FAQ

Ein Leistungsabfall des Filters und damit eine verringerte Durchlässigkeit der Membran kann mehrere Ursachen haben. Im laufenden Betrieb kann sogenanntes Scaling oder Fouling auftreten. Beides ist reversibel und kann durch eine Grundreinigung und eine chemische Reinigung beseitigt werden.

Die Membran ist bei Auslieferung durch eine Imprägnierung mit  Humectant konserviert. Sie ist im angelieferten Zustand lagerbar. Wenn ein Filter erstmals in Betrieb genommen wurde und das  Humectant aus der Membran ausgewaschen worden ist, führt ein Eintrocknen zur irreversiblen Zerstörung der Membran. Das Eintrocknen nach der Inbetriebnahme sollte also in jedem Fall vermieden werden.

Fouling:

Unter Fouling versteht man eine kompressible Deckschicht, die durch Ablagerung und/oder Adsorption von organischen und/oder kolloidalen Stoffen auf der Membran beziehungsweise in den Membranporen entsteht. Die Verwendung von Membranen im MicroClear® Filter, bei der die Poren sehr viel kleiner sind als Mikroorganismen, verhindert ein Fouling in der Membran. Das möglicherweise entstandene Fouling kann also nur auf der Oberfläche der Membran stattfinden und ist daher reversibel. Sogenanntes Biofouling wird unter anderem durch EPS (extracelluläre polymere Substanzen) beschleunigt. Membranbioreaktoren müssen so ausgelegt werden, dass die Bildung von EPS unterdrückt wird. Bitte kontaktieren Sie dazu die newterra GmbH, die Ihnen bei der Auslegung gerne behilflich ist.

Filterkuchen:

Die Bildung eines Filterkuchens auf der Membran des MBR muss in jedem Fall ursächlich beseitigt werden. Kontaktieren Sie bitte den Anlagenhersteller oder den Filterproduzenten. Ein Filterkuchen entsteht beispielsweise, wenn die Belüftung während der Filtration abgestellt wird oder wenn der empfohlene Filtrationsdruck überschritten wird.

Scaling:

Als Scaling bezeichnet man Ausfällungen von anorganischen Wasserinhaltsstoffen auf und in der Membran. Das Scaling kann beim MicroClear^® Filter rückgängig gemacht werden. Scaling, welches in erster Linie durch härtebildende Inhaltsstoffe wie Calcium und Magnesium hervorgerufen wird, kann durch eine chemische Reinigung im sauren Milieu beseitigt werden. Scaling tritt in der Regel nur auf, wenn eine sehr hohe Wasserhärte vorliegt.

Eine Grundreinigung ist die Wiederherstellung des Zustandes “wie neu” durch eine festgelegte Reinigungsprozedur. Die Filter werden bei der Grundreinigung vollständig in drei hintereinander ablaufenden Schritten in verschiedene Reinigungslösungen getaucht. Üblicherweise ist die Reihenfolge:

• Natriumhypochlorit 500 ppm (max. 1000 ppm, bezogen auf aktives Chlor), Dauer  mindestens 8 Std
• Zitronensäure, pH 2, Dauer mindestens 4 Std.

In Einzelfällen werden auch andere Membranreiniger eingesetzt (bitte Supratec kontaktieren).

Bei der Grundreinigung werden die Filter entweder aus dem Belebungsbecken herausgehoben (interne Anordnung) oder der Membrantank wird vollständig mit Reinigungslösung geflutet (externe Anordnung). Bei kleinen, häuslichen Anlagen werden die MicroClear® Filter vor Ort gegen gereinigte Filter getauscht und im Werk grundgereinigt.

Wenn sich durch Betriebsstörungen ein Filterkuchen gebildet hat, ist vor der Grundreinigung eine mechanische Reinigung erforderlich.

Die in unseren MicroClear^® Filtern verbaute Membran ist für eine mechanische Reinigung zugänglich. Dazu kann der Filter an der entgegengesetzten Seite der Permeatsammelwanne aufgefächert werden. Mit Hilfe eines möglichst flexiblen und weichen Gummispachtels oder eines einfachen Gummihandschuhs kann die Membran gesäubert werden. Sollte sich der Filterkuchen schwer erreichen lassen kann auch ein flexibler, weicher Gummischaber zur Reinigung verwendet werden. Anschließend die Membran mit Klarwasser abwaschen und eine Grundreinigung, wie oben beschrieben, durchführen.

- Luftreinigung

Während des Betriebs werden MicroClear^® Filter durch die eingeschaltete Belüftung permanent gereinigt. Die eingesetzten Belüfter erzeugen eine definierte Blasengröße, die während ihres Aufstiegs durch den Filter auf der Membran Scherkräfte erzeugt. Diese Scherkräfte reißen Partikel von der Membranoberfläche und tragen den Partikel nach oben aus dem Filter heraus.

- Entspannung

Durch Filtrationspausen kann der Effekt der durch die Luftblasen erzeugten Scherkräfte erhöht werden. Die unter Luftreinigung erläuterten Effekte werden dadurch unterstützt, dass die auf der Membranoberfläche sitzenden Partikel nicht mehr durch den im Filtrationsbetrieb bestehenden Saugdruck gehalten werden. Die übliche Betriebsweise sind 9 Minuten filtrieren und 1 Minute Pause.

- Rückspülung ohne Chemikalien

Regelmäßige Rückspülungen führen zu einem Reinigungseffekt bei gering verschmutzten Filtern. Wenn die Membran bereits durch Fouling oder Scaling verblockt ist, wird bei einer Rückspülung zumeist nur die verbliebene, nicht verblockte Membranfläche durchströmt. Eine Entfernung von Fouling oder Scaling ist mit einer reinen Permeatrückspülung nicht möglich. Um eine durch Scaling (Ablagerung von anorganischen Molekülen, z.B. Härtebildnern auf und in der Membran) hervorgerufene Verblockung der Membran zu beheben, kann mit Chemikalien angereichertes Permeat zurückgespült werden.

- Wie groß ist der Durchsatz bei der Rückspülung?

Die Filter dürfen mit maximal 100 mbar rückgespült werden. Eine Rückspülung mit höheren Drücken kann die Funktion der Membran irreversibel schädigen. Der Durchsatz ist also für die Rückspülung nicht entscheidend, sondern der maximale Rückspüldruck.

Für regelmäßige Rückspülungen kann an den MBR Behältern ein CIP (Cleaning in place) Tank angebracht werden. Bitte beachten Sie, dass die maximale Höhendifferenz zwischen dem maximalen Wasserspiegel im CIP Tank und dem minimalen Wasserpegel des MBR niemals 700 mm überschreiten darf. So kann eine Überschreitung des maximalen Rückspüldrucks von 100 mbar vermieden werden.

Die Rückspülmengen sollten entsprechend den folgenden Tabellen dimensioniert werden.

- Rückspülung mit Chemikalien

Im CIP Tank wird das für die Rückspülung zu verwendende Permeat gesammelt und ggf. mit Chemikalien angereichert. Die einzusetzenden Chemikalien, Konzentrationen und Einwirkzeiten sind beim Hersteller zu erfragen. Auch bei der Rückspülung mit Chemikalien ist ein maximaler Rückspüldruck von 100 mbar zulässig. Bitte beachten Sie beim Umgang mit Chemikalien die Vorschriften im Bezug auf Arbeitsschutz.

Die Luftreinigung bleibt überwiegend ausgeschaltet, da es sonst zur Schaumbildung kommen kann. Eventuell kann die Belüftung unter Beachtung der Arbeitssicherheit für kurze Intervalle eingeschaltet werden, um eine bessere Durchmischung im Tank zu erzielen.

Die Grundreinigung der Filter sollte nach einem festgelegten Zeitplan erfolgen. Unter Berücksichtigung der Wasserparameter und des gewünschten Durchsatzes wird von Anfang an regelmäßig gereinigt. Auf diese Weise lässt sich die Leistungsfähigkeit der Anlage langfristig gewährleisten. Es ist nicht sinnvoll abzuwarten, bis sich die Leistung der Anlage einem Minimalwert angenähert hat.

Wenn die Permeabilität (l/m²hbar) unter einen Wert von 50 sinkt, ist eine chemische und ggf. mechanische Grundreinigung des Filters unumgänglich.

Bei einem Auslegungsflux von 30 l/m²h für den MicroClear^® Filter sind im Schnitt 2 chemische Reinigungen pro Jahr erforderlich. Ist die Anlage mit halbiertem Flux ausgelegt, verdoppelt sich der Zeitraum zwischen den Reinigungen. So kann also eine Anlage, die mit 15 l/m²h betrieben wird, durchaus mit einer chemischen Reinigung pro Jahr auskommen.

Sind die MBR Filtergehäuse in die biologische Stufe getaucht, ist eine Entnahme unumgänglich. Bei externer Anordnung des MBR’s können die Filter im MBR-Behälter behandelt werden. Die Entnahme des Filtergehäuses aus dem Filtertank oder die Entleerung des Filtertanks sollte mindestens 5 min. je Filterreihe dauern, damit das Filtrat aus den Filtern langsam austreten kann.

• MB2-Baureihe: 10 min.
• MB3-Baureihe: 15 min.
• MB4-Baureihe: 20 min.

Ansonsten kommt es zu einem Überdruck auf der Filtratseite der den maximal zulässigen Druck übersteigt und die Filter zerstört.

Die Kosten für die Wartung einer MicroClear^® Anlage sind leicht abzuschätzen und überraschend niedrig. Da die Grundreinigung der Filter nur ein- bis zweimal pro Jahr mittels sehr geringer Konzentrationen von handelsüblichen Chemikalien erfolgt, ist der Aufwand beispielsweise für eine Anlage mit einem Durchsatz von 100 m³ pro Tag geringer als 100 Euro pro Jahr. Die Reinigung ist in der Regel innerhalb von einem Tag abgeschlossen.

Eine gemäß  Supratec Anweisungen ausgelegte Anlage erreicht nach Beendigung der Einfahrphase einen nahezu kontinuierlichen Durchsatz, der über einen langen Zeitraum konstant bleibt. Unterschreitet die Membran dann nach gewisser Betriebszeit eine Permeabilität von 50 l/m²hbar, ist eine chemische Reinigung erforderlich.

Wenn eine Grundreinigung mit nachfolgender chemischer Reinigung nicht zu einer vollständigen Wiederherstellung der ursprünglichen Permeabilität des Filters geführt hat, wird die Reinigung wiederholt.

Die in MicroClear^® MBR Filtern verbaute Membran hat eine mittlere Porenweite von ca. 0,03 μm. Bakterien, Pilze, Algen, Parasiten und Viren sind um ein Vielfaches größer und können daher die Membran nicht passieren. Untersuchungen unabhängiger Institute haben gezeigt, dass Bakterien vollständig zurückgehalten und Viren durch die Membran um 6 logarithmische Stufen reduziert werden.

Salze und kleine Moleküle passieren die Membran. Kolloide und Partikel werden sehr gut zurückgehalten.

Der MicroClear^® Filter verhindert durch die Filtration die Passage von Partikeln, die analytisch als CSB oder BSB erfasst werden. Gelöste, als BSB oder CSB erfasste Fracht können von der Membran nicht zurückgehalten werden. Verfahrensprinzip der Membran-Bioreaktoren ist die Reduzierung der als CSB und BSB erfassten organischen Fracht durch biologische Abbauprozesse in stark aufkonzentrierten biologischen Prozessen. Gelöster CSB bzw. BSB sollte also im biologischen Prozess umgesetzt werden.

Grundsätzlich stellen gelöste Salze kein Problem für die Membran dar. Die Salze passieren die Membran ohne Probleme. Größere Konzentrationen an Salzen können jedoch die biologischen Prozesse im Reaktor beeinträchtigen. Eventuelle Einflüsse sollten mit dem Hersteller diskutiert werden.

Der Energiebedarf ist stark abhängig von den eingesetzten Aggregaten. Zusätzlich beeinflussen die gewählten Wasserpegel und weitere Faktoren den Energiebedarf, so dass eine allgemeingültige Angabe schwerlich getroffen werden kann. Je nach Effizienz und gewählten Aggregaten kann der Luftbedarf nur 0,28 Nm³/m² h betragen.

Die Filter können je nach Anwendung, Anlagendimensionierung und Wasser-inhaltsstoffen Lebenszyklen von bis zu 10 Jahren erreichen. Die eingesetzten Aggregate sind qualitativ hochwertig und entsprechen deutschem Industriestandard.

Der Transmembrane Druck (TMP) wird am Permeatabzug unter Berücksichtigung der Höhendifferenz zwischen der Druckmessung und des Wasserspiegels im Membrantank erfasst. Da der Wassersäule im MBR entsprechend eine Permeatwassersäule in den Filtern und Leitungen gegenübersteht, ist der TMP ausschließlich abhängig vom eingebrachten Unterdruck durch den Permeatabzug und nicht davon, ob der Filter höher oder tiefer im Membrantank hängt.

Eine Online Messung zur Integritätsprüfung der Membran ist nur sehr aufwendig mit Partikelzählern möglich. Eventuell messbare Trübungen auf der Reinwasserseite setzen eine entsprechend große Schädigung der Membran voraus. Kleinste Schädigungen der Membran können also kostengünstig nur über einen mikrobiologischen Test nachgewiesen werden. Beispielsweise durch den Nachweis pathogener Indikatorkeime auf der Reinwasserseite.

Die Filtergehäuse müssen im MBR von mindestens 500 mm frei durchströmbarem Reaktorbehälterraum umgeben sein. Nur so kann die Ausbildung der erforderlichen Walzenströmung im Reaktor gewährleistet werden.

Die Filter sollten immer mit mindestens 200 mm Wassersäule überlagert sein. Eine Austrocknung wird so garantiert vermieden und die Ausbildung der Walzenströmung, die den Partikelaustrag aus dem Filter garantiert, kann gewährleistet werden.

Die Beckentiefe hat keinen Einfluss auf den TMP (Transmembrandruck), beeinflusst allerdings den Energieaufwand für die Belüftung der MBR Filter. Für eventuelle Entnahmen des Filters zur Reinigung sollten entsprechende Vorrichtungen angebracht werden.

Der MicroClear^® Filter wurde mit dem Ziel entwickelt, einen Druckverlust innerhalb des Filters weitestgehend zu vermeiden und entstehende Druckverluste zu vergleichmäßigen. Einen großen Unterschied im Vergleich zu Wettbewerbsprodukten erreicht der MicroClear^® Filter durch die zahlreichen Permeatauslässe an der Stirnseite des Filters. Zusätzlich verzichtet die newterra GmbH auf die Verwendung von zusätzlichen Stofflagen innerhalb des Filters. Durch diese Maßnahmen und die Beschaffenheit der Filterplatte wird die gesamte Filterfläche genutzt und eine Entgasung des gesamten Filters ist gewährleistet. Der minimierte Druckverlust durch das Plattendesign macht den Unterschied.

Grundsätzlich kann der MicroClear^® Filter in allen biologischen industriellen Prozesswasserreinigungen eingesetzt werden, in denen leicht abbaubare Frachten eliminiert werden sollen. Aber auch bei schwer abbaubaren Verunreinigungen wie beispielsweise Deponiesickerwasserreinigungen hat sich der MicroClear^® Filter bewährt. Die Anwendungsgebiete sind mannigfaltig und noch sind nicht alle Anwendungsmöglichkeiten bekannt. Überraschen Sie uns mit Ihren Ideen!

Wir bieten Ihnen für Anlagen für Industriebetriebe und Kommunen die komplette Plug and Play Lösung. Dies beinhaltet in der Regel auch die zugehörigen Belüfter. Bei kompakten oder Containeranlagen können wir Ihnen unser gesamtes Know How aus mehr als 15 Jahren MBR Anlagenbau und Betrieb durch die Lieferung einer Steuerung für Ihre Anlage liefern.

Die mittels MicroClear^® Technologie behandelten Grau- und Abwässer werden weltweit bereits vielfach für Toilettenspülungen, Grünflächenbewässerung, Fahrzeugwäsche und als allgemeines Brauchwasser eingesetzt. Die durch MicroClear^® Technologie behandelten Grau- und Abwässer zeichnen sich durch Badewasserqualität aus und bieten weitere Vorteile. So sind Geruchsbildung und Einfärbungen in Installationen oder Keramiken durch den nahezu nicht nachweisbaren Nährstoffgehalt so gut wie ausgeschlossen. Auch eine Nachverkeimung wird durch die Qualität des behandelten Wassers vermieden.

Durch das Prinzip kommunizierender Röhren wird eine Höhendifferenz nutzbar gemacht. Dazu wird mit einer entsprechenden Verrohrung die am MBR unterhalb des Wasserspiegels austritt eine Wassersäule erzeugt, die den entsprechenden Unterdruck für den Abzug des Permeats generiert. Auf diese Weise kann der Filtrationsdruck auf einfachste Art erzeugt werden, ohne Wartungs- und Energieaufwand.

Der Permeatabzug wird druckgesteuert gefahren. Durch den Einsatz von Permeatpumpen wird ein gleichmäßiger Filtrationsdruck auf die Membran gebracht. Je nach Zustand der Membran liefert der Filter einen entsprechenden Durchsatz. Die Leistungsfähigkeit ist somit einfach nachvollziehbar und eventuell notwendige Reinigungsarbeiten lassen sich zeitlich planen. Eine eventuelle Verblockung wird durch sinkende Leistungsfähigkeit registriert und an den Anlagenbetreiber gemeldet. Das Erhöhen des Filtrationsdrucks über ein bestimmtes Maß hinaus würde die Ursache der Verblockung verstärken und die Problematik eher verschärfen.

Das Permeat kann durch einen Rückspülbehälter (CIP Cleaning in place) geführt werden. Ist der maximale Pegelstand dieses CIP Behälters 700 mm oberhalb des minimal möglichen MBR Wasserpegels angeordnet, so kann eine Rückspülung per Gravitation erfolgen. Optional kann während der Rückspülung eine Chemikalie zudosiert werden.