Membranentgasung

Mittels Membranentgasung kann Kohlenstoffdioxid (CO2) aus Wasser im reinen Strippluftbetrieb auf Werte kleiner 2 mg/l (ppm) bzw. in Kombination mit einer Vakuumpumpe auf Werte kleiner 1 mg/l (ppm) entfernt werden.
Durch Einsatz von technischem Stickstoff als Strippmedium und in Kombination mit einer Vakuumpumpe kann Sauerstoff (O2) auf Restwerte kleiner 1 µg/l (ppb) reduziert werden, wie es z. B. in der Halbleiterindustrie erforderlich ist.
Die Membranentgasung ist ein sehr effektives Entgasungsverfahren. Sie dient auch der Unterstützung von Entsalzungsprozessen.

Prinzip Membranentgasung

Die einzelnen Hohlfasermembranen werden in Modulen (sogenannte Membrankontaktoren) zusammengefasst. Über den Eintrittsstutzen des Kontaktors fließt die Flüssigkeit zunächst in ein Verteilerrohr und wird durch eine Umlenkbarriere entlang der Hohlfasern gelenkt, damit die Gase in die Hohlfasern eindringen können. Das entgaste Fluid verlässt dann über ein Sammelrohr und anschließenden Austrittsstutzen den Kontaktor. Das Strippgas wird im Gegenstrom über zwei separate Stutzen innen durch die Hohlfasern geführt. Je nach Anforderung an die Gasausgangskonzentration und Aufbereitungsmenge werden einzelne Kontaktoren in Reihe oder bei hohem Volumenstrom auch parallel geschaltet.

Eine Membranentgasungsanlage besteht im Wesentlichen aus:

  • Membrankontaktoren
  • Vorfilter mit 3 µm Filterfeinheit für Strippgas
  • Vorfilter mit 5 µm Filterfeinheit für die zu entgasende Flüssigkeit
  • Messgeräte und Armaturen
  • Rahmen und Verrohrung
  • Komponenten für das Strippgas
  • Vakuumpumpen
  • Rohrleitungen

Die Membranentgasung bietet sich ideal zwischen einer Umkehrosmose und der Elektrodeionisation (EDI) an. Zum einen passiert freies Kohlenstoffdioxid die Membranen der Umkehrosmoseanlage, zum anderen wird durch die Verschiebung des Kalk-Kohlensäure­-Gleichgewichtes zusätzliches Kohlenstoffdioxid frei. Dies stellt eine deutliche Belastung für die nachgeschaltete EDI dar. Hier ist die Membranentgasung eine ideale Ergänzung zwischen Umkehrosmose und EDI, da sie CO2 sicher aus dem Permeat der Umkehrosmose entfernt.

Einsatzbedingungen

Das Zulaufwasser sollte mindestens entkarbonisiert (teilentsalzt) oder enthärtet sein, da bei der Entgasung durch die Verschiebung des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts Härtebildner ausfallen und die Membranfasern verblocken können (Scaling). Auch ungelöste Stoffe müssen durch Filtration weitestgehend entfernt werden, da diese ebenfalls zu Verblockungen (Fouling) führen.
Die Medientemperatur sollte für Strippgasbetrieb (bei CO2-Entfernung) maximal 30 °C betragen. Höhere Einsatztemperaturen (bis 60°C) sind beim Einsatz von Stickstoff als Strippgas (zur O2-Entfernung) möglich.

Spezialanwendungen:

Vollentsalzung mit Ionenaustauschern


Umkehrosmose und EDI (Elektrodeionisation)

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