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Membrananlagen intelligent steuern

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Eine Wasseraufbereitungsanlage mit Membrantechnologie wird in der Regel so ausgelegt und konzipiert, dass in erster Linie die Anforderungen des Anlagenbetreibers hinsichtlich Wasserqualität und -quantität sicher erfüllt werden. Im praktischen Betrieb interessieren den Betreiber aber auch andere Aspekte: Ressourcen- und Betriebskosteneinsparungen sollen erzielt und eine hohe Verfügbarkeit der Anlage soll gewährleistet werden. Hierbei sind besonders Spül- und Reinigungsintervalle sowie die Mengen an Dosier- und Reinigungschemikalien ausschlaggebend, die meist auf Basis von Erfahrungswerten festgelegt und in der Anlagensteuerung hinterlegt werden. Eine Optimierung der Anlagenfahrweise bzw. eine Anpassung an veränderte Bedingungen ist zwar durch den Anlagenbetreiber manuell möglich, erfordert aber nicht nur eine regelmäßige Beobachtung der Wasser- und Betriebsparameter, sondern setzt auch eine umfassende Erfahrung des Anlagenführers hinsichtlich Auswertung und richtiger Interpretation dieser Parameter voraus.

Optimierung des Anlagenbetriebes

Hier bietet ein der Anlagen-SPS übergeordnetes Steuerungskonzept Unterstützung. Das wichtigste Unterscheidungsmerkmal zu herkömmlichen Prozesssteuerungen (SPS) besteht darin, dass sowohl Wasser- als auch Anlagenparameter nicht nur ständig überwacht, sondern auch verarbeitet und in die Regelkreise der Anlagensteuerung eingebunden werden. Maßgebend bei der Überwachung sind beispielsweise wichtige Rohwasserparameter oder die transmembrane Druckdifferenz der Membranmodule. Über einen speziell entwickelten Algorithmus werden kontinuierlich alle notwendigen Einstellungen für einen optimalen Anlagenbetrieb ermittelt. Die Anlagenanpassung erfolgt, indem das Steuerungssystem beispielsweise die Dosierkonzentration von Flockungshilfsmitteln und Antiscalants, Spülintervalle, Spülzeiten und -mengen, Spülgeschwindigkeiten sowie den Einsatz und die Konzentration von Reinigungschemikalien (Säuren, Laugen) selbstständig adaptiert.

So werden zum Beispiel bei gleichbleibender Rohwasserqualität und unter Beibehaltung der geforderten Filtratmenge und -qualität die Spül- und Reinigungsprozesse der Membranen automatisch und kontinuierlich angepasst, um ein Optimum aus Chemikalienverbrauch, Wasserverbrauch und Membranstandzeit (Lebensdauer) zu erreichen. Diese Maßnahme führt zu Kosteneinsparungen bei gleichzeitiger Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und Reduzierung des Personalbedarfs für den Anlagenbetrieb.

Der dauerhafte Einsatz der übergeordneten Steuerung von Umkehrosmose-, Ultra- und Nanofiltrationsanlagen führt – auch bei wechselnden Anforderungen – zu einer sich selbst optimierenden Fahrweise. Voraussetzung für den Einsatz sind entsprechende fernwirkende Messaufnehmer und Analysegeräte (Online-Messungen) in der Anlage.

Quelle: Marco Estermann, Mainsite Technologies GmbH, Obernburg

Bildquelle : VDMA

Gebhart, Peter
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