Diese Masterarbeit konzentriert sich auf die Analyse und Optimierung eines innovativen mehrstufigen Entsalzungssystems zur Wasseraufbereitung in der Stahlindustrie, mit besonderem Schwerpunkt auf drei Arten von Umkehrosmoseanlagen: RO_mod (modifiziert), RO_konv (konventionell) und HPRO (Hochdruck). Das Hauptziel ist die Bewertung der Systemleistung und die Entwicklung von Strategien zur Verbesserung der Effizienz und langfristigen Stabilität.

Die Studie hebt die entscheidende Rolle der Temperatur bei der Betriebsweise der Umkehrosmoseanlagen hervor, insbesondere ihren Einfluss auf wichtige Leistungsparameter wie Permeabilität, Fluss und Druck. Durch die Normalisierung der Permeabilität auf 20°C konnte eine bessere Vergleichbarkeit der Betriebsbedingungen erreicht werden. Die Forschung unterstreicht auch die Bedeutung der Kontrolle von Membranverschmutzungen und betont, dass regelmäßige Reinigungszyklen unerlässlich sind, um die Leistung der Membranen zu erhalten und ihre Lebensdauer zu verlängern.

Darüber hinaus zeigte eine detaillierte Korrelationsanalyse den erheblichen Einfluss der Temperatur auf den Systemdruck, wobei besonderes Augenmerk auf die kumulativen Temperatureffekte sowohl bei laminarer als auch bei turbulenter Strömung gelegt wurde. Die Vorhersage der Membranlebensdauer, basierend auf dem beobachteten Rückgang des Flusses, liefert weitere Erkenntnisse zur Optimierung von Reinigungs- und Austauschzyklen.

Die Arbeit betont ferner den Wert datenbasierter Überwachungssysteme, die eine frühzeitige Erkennung von Betriebsabweichungen und eine genauere Prozesssteuerung ermöglichen. Durch die Integration von Vorhersagemodellen, die auf Echtzeitdaten basieren, kann die Systemzuverlässigkeit erhöht und Ausfallzeiten verringert werden.

Abschließend tragen die Erkenntnisse dieser Arbeit zur effizienten und nachhaltigen Bewirtschaftung von Wasserressourcen in der Stahlindustrie bei. Durch die Optimierung der Temperaturkontrolle, der Reinigungsprozesse und der Integration fortschrittlicher Datenanalysetechniken bietet diese Forschung praktische Lösungen zur Verbesserung der Leistung und Nachhaltigkeit von industriellen Wasseraufbereitungssystemen.