Gegensatz zur herkömmlichen Filtration, parallel zur Membranoberfläche.

Die zurückgehaltenen hochmolekularen Bestandteile bilden daher keinen Filterkuchen auf der Membranoberfläche, sondern werden durch die turbulente Strömung weggespült. Dies ermöglicht hohe Filtrationsleistungen.



ANLAGENBESCHREIBUNG :
Allgemeines :

Vorfiltrierte Gülle mit Teilchengrösse von weniger als 0,5mm ( Vorschaltung von Schneckenseparator, Zentrifuge oder ähnlichen), wird einer Ultrafiltration zugeführt.

Diese kann feste und flüssige Phase der zugeführten Stoffe sicher trennen. Dabei stellt die Membrane eine sichere Sperrwand dar, die nicht nur diese Phase trennt, sondern auch Bakterien und Viren sicher zurück hält. Dabei nutzt die Membranfiltration das aus der Natur geläufige physikalische Prinzip des Molekültransports durch eine semipermeable Membrane aufgrund einer Druckdifferenz (Transmembrandruck). Hierbei werden Moleküle oder Partikel aufgrund von Grösse, Gewicht oder Struktur an der Membrane zurückgehalten. Die Membrane ist gekennzeichnet durch ihre Porengrösse, durch die Verteilung der Poren auf der Oberfläche, durch die Anzahl der Poren pro qm Membranfläche, durch ihre Ladung und durch ihre chemische Zusammensetzung.

Die zubehandelnde Flüssigkeit wird mittels einer Zufuhrpumpe über ein Steigrohr in den Kreisbehälter gepumpt. Die Querstromfiltration läuft in einem Kreislauf ab, bestehend aus Kreislaufpumpe, Membranmodul und Arbeitstank. Die im Kreislauf fahrende Flüssigkeit reichert sich wegen des an den Membranen abgezogenen Permeats fortlaufend mit der abzutrennenden Phase ( Feststoffe ) an. Nach Erreichen einer entsprechenden Endkonzentration ( Konzentrat UF und RO ) muss deshalb der Arbeitstank periodisch geleert werden. Die Kreislaufpumpe ist so ausgelegt, dass in der Membrane eine ausreichende Längsgeschwindigkeit erreicht wird. Diese hohe Geschwindigkeit erzeugt erhebliche Scherkräfte, die die Bildung eines Filterkuchens auf der Membranoberfläche verhindert und damit hohe Permeatdurchsätze über langen Zeitraum gewährleisten.

Der Teil der Flüssigkeit, der die Membranwand durchquert hat, stellt das geklärte, von Feststoff und Viren befreite Permeat dar. Dieses Permeat wird einer nachgeschalteten Osmosestufe zugeführt.

Der Anlagenaufbau der Osmose ähnelt dem der Ultrafiltration. Allerdings ist die modulare Schaltung anders, was sich aus der Funktion und der Bauweise der Membranen / Module ergibt.

Das Permeat der RO wird einem Kohlenstoffilter zugeführt, danach haben wir einleitfähiges Wasser. Das Konzentrat wird dem Kreislaufbehälter der UF zugeführt, womit wir am Ende des Prozesses nur ein Düngemittelkonzentrat erhalten.



Steuerschrank Separator Welcleaning System