Een RO-membraan kost duizenden euro’s. De voorfilter een paar tientjes. Het probleem begint bijna altijd bij die voorfilter.
De klant in deze case beheert een installatie voor terugwinning en hergebruik van afvalwater. Geen lozing, maar hergebruik: gezuiverd proceswater dat opnieuw de fabriek ingaat als koelwater, spoelwater of grondstof voor verdere behandeling. De kern van zo’n installatie zijn de omgekeerde-osmosemembranen, kortweg RO-membranen, die het water op moleculair niveau zuiveren. Ze zijn effectief, maar ook kostbaar en gevoelig. Hun levensduur staat of valt met de kwaliteit van het water dat ze ingaat.
Bij het ontwerp van grote waterzuiveringsinstallaties draait vrijwel alles om kosten per liter. Dat is begrijpelijk, maar het heeft een keerzijde. Wie bij elke stap in het proces kiest voor de goedkoopste verbruiksfilter, betaalt dat later terug in slijtage aan de RO-membranen, hogere vervangingskosten en een operationele kostenbasis die ver boven de oorspronkelijke berekening uitkomt. De voorfilter is goedkoop. De membranen die hij moet beschermen, zijn dat niet.
De uitdaging
Vijf micron op het label. Maar wat zegt dat label eigenlijk?
De installatie gebruikte een standaard 5 micron meltblown filterkaars als voorfilter voor de RO-membranen. Een gangbare keuze, keurig vastgelegd in de standaardprocedures van de organisatie. Wat er niet in die procedures stond, was de filterefficiëntie bij die micronwaarde. En dat bleek een kostbaar gemis.
De installatie vereiste een SDI-waarde van maximaal 2,5 op de inlaat van de RO-membranen. SDI, oftewel de Silt Density Index, is een maat voor de hoeveelheid zwevende deeltjes in het water: hoe lager de waarde, hoe beter de membranen beschermd zijn. Met de bestaande voorfilters liep de SDI tijdens bedrijf regelmatig op tot 5, het dubbele van de norm. Elke keer dat dat gebeurde, namen de RO-membranen een klap. Niet zichtbaar, niet direct, maar cumulatief: vervuiling die zich opbouwt, prestaties die sluipend teruglopen, en vervangingskosten die eerder komen dan gepland.
De oorzaak bleek in de filterkaars zelf te zitten, maar niet op de manier die je zou verwachten. Twee filterkaarsen met dezelfde nominale 5 micron beoordeling kunnen in de praktijk sterk van elkaar verschillen. Een gangbare marktvariant haalt een filterefficiëntie van 20 procent bij 5 micron. Een hoogwaardige meltblown kaars met graëntdichtheidsstructuur haalt 96 procent op diezelfde maat. Beide kaarsen, hetzelfde getal op het label. De bescherming die ze bieden, verschilt een factor vijf. De installatie draaide op de goedkope variant, en de membranen betaalden de prijs.
De oplossing
Niet de micronwaarde aanpassen. Het filterontwerp.
De oplossing zat niet in een andere micronwaarde, maar in een betere filterconstructie. Meerdere prototypes van meltblown filterkaarsen met een echte graëntdichtheidsstructuur werden ontwikkeld en gedurende twee tot drie maanden getest in de installatie. Gebruikte kaarsen gingen na bedrijf terug naar het laboratorium, waar laag voor laag het vuilbelastingsprofiel door het filtermedium werd geanalyseerd. Zo ontstond inzicht in waar de vuilopname plaatsvond en hoe het ontwerp verder verbeterd kon worden.
Wat graëntdichtheid doet, is eigenlijk eenvoudig: de vezeldichtheid in de kaars neemt geleidelijk toe van buiten naar binnen. Grof vuil wordt aan de buitenkant afgevangen, fijner materiaal dieper in het medium. Zo wordt de volledige diepte van de kaars benut in plaats van dat de buitenste laag dichtslaat terwijl de kern nog vrijwel leeg is. Dat levert zowel een hogere filterefficiëntie als een langere standtijd op.
Voor installaties waar ook biofouling een rol speelt, biedt Bèta Industrie naast de standaard meltblown filterkaars ook de Kilbac meltblown filterkaars aan. Bij deze variant is antimicrobiële en antialgenwerking direct in elke filtervezel verwerkt, wat biologische aangroei en vroegtijdige verstopping effectief tegengaat.
Het resultaat
Consistent onder de 2,5. Doorgaans onder de 2.
Na de overstap op de nieuwe filterkaars haalde de installatie structureel een SDI onder de 2,5, met typische waarden onder de 2 tijdens normaal bedrijf. De uitschieters naar 5 verdwenen. De RO-membranen draaiden langer, de onderhoudsplanning werd voorspelbaarder en het aantal ongeplande wisselingen daalde.
Ook de voorfilterkaarsen zelf gingen langer mee. De grotere vuilopnamecapaciteit betekende minder wisselingen, minder stilstand en lagere verbruikskosten, ook al is de kaars per stuk duurder dan de vorige variant. Wie de totale kosten over de levensduur van de installatie doorrekent, ziet dat de duurdere voorfilter zichzelf ruimschoots terugverdient.
Wie alleen kijkt naar micronwaarde en aanschafprijs, kijkt naar het verkeerde getal.
De echte vraag is hoe goed een filterkaars de membranen beschermt en hoe lang hij dat volhoudt. Het antwoord zit niet op het label, maar in de filterconstructie.
Persoonlijk & vakkundig advies
Uw BÈTA specialist adviseert u graag