Disc Tube Reverse Osmosis (DTRO) ist eine hochmoderne Membrantrenntechnologie, die speziell für komplexe, stark salzhaltige und stark verschmutzte Abwässer entwickelt wurde, die herkömmliche Spiral-Umkehrosmose nicht stabil verarbeiten kann. Das zweistufige DTRO-System kombiniert als verbesserte integrierte Lösung primäre Grobentsalzung und sekundäre Tiefenreinigung und durchbricht damit die Einschränkungen der einstufigen DTRO hinsichtlich der Abwasserqualität und der gesamten Wasserrückgewinnungsrate. Es wird häufig in Deponiesickerwässern, Sickerwässern von Verbrennungsanlagen, chemischen Abwässern mit hohem Salzgehalt, Entschwefelungsabwässern und Nullflüssigkeitseinleitungsprojekten eingesetzt und hat sich weltweit zur gängigen Standardausrüstung für die Behandlung von feuerfestem Industrie- und Kommunalabwasser entwickelt.
Kernstrukturprinzip des DTRO-Membranmoduls
Im Gegensatz zur spiralförmig gewickelten Umkehrosmose mit schmalen Strömungskanälen verwendet die DTRO-Membransäule gestapelte Scheibenmembranblätter und offene, breite Strömungskanäle (3–4 mm, 6–10 Mal breiter als spiralförmige Umkehrosmose), die durch Umleitungsböden getrennt sind. Rohwasser gelangt in den Druckbehälter und fließt entlang einer S-förmigen turbulenten Bahn zwischen den Scheibenkomponenten. Die gerippten Umlenkböden erzeugen starke Querströmungsturbulenzen auf der Membranoberfläche, was die Konzentrationspolarisierung und das Risiko einer Membranverschmutzung drastisch verringert und einen stabilen Betrieb auch bei Speisewasser-SDI von bis zu 15 ermöglicht.
Unter hohem Druck (70–120 bar) dringen Wassermoleküle in die RO-Membran ein und bilden sauberes Permeat, während organische Schadstoffe, Schwermetallionen, Ammoniakstickstoff und gelöste Salze abgefangen werden und eine konzentrierte Flüssigkeit entsteht. Das modulare Membransäulendesign ermöglicht die unabhängige Demontage, Inspektion und den Austausch einzelner Membranschichten und vereinfacht so die tägliche Wartung erheblich.
Arbeitsablauf des zweistufigen DTRO-Systems
Die komplette zweistufige DTRO-Einheit besteht aus einer Vorbehandlungseinheit, einer primären DTRO-Einheit, einer sekundären DTRO-Einheit, einem Energierückgewinnungsgerät, einem automatischen CIP-Reinigungssystem und einem intelligenten SPS-Schaltschrank. Der gesamte Prozess läuft automatisch wie folgt ab:
Vorbehandlungsphase
Rohabwasser wird einer pH-Einstellung, Sandfiltration und Sicherheitspatronenfiltration unterzogen, um suspendierte Feststoffe, Faserpartikel und ablagerungsbildende Ionen zu entfernen und nachfolgende Hochdruckpumpen und Membranstapel vor Abrieb und Verstopfung zu schützen.
DTRO der ersten Stufe (Primärtrennung)
Vorbehandeltes Wasser wird durch Hochdruckkolbenpumpen unter Druck gesetzt und an primäre Membransäulen geliefert. Der größte Teil des sauberen Permeats fließt zur weiteren Behandlung in den sekundären DTRO, während Konzentrat mit hohem Salzgehalt zur weiteren Reduktion oder Verbrennung in den Konzentratlagertank geleitet wird. Die Wasserrückgewinnungsrate der ersten Stufe wird auf 50–60 % geregelt. Ein Druckaustauscher zur Energierückgewinnung recycelt den Restdruck aus dem Konzentrat und senkt so den Energieverbrauch um 30–40 %.
Zweite Stufe DTRO (Tiefenreinigung)
Das Permeat aus der ersten Stufe enthält noch Restspuren von Salzen und organischen Stoffen. Nach der sekundären Hochdruckfiltration entsteht das endgültige normgerechte Permeat zur Ausleitung oder industriellen Wiederverwendung. Das in der zweiten Stufe erzeugte Konzentrat weist einen geringen Salzgehalt auf und wird zum Einlass der ersten Stufe zurückgeführt, wodurch sich die Rückgewinnungsrate des Gesamtsystems auf 65–85 % erhöht.
Automatische Online-Reinigung
Das SPS-System löst regelmäßig Säure-, Alkali- und spezielle chemische Reinigungszyklen aus, um organische Verschmutzungen und anorganische Ablagerungen auf Membranoberflächen zu beseitigen, den Membranfluss wiederherzustellen und die Lebensdauer bei stabilem Betrieb auf über 5 Jahre zu verlängern.
Einzigartige Vorteile der zweistufigen DTRO-Ausrüstung
1. Ultrastarkes Antifouling und hohe Druckbeständigkeit
Offene turbulente Strömungskanäle vermeiden häufige Verstopfungen; Die Membransäule hält einem maximalen Betriebsdruck von 120 bar stand und ist in der Lage, Abwasser mit einem TDS von bis zu 80.000–120.000 mg/L und einem CSB von mehreren zehntausend mg/L zu behandeln, eine Fähigkeit, die herkömmliche Umkehrosmose nicht erreichen kann.
2. Überlegene Schadstoffabweisung und stabiles Abwasser
Durch die zweistufige serielle Trennung wird eine umfassende Rückweisungsrate von über 98 % für TDS, 99 %–99,95 % für CSB und 98 %–99,98 % für Ammoniakstickstoff erreicht. Die Qualität des Abwassers wird durch Schwankungen der Rohwasserqualität kaum beeinträchtigt, wodurch stets strenge örtliche Einleitungs- und Wiederverwendungsstandards eingehalten werden.
3. Höhere Systemwasserrückgewinnung
Bei der einstufigen DTRO ist die Rückgewinnung im Allgemeinen begrenzt, während bei der zweistufigen Konstruktion Sekundärkonzentrat zum Frontend recycelt wird, wodurch das Abwasservolumen minimiert und die Kosten für die Konzentratentsorgung gesenkt werden – ideal für Zero-Liquid-Discharge-Projekte (ZLD).
4. Kompaktes, modulares und containerisiertes Design
Alle Einheiten sind werkseitig vormontiert und getestet, zeichnen sich durch eine geringe Stellfläche und eine bewegliche Containerkonfiguration aus. Es sind keine komplexen Tiefbauarbeiten erforderlich; Die Ausrüstung kann innerhalb einer Woche nach dem Strom- und Wasseranschluss vor Ort den Standardabfluss erreichen, was den Projektzyklus erheblich verkürzt.
5. Niedrige Betriebs- und Wartungskosten
Die vollautomatische SPS-Steuerung reduziert den manuellen Arbeitsaufwand. Einzelne Membranblätter können separat ausgetauscht werden, ohne dass die gesamte Membransäule ausgetauscht werden muss. Das Energierückgewinnungsgerät senkt den langfristigen Stromverbrauch, wobei die Amortisationszeit der Investition typischerweise zwei bis drei Jahre beträgt.
Hauptanwendungsszenarien
Behandlung fester Siedlungsabfälle: Sickerwasser aus Deponien, Sickerwasser aus Müllverbrennungsanlagen, Küchenabfälle und Sickerwasser von Übergabestationen
Schwere Industrieabwässer: Abwässer aus der Kohlechemie, Abwasser aus der Kraftwerksentschwefelung, Abwasser aus der Galvanik, Druck- und Färbereiabwasser, stark salzhaltiges Bergbauwasser
Ressourcenrückgewinnung und Nullentladung: Wiederverwendung von industriellem Produktionswasser, Konzentration und Rückgewinnung hochwertiger flüssiger Rohstoffe, Reduzierung von durch Umkehrosmose konzentriertem Wasser
Notfallabwasserentsorgung: Mobile, containerisierte zweistufige DTRO-Einheiten für plötzliche Verschmutzung und temporäre Abwasserbehandlungsprojekte
Abschluss
Als ausgereifte und zuverlässige Membranaufbereitungstechnologie löst die zweistufige DTRO-Ausrüstung die Hauptprobleme der Abwasseraufbereitung mit hoher Konzentration: starke Membranverschmutzung, instabiles Abwasser und geringe Wasserrückgewinnung. Seine robuste Anti-Schadstoff-Leistung, sein automatisierter Betrieb und sein flexibler modularer Aufbau machen es zu einer bevorzugten Lösung für Umwelttechnikunternehmen und Industrieunternehmen weltweit. Angesichts der immer strengeren weltweiten Abwassereinleitungsvorschriften wird die zweistufige DTRO weiterhin eine unersetzliche Rolle bei der Abfallreduzierung, dem Recycling von Wasserressourcen und einer nachhaltigen Umweltpolitik spielen.
