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Wiederinbetriebnahme einer Mikrofiltrationsmembrananlage zur Aufbereitung schlammhaltiger Filterspülwässer unter Berücksichtigung der Membranintegrität und effizienter Reinigungsmöglichkeiten der gefoulten Membranplattenelemente
Art der Abschlussarbeit
Diplomarbeit
Autoren
- Stumpf, Michael
Betreuer
- Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Uhl
- Dr.-Ing. André Lerch
Weitere Betreuer
Dipl.-Ing. Joachim Backhaus, ESTW - Erlanger Stadtwerke AG
Abstract
Die Erlanger Stadtwerke AG hat 1999 eine Mikrofiltrationsanlage zur Spülwasserrückgewinnung errichtet. In dieser in den letzten Jahren nicht permanent betriebenen Anlage sind Membranplatten der Firma Kubota eingesetzt. Die Anlage soll zur Abtrennung von Eisen- und Manganhydroxiden sowie Calciumcarbonaten aus den Filterrückspülwässern des Grundwasserwerkes Ost der ESTW verwendet werden. Zusätzlich zu den in der Spülwasserrückgewinnungsanlage eingebauten Membranplatten existieren noch eine große Anzahl ungenutzter Membranplatten. Um den Zustand dieser über 100 Membranplatten zu klären, wurden Integritätsuntersuchungen mittels Blasentest, Druckhaltetest sowie Untersuchung des Partikelrückhaltevermögens vorgenommen und die Ergebnisse zur Beurteilung der Aussagekraft der einzelnen Tests ausgewertet. An den Membranplatten aus dem Enteisenungs- und Entmanganungsteil der Spülwasserrückgewinnungsanlage wurde die Wirksamkeit verschiedener chemischer Reinigungsmittel und deren Kombinationen zur chemischen Reinigung für diese speziellen Ablagerungen untersucht. Somit sollte die Wirksamkeit der chemischen Reinigung verbessert und die für die manuelle Reinigung notwendige Arbeitszeit verringert werden. rnDie gesamte Membrananlage wurde überprüft, gereinigt und bestehende Mängel soweit wie möglich beseitigt. Hierbei wurde das Belüftungssystem einer genaueren Kontrolle unterzogen, da festgestellt wurde, dass dieses eine Schwachstelle innerhalb dieses Verfahrens darstellte. Außerdem wurde die sehr unterschiedliche Belagbildung auf den Membranplatten und deren Ursachen untersucht. Um den Zeitraum zwischen den notwendigen chemischen und mechanischen Reinigungen zu erhöhen, wurde der spezifische Durchsatz der Membranplatten durch Vergrößerung der Membranfläche erniedrigt. Die Anlage wurde wieder in Betrieb genommen und über eine Woche untersucht. Hierbei wurde speziell die Möglichkeit der Qualitätsüberwachung des Filtrats und der Detektion von Mängeln in der Membranintegrität mittels eines Partikelzählers untersucht.rnEs wurde festgestellt, dass die Erzeugung von Trinkwasser auf Grund der schwierigen Überwachung der Integrität mit dieser Anlage nur unter sehr großem finanziellen und personellen Aufwand möglich wäre. Deswegen wurden alternative Verwendungen des Filtrates der Anlage, z. B. Grundwasseranreicherung, Brauchwassernutzung und oberirdische Ableitung begutachtet.Schlagwörter: MF, Mikrofiltration, Filterrückspülwasser, Kubota, Integrität, ReinigungrnrnAbstract: In 1999, the Erlanger Stadtwerke AG (ESTW) installed a microfiltration system for backwash water reclamation. This system, which has not been operated permanently over the last years, includes membrane plates by Kubota. The system is to be used for the separation of iron and manganese hydroxides as well as calcium carbonates from the filter backwash water of the Eastern Ground Water Works of the ESTW. In addition to the membrane plates installed in the wash water reclamation system, there exists a large number of membrane plates currently not used. In order to clarify the state of these more than 100 membrane plates, integrity tests were carried out by means of a bubble point test, pressure hold test and analysis of the particle retaining power, and the results were evaluated for assessing the significance of the individual tests. On the membrane plates from the de-ironing and demanganization component of the wash water reclamation system, tests were carried out as to the efficacy of various chemical detergents and their combination for the chemical cleaning of these specific deposits. This is to improve the efficacy of the chemical cleaning and to reduce the working hours required for the manual cleaning. rnThe entire membrane system was tested, cleaned and all existing defects corrected as far as possible. The aeration system was subjected to a closer inspection since it had been established that this is a weak point within this process. Moreover, the very differing formation of coatings on the membrane plates and their causes were researched. In order to extend the period between the necessary chemical and mechanical cleanings, the specific flow-rate of the membrane plates was reduced by increasing the membrane surface. The system was put into operation again and tested for a week. Particularly tested was the option of quality control of the filtrate and the detection of defects in the membrane integrity by means of a particle counter.rnIt was established that - due to the complicated monitoring of the integrity of this system - the generation of drinking water is possible only at very high financial and personnel expenses. Therefore, alternative applications of the filtrate of the system, for example artificial recharge, use for tap water and surface conduction were examinedrnrnkeywords: MF, microfiltration, filter backwash water, Kubota, integrity, cleaningrn
Url/Urn/Doi
http://
Zugeordnete Forschungsschwerpunkte
- Wasserwerksrückstände
- Membranverfahren
- Konventionelle Verfahren der Trinkwasseraufbereitung
Berichtsjahr
2008