Permeate Staged Reverse Osmosis (PSRO) is een gespecialiseerde ontwikkeling van het klassieke omgekeerde osmosesysteem dat gericht is op het maximaliseren van de waterterugwinning en het optimaliseren van het energieverbruik. Dit proces wordt voornamelijk gebruikt in industriële toepassingen zoals zeewaterontzilting, afvalwaterbehandeling en proceswaterbehandeling. Dit artikel beschrijft in detail de technische achtergrond, het ontwerp, de voordelen, uitdagingen en oplossingen van permeaatgetrapte omgekeerde osmose.
Inhoudsopgave
Technische basisbeginselen
Werkingsprincipe van permeaat-getrapte omgekeerde osmose
In tegenstelling tot klassieke omgekeerde osmose, gebruikt permeaat-getrapte omgekeerde osmose het permeaat van een eerste omgekeerde osmose fase als voedingswater voor een tweede fase. Hierdoor kan de waterkwaliteit van het permeaat verder worden verbeterd of aangepast aan specifieke vereisten. Deze stapeling maakt het mogelijk:
Hogere zuiverheid: Door het permeaat opnieuw te filteren, worden resten van opgeloste stoffen bijna volledig verwijderd.
Efficiënt gebruik van bronnen: Het systeem maakt optimaal gebruik van energie en infrastructuur, vooral in toepassingen met hoge zuiverheidseisen.
Foto: Ons ALMA OSMO Process concentraatsysteem voor omgekeerde osmose, geïnstalleerd in de container van de technische ruimte van ALMA Modul.
Bouw van een permeaatgetrapt omgekeerd osmosesysteem
Een typisch systeem bestaat uit:
Eerste stadium: Klassieke omgekeerde osmose met een hoge zoutretentie om de belangrijkste verontreiniging van het ruwe water te verminderen.
Tussentijdse behandeling: Facultatief, om het permeaat uit de eerste fase te conditioneren (bv. door pH-aanpassing of fijne filtratie).
Tweede stap: verwerking van het permeaat uit de eerste stap door membranen met een hogere efficiëntie voor specifieke doelparameters.
Ze worden bestuurd door geavanceerde besturingssystemen die de druk, het debiet en de waterkwaliteit in realtime controleren.
Toepassingsgebieden
1. halfgeleider- en elektronica-industrie
Productie van ultrazuiver water (UPW): voor productieprocessen waarin zelfs de kleinste onzuiverheden (zoals silicaten, bacteriën of organische resten) tot storingen kunnen leiden.
2. farmaceutische industrie
Productie van water voor injectie (WFI): Permeaatgetrapte omgekeerde osmose biedt een veilig en kosteneffectief alternatief voor traditionele destillatieprocessen.
3. voedingswater voor energiecentrales en boilers
Productie van ultrazuiver water: om kalkaanslag en corrosie te voorkomen.
4. ontzilting van zeewater
Productie van drinkwater met een extreem lage restzoutconcentratie voor veeleisende toepassingen.
Foto: Ons omgekeerde osmosesysteem voor de behandeling van afvalwater voor intern hergebruik (Water-ReUse)
Voordelen van permeaatgetrapte omgekeerde osmose
1. verhoogde waterzuiverheid
Doppelte Filtration sorgt für Permeat mit extrem niedrigen Leitfähigkeitswerten (< 0,1 µS/cm).
Vermindert specifieke onzuiverheden zoals boor, silicaat of TOC (Total Organic Carbon).
2. energie-efficiëntie
De vereiste druk van de tweede trap is lager, omdat het permeaat van de eerste trap al bijna vrij is van vaste stoffen en opgeloste zouten.
3. flexibiliteit en schaalbaarheid
Het modulaire ontwerp kan worden aangepast aan specifieke vereisten en eenvoudig worden uitgebreid als de capaciteitsbehoefte toeneemt.
4. kostenbesparingen
Verminderd chemicaliënverbruik in voor- en nabehandeling.
Verminderde belasting van volgende behandelingsstappen zoals elektrodeïonisatie (EDI).
Uitdagingen in de praktijk
1. extra investeringskosten
De bouw van een tweede trap vereist extra membranen, pompen en regelcomponenten.
2. uitgebreide controlecomplexiteit
Om de coördinatie van beide fasen te optimaliseren, is nauwkeurige bewaking en regeling nodig om efficiëntieverliezen te voorkomen.
3. aanslag en vervuiling
Organische en anorganische onzuiverheden kunnen de membranen in de tweede fase vervuilen. Dit vereist een geavanceerde voorbehandeling van het voedingswater.
4. beheer van chemicaliën
Ondanks het verminderde gebruik van chemicaliën is gerichte dosering essentieel voor pH-aanpassing en de toepassing van antiscalant.
Afbeelding: Ons omgekeerde osmose systeem voor de productie van demiwater, inclusief onthardingssysteem
Praktijkvoorbeeld: Gebruik van een permeaatgetrapt omgekeerd osmosesysteem in de halfgeleiderindustrie
Een fabrikant van halfgeleiders heeft bijvoorbeeld water nodig met extreem hoge zuiverheidseisen voor de productie van zonnecellen.
Initiële situatie
Grondwater: Kraanwater met TDS van 300 mg/l en TOC van 2 mg/l.
Erforderliche Wasserqualität: TOC < 0,05 mg/l, Leitfähigkeit < 0,05 µS/cm.
Oplossing
Eerste fase: Vermindering van TDS tot 10 mg/l en TOC tot 0,2 mg/l.
Zweite Stufe: Weitere Entfernung von Spurenstoffen, Erreichen einer Leitfähigkeit von < 0,1 µS/cm.
Nabehandeling: Integratie van een EDI-systeem voor eindpolijsten.
Resultaten
Voldoen aan alle wettelijke voorschriften en branchespecifieke normen.
Vermindering van het waterverbruik met 30% door geoptimaliseerd circulatiebeheer.
Kostenbesparingen van 20% vergeleken met alternatieve processen.
Conclusie
Gepermeereerde omgekeerde osmose is een zeer gespecialiseerde technologie die onmisbaar is in toepassingen met extreem hoge zuiverheidseisen. Het biedt een effectieve combinatie van efficiëntie, flexibiliteit en behoud van hulpbronnen. Ondanks de hogere investeringskosten verdienen deze systemen zich snel terug door besparingen op bedrijfskosten en een verbeterde betrouwbaarheid van het proces.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
