Was ist eine Meerwasser-Filteranlage?
Die Meerwasser-Filteranlage dient dazu, das im Meerwasser enthaltene Natriumchlorid durch Filtration zu entsalzen.
Die Entsalzung von Meerwasser wird bereits seit dem Altertum praktiziert, doch war das Verfahren häufig mit der Verdampfung von Meerwasser verbunden, was einen hohen Energie- und Kostenaufwand erforderte. Mit der Entwicklung von Meerwasser-Filteranlagen hat sich die Situation jedoch geändert.
Die Meerwasser-Filteranlage verwendet Umkehrosmose-Membranen in einem System, das auf der Funktionsweise des osmotischen Drucks basiert, um die Entsalzung durchzuführen. Das System wurde bereits in Ländern mit knappen Wasserressourcen wie dem Nahen Osten und Afrika eingeführt.
Anwendungen der Meerwasser-Filteranlage
Die Meerwasser-Filteranlage wird hauptsächlich zur Entsalzung von Meerwasser eingesetzt. Sie werden in Ländern und Regionen eingeführt, in denen die Wasserressourcen knapp sind.
Vor allem aride Regionen leiden unter schwerem Wassermangel, und die Sicherung von Wasser für den Hausgebrauch ist ein dringendes Problem. Auch die Verknappung der Wasserressourcen aufgrund des Bevölkerungswachstums gibt Anlass zur Sorge, und es wird erwartet, dass die Nachfrage nicht nur in den Trockengebieten, sondern auch in vielen anderen Ländern der Welt in Zukunft steigen wird.
Funktionsweise der Meerwasser-Filteranlagen
Meerwasser ist auf der ganzen Welt reichlich vorhanden, kann aber nicht für Haushaltszwecke verwendet werden. Das liegt daran, dass es Salz, d. h. Natriumchlorid, enthält. Die Meerwasser-Filteranlage besteht aus Umkehrosmose-Membranen, die das Natriumchlorid durch Filtration mit osmotischem Druck entfernen.
Wenn Lösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen durch osmotische Membranen getrennt werden, bewegt sich das Wasser von der Lösung mit der niedrigsten Konzentration zur Lösung mit der höchsten Konzentration, um die Konzentration konstant zu halten. Der bei diesem Vorgang entstehende Druck ist der osmotische Druck, und die Meerwasser-Filteranlage bewirkt die Umkehrung dieses Phänomens. Wenn eine hochkonzentrierte Lösung, d. h. Meerwasser, durch eine Umkehrosmosemembran geleitet wird und ein Druck oberhalb des osmotischen Drucks angelegt wird, wird das Natriumchlorid von der Membran blockiert und nur reines Wasser gelangt hindurch. Auf diese Weise lässt sich Meerwasser entsalzen und als Brauchwasser verwenden.
Weitere Informationen über die Meerwasser-Filteranlagen
1. Bedeutung der Meerwasser-Filteranlage (Entsalzung) an Bord von Schiffen
Die Verladung großer Mengen Süßwasser auf Schiffe ist aus Gewichtsgründen oft nicht möglich. Hier kommt die Meerwasser-Filteranlage ins Spiel. Mit diesen Anlagen kann man genau die Menge an Süßwasser reinigen, die dem Bedarf entspricht.
Eine kleine Meerwasser-Filteranlage (1200 mm breit x 600 mm tief x 600 mm hoch, Gewicht ca. 120 kg) kann beispielsweise 250 Liter Meerwasser pro Stunde zu Süßwasser filtern. Das gefilterte Süßwasser ist trinkbar, da es den Trinkwassernormen entspricht. Durch die Verladung dieser Ausrüstung an Bord von Schiffen können die Reisenden ohne Sorge um Lebens- und Trinkwasser segeln, selbst in Umgebungen, in denen es nur Meerwasser gibt.
Bisher mussten die Schiffe große Mengen Wasser an Bord nehmen oder unterwegs in den Häfen Wasser kaufen. Die Entwicklung von kleinen Meerwasser-Filteranlagen, die an Bord von Schiffen geladen werden können, hat diese Notwendigkeit beseitigt und effizientere Reisen ermöglicht.
2. Meerwasser-Filteranlagen in Aquarien
Meerwasser kann auch als Meerwasser gefiltert werden. Das bekannteste Beispiel hierfür ist das Aquarium. Der spezifische Mechanismus und Ablauf der Meerwasserfiltration in Aquarien, die in Aquarien verwendet werden, ist wie folgt:
Entfernung von sichtbaren Verunreinigungen
Dies ist die physikalische Filterung. Dieser Prozess zielt darauf ab, Fischkot, Futterreste und sichtbare Ablagerungen, die im Meerwasser schwimmen, zu entfernen. Netze, Schwämme und Wollmatten werden üblicherweise zur Filterung verwendet.
Entfernung von nicht sichtbaren Verunreinigungen
Dies ist die chemische Filterung. Unsichtbare Verunreinigungen im Meerwasser werden mit Hilfe von Materialien wie Aktivkohle, Tonerde oder Meerwasser-Nährsteinen entfernt. Verunreinigungen werden durch Adsorption oder Ionenaustausch aus dem Wasser entfernt.
Die Adsorption von Verunreinigungen und der Ionenaustausch führen zu einer allmählichen Verschlechterung der Materialien. Daher müssen die Materialien regelmäßig ausgetauscht werden.
Die Filtration
Dies ist die biologische Filtration Die Filtration erfolgt durch die Wirkung von Mikroorganismen wie Bakterien, die organische und schädliche Stoffe im Meerwasser abbauen. Dies ist die wichtigste Art der Filterung in Aquarien, da sie organische Stoffe entfernen kann, die durch die beiden oben genannten Methoden nicht gefiltert werden können.
Weitere Informationen über Filtersysteme für Meerwasser
Herausforderungen der Meerwasserfiltration
Die Meerwasserfiltration ist nach wie vor mit Herausforderungen verbunden, und es werden täglich Verbesserungen vorgenommen. Eine davon ist das Problem des Abwassers. Nach der Filtration mit Umkehrosmose-Membranen bleibt eine Restflüssigkeit zurück, die Sole, die eine hohe Konzentration an Salz und Kupfer aufweist. Sie wird grundsätzlich ins Meer abgeleitet, doch gibt es Bedenken hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Umwelt.
Der Grund dafür ist, dass ein erhöhter Salzgehalt im Meer zu einem Rückgang des gelösten Sauerstoffs führen kann, wodurch im Meer eine Umgebung entsteht, die für Meereslebewesen nicht geeignet ist. In einigen Ländern wird empfohlen, den Salzgehalt vor der Einleitung durch eine Verdünnungsbehandlung zu reduzieren. Da die Verdünnungsbehandlung auch mit Kosten verbunden ist, ist eine effektivere recyclingorientierte Nutzung erforderlich.
Derzeit wird an der Regenerierung von Sole zu Natriumhydroxid geforscht, und es werden Tests im Hinblick auf eine praktische Anwendung durchgeführt. Andere Filtrationssysteme, die das Meerwasser vor der Entsalzung verdünnen, werden ebenfalls eingeführt.