Membranfiltration

Die Membranfiltration ist eine Methode zur Trennung suspendierter oder gelöster Stoffe nach Molekulargewicht und Größe. Nach Anlegen einer Druckdifferenz wirkt die Membran wie ein Sieb. Substanzen, die kleiner als die Porengröße der Membran sind, werden mit dem Lösemittel als „Permeat“ durchgelassen, während größere Moleküle oder Partikel im „Retentat“ zurückgehalten werden.

Diese Separationstechnik ist leicht zu handhaben und bedarf keines Phasentransfers, keiner Zugabe von Hilfsstoffen und benötigt wenig Energie. INNOCHEM ist unabhängig in der Wahl der Membrankonfiguration und von Membranwerkstoffen. Die dadurch gegebene Flexibilität ermöglicht technische und wirtschaftlich optimale Lösungen.

Mikrofiltration und Ultrafiltration

Die Mikrofiltration (MF) und die Ultrafiltration (UF) gehören zu den druckgetriebenen Membranverfahren und liegen bezüglich Betriebsdruck und Trenngrenze zwischen der Nanofiltration und der Filtration (z. B. Sandfiltration). Mikro-/Ultrafiltration sind Verfahren zur Separierung und Fraktonierung von Flüssigkeitskomponenten mittels Membranen nach dem Crossflow-Prinzip. Die Trennmechanismen der MF und UF sind sehr ähnlich und die Einsatzbereiche können sich stark überschneiden. Entsprechend dem Prinzip eines porösen Filters werden alle Partikel vollständig zurückgehalten, die größer als die Membranporen sind. Die zurückgehaltenen Partikel können auf der Membranoberfläche eine Deckschicht aufbauen. Durch diese werden dann auch kleinere Partikel zurückgehalten, die ohne Deckschicht die Membran ungehindert passieren würden. Im Allgemeinen werden Mikro- und Ultrafiltrationen zur Abtrennung und zum Rückhalt von partikulären und emulgierten Wasserinhaltstoffen eingesetzt.

Trennung von Belebtschlamm und Wasser,
Entkeimung von Kläranlagenabläufen,
Vorreinigung vor dem Einsatz von Umkehrosmoseanlagen,
Abwasserrecycling und Wiedereinsatz als Brauchwasser,
Aufkonzentration von Wasser/Öl-Emulsionen,
Standzeitverlängerung von Entfettungsbädern, Ultraschallbädern, Spülbädern usw.,
Recycling von Gleitschleifwasser, Waschlaugen usw.,
Aufbereitung von Kühlschmierstoffen sowie Kompressorenkondensaten.

Nanofiltration und Umkehrosmose

Nanofiltration

Die Nanofiltration (NF) ist ein druckgetriebenes Membranverfahren und wird bevorzugt zur Aufbereitung wässriger Lösungen eingesetzt. Die Nanofiltration ist bezüglich Betriebsdruck und Trenngrenze zwischen der Umkehrosmose sowie der Ultrafiltration einzuordnen. Charakteristisch für NF-Membranen ist ihre Ionenselektivität. D. h. Nanofiltrationsmembranen unterscheiden zwischen ein- und zweiwertigen Ionen und halten die gelösten niedermolekularen organischen Verbindungen quantitativ zurück. So können Salze mit einwertigen Anionen (z. B. Cl-) die Membran passieren, wohingegen mehrwertige Anionen (z. B. SO42-) zurückgehalten wird. Ihre Trennleistung beruht also im Wesentlichen auf dem Prinzip des Größenausschlusses. Mit NF-Membranen werden Partikel, deren Molmasse größer als 200 g/mol ist, zuverlässig zurückgehalten. Die Hauptanwendungsgebiete der Nanofiltration sind:

Entfernen von organischen sowie gelösten Verunreinigungen,
Wiedergewinnung von organischen Wertstoffen,
Senkung von CSB/BSB-Frachten,
Entlastung von Ionentauschern oder nachgeschalteten Umkehrosmoseanlagen,
Teilentsalzung oder Teilenthärtung,
Entfärben von Abwasser z. B. in der Textil- oder Zellstoffindustrie,
Trennung von nieder- und höhermolekularen Inhaltsstoffen in wässrigen Lösungen,
Rückgewinnung von Metallen.

Umkehrosmose

Die Umkehrosmose (RO engl. Reverse Osmosis) ist ein Membranverfahren zur Abtrennung von gelösten Stoffen aus einer Flüssigkeit und beruht auf einem druckgetriebenen Prozess, wobei die Triebkraft aus der Differenz des elektrochemischen Potentials zu beiden Seiten der Membran resultiert. Bei der osmotischen Trennung eines reinen Lösungsmittels (z. B. Wasser) von einer konzentrierten Lösung (z. B. Salzwasser) durch eine semipermeable Membran fließt bzw. diffundiert das Lösungsmittel (z. B. Wasser) in die konzentrierte Lösung bis zum Erreichen eines osmotischen Gleichgewichtes.

Die porenfreien RO-Membranen können gelöste Inhaltstoffe mit einem Molekulargewicht von weniger als 200 g/mol vollständig zurückhalten, sodass die Umkehrosmose die Trennleistung der Nanofiltration weit übertrifft. Die Hauptanwendungsgebiete der Umkehrosmose sind u. a.:

Erzeugung von Reinstwasser,
Aufbereitung von Brauchwasser (Veredlung),
Entsalzen von Meer- und Brackwasser,
Recyceln von Spülwasser (Metallindustrie),
Konzentrierung von Zellstoffwaschwasser,
Reinigung von Bleichereiabwässern,
Aufkonzentrierung von Deponiesickerwässern,
Rückgewinnung von Phosphorsäure,
Entwässerung photographischer Spülwässer zur Rückgewinnung von Silber,
Reinigung von Textilfärbewässern,
Recyceln von Prozesswasser,
Rückgewinnung von Metallen.