Membranfiltration

Nanofiltration, Ultrafiltration, Umkehrosmose

Allgemeines

Die Membrantechnik umfasst die Technologie zur Trennung von mehreren Fraktionen innerhalb einer Flüssigkeit.
 
Das Kernstück der Anlage ist immer die Membran mit dem definierten Trennschnitt zur verlangten Separation. Die abzutrennende Fraktion kann sehr simpel aus feinst partikulären, ungelösten Stoffen bestehen, sie kann eine Emulsion sein oder aus  gelösten Stoffen (Salzen) bestehen.
 
Zur Abtrennung von Ölen und Fetten in einer wässrigen Flüssigkeit setzen wir Ultrafiltrationsmembranen ein; zur Abtrennung von Farbpigmenten die Nanofiltrationsmembranen. Die Entsalzung von Flüssigkeiten erreichen wir mit der Umkehrosmose.
 
Damit sind die drei Bereiche der Membrantechnik genannt:
 
-Ultrafiltration:    2...5000 kD
-Nanofiltration:   200 D...2 kD
-Umkehrosmose: geschlossene Membran, keine Angabe in kD
 

Funktionsweise

Die zu verarbeitende Flüssigkeit (Feed) wird in den Arbeitsbehälter gefördert und die Temperatur eingestellt.
In einem geschlossenen System wird die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit und, abhängig vom Verfahren, unter hohem Druck parallel über die Membran gefahren.
Unser Produkt ist dabei das Permeat, welches die Membran durchdrungen hat (lat. permeare= durchdringen). Im Fall von Emulsionsaufbereitung ist es das unbelastete Wasser. Im Verfahren der Umkehrosmose ist es das entsalzte Wasser.
 
Die Fraktion, welche sich auf der primären Seite der Membran aufkonzentriert, nennt man Retentat (lat. retinere= zurückhalten). Bei jeder Membran sind Grenzen der Aufkonzentration gesetzt. Dieses Verfahren bewirkt eine Aufkonzentrierung oder Einengung. Es ist also nicht möglich, ein Gemisch  zu 100% zu trennen.
 
Mit unserem Wissen und unserer Erfahrung wählen wir den optimalen Betriebspunkt, um die Fraktionen im richtigen Bereich zu fahren. Erst durch Versuche und eine sorgfältige Inbetriebnahme jeder Membrananlage stellt sich der verlangte Prozess ein.

Anwendungen

Die Ultrafiltration setzten wir in der Industrie beispielsweise für folgende Aufgaben ein:

  • Aufbereitung von Waschprozessbädern. Hier werden Phosphatier-/ Entfettungs-/ Beiz- und Beschichtungsflüssigkeiten von Ölen und Schlämmen befreit und damit Standzeiten der Bäder von bis zu 6 Monaten erreicht. Die Aufbereitung erfolgt permanent im Nebenstrom mit der Möglichkeit, periodisch das gesamte Volumen aufzuarbeiten. Die Nachschärfung der Aktivchemikalien erfolgt automatisch über eine pH- Regelung.
  • Aufbereitung von Abwässern in der Gleitschleiftechnik. Typische Aufbereitung von 3...6 m3/d mit entsprechender Sedimentation, Ultrafiltration und Behandlung der Schwermetalle zur Einleitung in die Kanalisation oder als Neuansatz.
  • Einsatz von organischen Membranen im Membranbioreaktor. Der Feed wird so gefahren, dass die Biologie in ständig gleich bleibenden Feststoffanteil im Reaktor vorliegt.
 

Die Nanofiltration setzten wir in der Industrie beispielsweise für folgende Aufgaben ein:

  • Aufbereitung von Spülwässern mit der Aufgabe, die Störstoffe permanent aus den Bädern zu entfernen. Hierzu gehören Stoffe, welche von der Trennschärfe mittels Nanofiltration abgetrennt werden, ohne gelöste Stoffe zu entfernen. Als Beispiel ist die Abtrennung von Farbpigmenten genannt.
  • In der galvanischen Oberflächenveredelung zur Abtrennung von Metallsalzen in Prozessbädern (Anodisierwerke).
 

Die Umkehrosmose setzten wir in der Industrie beispielsweise für folgende Aufgaben ein:

  • Herstellung von entsalztem Wasser (DI- Wasser/ RO- Wasser). Dies ist das klassische Verfahren und wird in praktisch allen Bereichen eingesetzt. Die vorgeschaltete Enthärtung erfolgt mit der bewährten Technik der Ionentauscher. Wir stellen verschiedene Qualitäten von DI- Wasser her- typsicherweise regeln wir den Permeatstrom nach der elektrischen Leitfähigkeit (z.B. LF < 2µS/cm).
  • Aufkonzentrierung von salzhaltigen Prozessflüssigkeiten. Hier ist das Retentat das gewünschte Endprodukt mit möglichst hoher Konzentration.
  • Aufbereitung von Gülle und Gärresten. Hier setzen wir die Umkehrosmose zur Abtrennung von einleitfähigem Wasser (oder als Brauchwasser) ein und konzentrieren auf der Retentatseite die Nährstoffe auf. Dieses Verfahren ist in einem interessanten Verbund vor- und nachgeschalteter Prozessschritte integriert.
 

 Vorteile

-Interessante Trennverfahren mit spezifischen Aufgaben
-Wir haben direkten Zugang zu allen Membranherstellern und lösen komplexe Trennprobleme
-Einstellen der physikalischen Größen Druck, Temperatur, pH- Wert, elektr. Leitfähigkeit für besondere Anwendungen
 





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