BiosS-Treat - (Verfahrensbeschreibung)

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Referenzbeschreibung

Fouling und Scaling führen zu Belagsbildungen auf den Umkehrosmose- ("RO"-) Membranen, sind somit häufig Ursache für Betriebsprobleme durch Verblockung und führen zu erhöhten Betriebskosten für Membranspülungen und Membranaustausch.

Unter Fouling versteht man dabei die Ablagerung von organischen Stoffen, Scaling bezeichnet die Ablagerung anorganischer Stoffe. Während Scaling durch geeignete Vorreinigungsverfahren sowie durch Dosierung von Anti-Scaling Mitteln beherrscht werden kann, ist das Fouling - und hier insbesondere das Biofouling- die häufigste Ursache für diese Deckschichtbildung.

Beim Biofouling führen die Ansiedlung von Mikroorganismen und die damit verbundene Bildung von Schleimsubstanzen der Bakterien zu einer durchgehenden Filmbildung auf der Membran. Zusätzliche Ablagerungen organischer und anorganischer Wasserinhaltsstoffe werden durch diesen Biofilm begünstigt und in diesen inkorporiert.

Die konventionelle Vorsorge gegen diese Filmbildung besteht aus einer Desinfektion des vorgereinigten Wassers durch Oxidation (zumeist mittels Na-Hypochlorit) mit dem Ziel, die im Wasser vorhandenen Bakterien abzutöten. In einem weiteren Schritt muss dann das überschüssige Oxidationsmittel durch Reduktion (zumeist mittels Na-Meta-Bisulfit) entfernt werden, weil es ansonsten die RO- Membran oxidativ schädigen würde.

Es wurde festgestellt, dass sich trotz dieser Vorsorge immer wieder Biofilme auf den Membranen bilden. Eingehende Untersuchungen ergaben, dass erstens nicht immer alle Bakterien abgetötet werden können, sondern dass manche nur passiviert werden, andere sogar überleben. Zweitens wird durch die Oxidation zusätzliches Zellsubstrat erzeugt, welches aus den abgetöteten zerstörten Zellen gebildet wird. Nach der Reduktion finden die überlebenden Bakterien perfekte Milieubedingungen vor, da keine desinfizierenden Oxidationsmittel mehr vorhanden sind und durch das zusätzliche Zellsubstrat ein zusätzliches Nahrungsangebot vorliegt. Daher können sich die Bakterien sehr schnell wieder vermehren und in der RO ansiedeln. Das Resultat ist, dass trotz großer Bemühungen und hohem Chemikalienaufwand eine Verblockung der Membranen eintritt, die zu  Betriebsunterbrechungen durch chemische Reinigungen und damit zu erhöhten Betriebskosten führt.

Eine technisch und wirtschaftlich sinnvolle Alternative zu diesem klassischen Konzept bietet das BiosS-Treat®- Verfahren, das nicht auf die Abtötung der Bakterien abzielt, sondern das Wasser biologisch in einer Filtration vorbehandelt. Die Strategie dieses Verfahrens besteht in der Verhinderung und Verringerung der Bakterienbildung auf der RO- Membran durch  Entzug der Nährstoffe für die Bakterien und einer Dosierung einer Kombination aus  Wachstumshemmer (Enzyminhibitor) und Anti-Scalant (siehe Grafik: "SAS"). Somit können sich die Bakterien nicht vermehren und finden in der RO ungünstigere Milieubedingungen vor als in der Filtration. Auf die Verwendung von Oxidations- und Reduktionsmitteln kann so komplett verzichtet werden.

BiosS-Treat® wurde an einer Großanlage (Brackwasser-RO) entwickelt und ist dort seit mehreren Jahren erfolgreich in Betrieb, wobei Membranstandzeiten von mehr als 11 Jahren erreicht wurden und  erhebliche Betriebskosteneinsparungen sowie Erhöhungen der Verfügbarkeit erzielt wurden. Auch für die Meerwasserentsalzung kann BiosS-Treat® eingesetzt werden und auch hier liegen bereits dokumentierte positive Erfahrungen vor.