Membranfilter sind hochspezialisierte Filtersysteme, die in der industriellen Wasser- und Abwasserbehandlung zur Trennung und Reinigung von Flüssigkeiten eingesetzt werden. Sie arbeiten nach dem Prinzip der Trennfiltration und nutzen eine semipermeable Membran, um Partikel, gelöste Stoffe oder Mikroorganismen aus Flüssigkeiten zu entfernen. Membranfilter werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der Trinkwasseraufbereitung bis zur Behandlung industrieller Abwässer und Prozesswasser.

Aufbau und Funktionsweise

Ein Membranfilter besteht aus mehreren Hauptkomponenten:

  1. Membranelement:

    • Die zentrale Komponente, die das Filtrationsmedium darstellt. Sie kann als Flachmembran, Hohlfasermembran oder Spiralmembran ausgeführt sein.
  2. Gehäuse:

    • Hält das Membranelement und sorgt für die hydraulische Verbindung zum Wasserstrom.
  3. Permeat- und Konzentratleitungen:

    • Leiten das gereinigte Wasser (Permeat) und die zurückgehaltenen Verunreinigungen (Konzentrat) ab.
  4. Pumpensysteme:

    • Sorgen für den erforderlichen Druck, um den Filtrationsprozess durch die Membran zu betreiben.

Filtrationsprozesse

Je nach Porengröße und Trennmechanismus werden Membranfilter in verschiedene Typen unterteilt:

1. Mikrofiltration (MF):
  • Entfernt Partikel und Mikroorganismen im Größenbereich von 0,1 bis 10 µm.
  • Typische Anwendungen: Vorfiltration in der Wasseraufbereitung, Entfernung von Schwebstoffen und Bakterien.
2. Ultrafiltration (UF):
  • Trennt Partikel und Makromoleküle im Bereich von 0,01 bis 0,1 µm.
  • Typische Anwendungen: Entfernung von Viren, Kolloiden und Proteinen.
3. Nanofiltration (NF):
  • Entfernt gelöste Stoffe wie Salze und organische Moleküle mit einer Porengröße von 0,001 bis 0,01 µm.
  • Typische Anwendungen: Wasserenthärtung, Entfernung organischer Substanzen.
Membrananlage für die Industrie mit Ultrafiltration, Umkehrosmose, Dosierstationen, Schaltschrank und SPS.

Foto: Ultrafiltrationsmodul ALMA Mem UF in Edelstahlbauweise, installiert im Technikraumcontainer ALMA Modul

4. Umkehrosmose (RO):
  • Arbeitet auf molekularer Ebene und entfernt nahezu alle gelösten Salze und organischen Verbindungen.
  • Typische Anwendungen: Entsalzung von Meer- und Brackwasser, Herstellung von Reinstwasser.
Umkehrosmoseanlage von ALMAWATECH zur Behandlung von Abwasser

Foto: Unsere Umkehrosmoseanlage ALMA BHU BiosS-Treat zur Herstellung von VE-Wasser aus Abwasser mit vorheriger Fällung- und Flockung

Technische Hintergründe

Membranen sind aus polymeren oder keramischen Materialien gefertigt. Polymere wie Polyethersulfon (PES) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) werden häufig verwendet, da sie eine hohe chemische Beständigkeit und mechanische Stabilität bieten. Keramische Membranen werden für Anwendungen mit hohen Temperaturen oder aggressiven Medien bevorzugt.

Betriebsparameter wie Temperatur, Druck und pH-Wert spielen eine entscheidende Rolle für die Effizienz und Lebensdauer der Membranen. Um Ablagerungen (Scaling) oder Verblockungen (Fouling) zu verhindern, ist die regelmäßige Reinigung der Membranen notwendig.

Anwendungsbereiche

  1. Trinkwasseraufbereitung:

    • Entfernung von pathogenen Keimen und Verunreinigungen.
  2. Industrielle Abwasserbehandlung:

    • Zur Rückgewinnung von Wasser und Entfernung von Schadstoffen wie Schwermetallen oder organischen Verbindungen.
  3. Lebensmittel- und Getränkeindustrie:

    • Einsatz zur Klärung von Säften, Molkereiprodukten und bei der Produktion von alkoholischen Getränken.
  4. Chemische und pharmazeutische Industrie:

    • Herstellung von Reinstwasser und Abtrennung von Prozesschemikalien.
Umkehrosmoseanlage mit Enthärtung und Ultrafiltration als Vorbehandlung

Foto: Umkehrosmoseanlage ALMA OSMO Process mit Enthärtung und Mikrofiltration

ALMAWATECH-Lösungen

ALMAWATECH bietet maßgeschneiderte Membransysteme für spezifische Anforderungen in der Wasser- und Abwasserbehandlung. Unser Produktportfolio umfasst Membranfilteranlagen für Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration und Umkehrosmose. Wir begleiten unsere Kunden von der Planung über die Pilotierung bis zur Implementierung der optimalen Lösung. Mit unserer Expertise stellen wir sicher, dass jede Anlage maximale Effizienz und Wirtschaftlichkeit bietet.

Fazit

Membranfilter sind eine Schlüsseltechnologie in der modernen Wasseraufbereitung. Ihre Vielseitigkeit und Effizienz machen sie zu einer unverzichtbaren Komponente in zahlreichen Industrien. Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Membranmaterialien und -systeme wird die Anwendung immer breiter, was sowohl ökologisch als auch ökonomisch signifikante Vorteile bietet.

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