Forward Osmose kann verwendet werden, um hochwertiges Wasser aus einem wässrigen Abwasser mit unterschiedlichen Kontaminationsgraden, einer semipermeablen Membran und einer Lösung mit hohem osmotischem Druck zu erzeugen. Der Prozess verbraucht sehr wenig Energie, da er bei sehr niedrigem Druck und Raumtemperatur durchgeführt wird, was einen der wichtigsten Vorteile darstellt.
Um das natürliche Phänomen in spezifischen Anwendungen zu nutzen, werden zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlichen osmotischen Drücken verwendet: Zum Beispiel fließt Wasser aus Meerwasser durch eine Membran, um eine Lösung mit noch höherem osmotischem Druck zu verdünnen. Wichtig ist, dass dieses natürliche Phänomen bei Raumtemperatur ohne die Notwendigkeit, erheblichen Druck anzuwenden, auftritt. Die einzige externe Energie, die verwendet wird, ist die zur Überwindung des Reibungswiderstands auf beiden Seiten der Membran (typischerweise 2-3 bar). Die Lösung mit hohem osmotischem Druck wird als Ziehlösung bezeichnet und muss einfach, sicher im Umgang, leicht herzustellen und einfach vom Endprodukt zu trennen sein.
Forward Osmose hat eine lange Liste von Vorteilen gegenüber der herkömmlichen Umkehrosmose:
- Arbeitet bei reduzierten Drücken.
- Reduzierter Energieverbrauch; insbesondere bei Lösungen mit hohem osmotischem Druck.
- Hohe Widerstandsfähigkeit der Membranen gegen Verschmutzung.
- Gute Toleranz der Membranen gegenüber Chlor.
- Längere Membranlebensdauer.
- Niedrigere Betriebskosten.
Forward Osmose produziert jedoch nicht in nur einem Schritt hochwertiges Wasser, da das produzierte Wasser mit der Ziehlösung vermischt wird. Daher ist ein zweiter Schritt erforderlich, um das produzierte Wasser von der Ziehlösung zu trennen. Im zweiten Schritt wird die Ziehlösung regeneriert, wodurch hochwertiges Wasser zurückbleibt.
Die beiden Prozesse, Forward Osmose und Regeneration der Ziehlösung, sind durch die Rezirkulation der Ziehlösung verbunden, die einen höheren osmotischen Druck als die Zulauf-Lösung aufweist. Reines Wasser fließt von der Zulauf-Lösung durch die Membran in die konzentrierte Ziehlösung und verdünnt diese somit. Die verdünnte Ziehlösung kann dann im Regenerationssystem erneut konzentriert und reines Wasser extrahiert werden. Die Kombination der beiden Systeme ist ein entscheidender Parameter im Systemdesign, damit der Anlagenbetrieb einfach, robust und zuverlässig ist.
Forward Osmose kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, einschließlich der Behandlung von Meerwasser und Salzwasser, Wasser mit Mineralsalzen und Metallen, Abwässern mit hohem organischem Gehalt, Abwässern mit Silizium und anderen Arten von Abwässern. Die bemerkenswertesten Beispiele sind:
- Wasserproduktion in Gebieten mit Wasserknappheit.
- Abwasserbehandlung, wenn gesetzliche Vorgaben eine Wiederverwendung erfordern.
- Implementierung eines Null-Ablauf-Systems.
- Behandlung komplexer Abwässer, die mit konventionellen Technologien schwer zu bewältigen sind.
- Lebensfähige Alternative bei reduziertem Energieverbrauch.
Condorchem Envitech hat optimale Forward Osmose-Systeme für seine Kunden entworfen und implementiert. Konkret gibt es 3 Behandlungsoptionen mit dieser Technologie, bei denen die Ziehlösung eine thermolytische ist, die den Bedürfnissen verschiedener Kunden gerecht wird. Die technologischen Optionen sind:
OPTION 1
- Lösung mit Fokus auf die Membran.
- Hohe Wassergewinnung, selbst bei Abwässern, die erhebliche Membranverschmutzung verursachen.
- Behandlung von Abwässern mit Silizium, organischer Kontamination oder Mineralien.
OPTION 2
- Technologie, die als Flaggschiff der Forward Osmose gilt.
- Maximale Gewinnung von hochwertigem Wasser.
- Behandlung von Sole mit bis zu 250.000 ppm Gesamtgelöster Stoffe.
OPTION 3
- Vollständige Wassergewinnung. Null-Ablauf-Lösung.
- Kombiniert MBC-Technologie mit Kristallisatoren.
- Verbesserte Effizienz im Vergleich zu Mehrfacheffekt-Verdampfungsprozessen.