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Membrantechnologie

Die Membranfiltration als wichtiges Verfahren der Wasseraufbereitung

 

Die Membranfiltration ist ein Überbegriff für verschiedene Arten von Filterverfahren, zu denen etwa die Mikro- und die Nanofiltration gehören. Es kommen mechanisch wirkende Feinsiebe in Form von Membranfiltern zum Einsatz, die für verschiedene Bereiche der Membranfiltration hergestellt werden. Die verschiedenen Arten der Membranfiltrationstechniken kommen in mehreren Bereichen der Wasseraufbereitung zum Einsatz. Oft werden sie in Kombination mit klassischen Filterverfahren eingesetzt. ATN unterstützt Sie bei der Installation von Membranfiltrationsanlagen.
 
 

Die Membranfiltration als bewährte und zuverlässige Trennungstechnologie

Im Grunde handelt es sich bei der Membranfiltration um einen Überbegriff, der für eine Vielzahl unterschiedlicher Filterverfahren steht. Allerdings haben diese Filterverfahren eines gemeinsam: den Einsatz von Membranen. Die unterschiedlichen Arten von Membranen eignen sich sehr gut dazu, reines Wasser aus Grundgewässern, Oberflächengewässern oder Abwasser zu erzeugen.

Es handelt sich um eine interessante Membrantechnologie, die wettbewerbsfähig zu vielen konventionellen Techniken ist. Im Vergleich zu anderen Verfahren für die Wasseraufbereitung zeichnet sich die Membranfiltration durch folgende Vorteile aus:

  • Die Membranfiltration verzichtet auf Zugabe von Chemikalien.
  • Der Energieverbrauch ist relativ gering.
  • Die Handhabung der Anlagen ist sehr einfach.
  • Die Anlagen lassen sich sehr gut auf unterschiedliche Anforderungen anpassen.

In den letzten Jahrzehnten haben Membranfiltrationsanlagen zunehmend an Bedeutung in den verschiedenen Bereichen der Wasseraufbereitung gewonnen und gelten als Technologien der Zukunft. Dies ist sicherlich auf die effiziente und gleichzeitig umweltfreundliche Betriebsweise der Filtertechnologien zurückzuführen.

Mithilfe der Membranfiltration ist es möglich, Wasser so fein zu filtern, dass es nach der Verarbeitung praktisch frei von Feststoffen ist. Gesundheitsgefährdende Stoffe wie beispielsweise Bakterien, Viren und Parasiten werden dabei aber nicht abgetötet, sondern vollständig von den Gewässern getrennt.

ATN berät Sie umfassend in Bezug auf die verschiedenen Verfahren der Membranfiltration und steht bei der Planung, Umsetzung und dem Betrieb hochkomplexer Filtrationsanlagen zur Seite.

 
 
 
 

Die Technik hinter der Membranfiltration

Bei der Membranfiltration handelt es sich um eine spezielle Methode zur Trennung von suspendierten oder gelösten Stoffen nach Molekulargewicht und Größe. Die Technik basiert auf einer Druckdifferenz, durch die die eingesetzte Membrane wie ein Sieb wirkt. Die Substanzen, die kleiner als die Poren in der Membrane sind, werden zusammen mit dem Lösemittel durchgelassen. Man spricht hier von Permeat. Die Substanzen mit größeren Molekülen als die Poren der Membrane werden zurückgehalten. Diese Stoffe werden als Retentat bezeichnet.

Es gibt verschiedene Methoden, die angewandt werden, um die in den Gewässern enthaltenen Fremdstoffe am Durchdringen einer Membrane zu hindern. So kann beispielsweise ein hoher Arbeitsdruck zur Anwendung kommen. Eine weitere Methode besteht im Aufrechterhalten eines Konzentrationsgradienten auf beiden Seiten der Membrane sowie das Vorhandensein eines elektrischen Potentialunterschiedes.

Häufig kommt die Membranfiltration als Alternative zu anderen Verfahren zum Einsatz, zu denen die Flockung, die Sedimentation oder die Adsorption mithilfe von Sandfiltern, Aktivkohlefiltern oder Ionenaustauschern gehören.

Zwei Parameter sind besonders wichtig, wenn es um die Effektivität des Prozesses der Membranfiltration geht: die Selektivität sowie die Produktivität. Der erste Faktor wird häufig auch als Retentions- oder Trennfaktor bezeichnet und angegeben in Litern pro Quadratmeter multipliziert mit Stunden (l/m²*h). In der gleichen Einheit wird auch die Durchflussmenge angegeben. Beide Faktoren sind von der jeweiligen Membrane abhängig.

Die verschiedenen Verfahren im Bereich der Membranfiltration können in zwei Bereiche aufgeteilt werden:

  • die Mikrofiltration sowie Ultrafiltration
  • die Nanofiltration und die Umkehrosmose

Die Mikrofiltration sowie die Ultrafiltration werden dann angewandt, wenn es darum geht, größere Partikel mithilfe von Membranen aus den Wasser zu entfernen. Es handelt sich um zwei Verfahren, die sich durch ihre hohe Produktivität auszeichnen. Die Druckdifferenzen auf beiden Seiten der Membranen müssen nur relativ gering sein.

Etwas anders sieht dies aus, wenn die beiden anderen Verfahren wie die Nanofiltration sowie die Umkehrosmose zum Einsatz kommen. Dem Trennungsprozess zwischen Gewässern und Fremdstoffen liegt eine Diffusion durch die Membrane zu Grunde. Im Gegensatz zu den anderen beiden Verfahren basiert die Wasserreinigung nicht auf den Durchsatz durch Poren. Aus diesem Grunde ist bei Verfahren wie der Nanofiltration und der Umkehrosmose ein wesentlich höherer Druck notwendig.

 

Die Membranfiltration im Vergleich zu anderen Wasseraufbereitungsverfahren

Neben den bereits genannten Vorteilen weist die Membranfiltration noch weitere Eigenschaften auf, die sie gegenüber herkömmlichen Wasseraufbereitungsverfahren auszeichnet. So kann der Reinigungsprozess auch bei niedrigen Temperaturen stattfinden. Hierdurch ist es möglich, auch hitzeempfindliche Substanzen zu behandeln. Häufig werden die entsprechenden Reinigungsverfahren aus diesem Grunde auch im Bereich der Lebensmittelherstellung eingesetzt. Ein Großteil der für dieses Verfahren eingesetzten Energie wird beim Durchpumpen der zu reinigenden Flüssigkeiten durch die Membranen verwendet. Die Gesamtenergiekosten sind dadurch vergleichsweise gering.

Die verschiedenen Verfahren der Membranfiltration sind sehr vielseitig. Die Einsatzgebiete hängen in erster Linie von der Wahl eines bestimmten Membransystems ab. Diese richtet sich nach dem Risiko für eine Verschmutzung beziehungsweise Verstopfung sowie nach den Möglichkeiten für anfallende Reinigungen.

Sehr wichtig bei den Verfahren zur Membranfiltration ist es, möglichst große Oberflächen auf kleinstmöglichem Volumen zu erhalten. Aus diesem Grunde sind die Membranen in Modulbauweise verfügbar. Ablagerungen in den Membranen sind aber unvermeidbar. Aus diesem Grunde gibt es eine Vielzahl von unterschiedlichen Reinigungstechniken.

 

Für welche Gebiete sich die Membranfiltration eignet

Es gibt zahlreiche Anwendungsbeispiele, in denen sich der Einsatz der Membranfiltration empfiehlt. Dazu zählen folgende Beispiele:

  • die Herstellung von Reinstwasser
  • die Nachbehandlung von Abwässern
  • Reinigungsvorgänge im Bereich der Trinkwasseraufbereitung
  • Rückgewinnung von Wasser im Bereich der chemischen Industrie

die Abtrennung von Mikroorganismen und Viren

 

Anlagen für die Membranfiltration in Ihrem Betrieb? Das kann ATN für Sie tun

Wir sind Ihr kompetenter Fachbetrieb für die Membranfiltration. Mithilfe von unserem umfangreichen Know-how stellen wir Ihnen die verschiedenen Verfahren zur Wasseraufbereitung in diesem Bereich zur Verfügung. Es fängt bereits bei der Planung von technischen Anlagen aus den Bereichen der Membranfiltration an, die wir für Sie auf Wunsch übernehmen.

Sollte bei Ihnen ein Bedarf an entsprechenden Anlagen für die Wasseraufbereitung bestehen, beraten wir Sie jederzeit gerne im Hinblick auf die Planung und spätere Umsetzung entsprechender Anlagen zur Reinigung von Gewässern für verschiedene Bereiche der Fertigung oder chemischen Industrie. Natürlich übernehmen wir auch später anfallende Service- oder Wartungsarbeiten der installierten Anlagen.

Sollten Sie weitere Informationen zu den verschiedenen Verfahren der Membranfiltration wie etwa der Ultrafiltration oder Umkehrosmose benötigen, helfen wir Ihnen gerne weiter. Mit unserer Hilfe gelingt es Ihnen, den wirtschaftlich, technisch und ökologisch besten Weg zur praktischen Umsetzung entsprechender Anlagen zu finden.

Kontaktieren Sie uns einfach, sollten Sie Anlagen für die Membranfiltration in Ihrem Betrieb nutzen oder neu installieren wollen. Wir helfen Ihnen bei der Planung und Umsetzung neuer Anlagen ebenso wie bei der Modernisierung bereits vorhandener Wasseraufbereitungsanlagen.