Fallstudie: ZwitterCo RO reduziert die Reinigungshäufigkeit in einem US-Kraftwerk um über 70 %
Wasser ist ein entscheidender Bestandteil der Stromerzeugung – in konventionellen Kraftwerken wird es erhitzt, um es in Dampf umzuwandeln, der wiederum die Turbinen antreibt, die Strom erzeugen. Um ihren hohen Wasserbedarf zu decken, befinden sich Kraftwerke oft in der Nähe von Flüssen, Seen oder Ozeanen, wo das Oberflächenwasser Verunreinigungen wie Schwebstoffe, Bakterien, Algen und natürliche organische Stoffe (NOM) enthält. Diese müssen entfernt werden, bevor das Ergänzungswasser in die Kessel gelangt. Vorbehandlungsverfahren werden eingesetzt, um größere Schwimm- und Schwebstoffe zu entfernen, Umkehrosmose-Membranelemente (RO) werden eingesetzt, um gelöste Feststoffe zu entfernen, und üblicherweise werden nachgeschaltete Ionenaustauschsysteme verwendet, um das Wasser weiter zu reinigen, bevor es in die Kessel geleitet wird. Trotz Vorbehandlung kann der hohe organische und biologische Gehalt des Oberflächenwassers zu organischem Fouling und Biofouling in RO-Systemen führen. Organische Ablagerungen auf Membranen können die Leistung des RO-Systems beeinträchtigen und eine chemische Reinigung erforderlich machen. Je stärker der Zulaufstrom verschmutzt ist, desto häufiger sind Reinigungen erforderlich, was zu längeren Ausfallzeiten, einer kürzeren Lebensdauer der Membranen und höheren Betriebskosten führt.
Die Herausforderung
Ein Kraftwerk im Nordwesten der USA bereitet mit organischen Stoffen belastetes Flusswasser zur Kesselspeisung auf. Trotz umfassender Vorbehandlung bleibt die organische Verschmutzung ein Problem, das häufige Wartungs- und Ausfallzeiten sowie explodierende Betriebskosten verursacht. Das Kraftwerk führt mindestens einmal im Monat chemische Reinigungen durch und tauscht RO-Elemente alle 12–18 Monate aus, wenn sie die Wasserqualitäts- oder Produktionsziele nicht mehr erfüllen. Am Standort kam es außerdem zu einem größeren Verschmutzungsereignis, das unerwartete Ausfallzeiten verursachte. Daher war man gezwungen, mobile Einheiten zu mieten, um den Kraftwerksbetrieb aufrechtzuerhalten, was Betriebskosten in Höhe von mehreren zehntausend Dollar verursachte. Da eine zuverlässige Wasserproduktion für die Stromerzeugung entscheidend ist, suchte das Kraftwerk nach einer wirtschaftlicheren Lösung, die die Häufigkeit chemischer Reinigungen reduzieren, die Systemverfügbarkeit verbessern und die Lebensdauer der Membranen verlängern konnte.
