Nanofiltration und Umkehrosmose

Beide Technologien basieren auf dem Prinzip der Umkehrosmose. Umkehrosmose hat eine hohe Trennungseffizienz für alle gelösten Stoffe und ist daher äußerst gut geeignet zur Entsalzung und Demineralisierung von Trinkwasser, Speisewasser und zur Produktion von Prozesswasser. Nanofiltration hat einen geringeren Filterertrag für monovalente Ionen und ist daher ideal geeignet zur Enthärtung, Entfärbung, Pestizidentfernung und Entfernung gelöster organischer Stoffe (DOC Dissolved Organic Carbon).

Die Anwendung von Umkehrosmose und Nanofiltrations-Technologie bietet folgende Vorteile:

Umkehrosmose ist ein Druckgesteuerter Prozess, der eine semipermeable Membran benötigt. Die semipermeable Membran fungiert als Barriere für die gelösten Teilchen. Die semipermeable Membran ist die industrielle Kopie der natürlichen Zellmembran.

Osmose ist der Strom des Wassers durch eine semipermeable Membran von einer weniger konzentrierten Lösung in eine stärker konzentrierte Lösung. Es ist ein natürlicher Prozess basierend auf dem Streben nach Gleichgewicht. Der Wasseraustausch geht so lange weiter, bis auf beiden Seiten der Membran eine identische Konzentration herrscht.

Der Druck, der auf die konzentrierte Lösung angewandt werden muss, um diesen Wasseraustausch aufzuhalten wird osmotischer Druck der Lösung genannt.

Bei der Umkehrosmose wird ein Druck höher als der osmotische Druck auf die konzentrierte Lösung ausgeübt. Dadurch bewegt sich das Wasser über die semipermeable Membran, in Richtung der weniger stark konzentrierten Lösung. Da die gelösten Stoffe nicht durch die Membran passen, wird die konzentrierte Lösung noch stärker konzentriert und die schwächer konzentrierte Lösung wird noch weiter gelöst. Das konzentrierte Wasser nennt man Konzentrat, das durch die Membran gepresste Wasser nennt man Permeat.

Im Gegensatz zu Mikrofiltration und Ultrafiltration sind Nanofiltration- und Umkehrosmose Membranen nicht porös. Das Aufhalten und Durchlassen der Stoffe ist hier nicht nur abhängig von der Größe der Teilchen, sondern auch von der Affinität der semipermeablen Membran zu den Teilchen. Die Membranen sind daher keine absolute Barriere.

Membranen sind kleine dünne Häute, die aus Polymeren, also aus Kunststoff bestehen. Um genügend Oberfläche zu erhalten, sind die meisten Membranelemente “spiral wound”. Die flache Membran ist an drei Seiten mit einem nichtdurchlässigen Stoff verleimt (wie ein Umschlag) und danach straff um ein Röhrchen gewunden. Die offene Seite des Umschlags ist längs mit dem Röhrchen verleimt. Das Ganze wird in ein Rohr eingebaut. Das Wasser strömt durch das Rohr, entlang der aufgerollten Membran, wobei ein Großteil durch die Membran gepresst wird und über den Umschlag in das Permeatrohr gelangt. Der Rest verlässt das Rohr an der anderen Seite als Konzentrat. Es gibt in jedem Rohr mehrere Membranen und mehrere Rohre pro Anlage.

RWB hat viel Erfahrung mit dem Entwurf und der Realisierung von Umkehrosmose- und Nanofiltrationsanlagen. Der Entwurf einer Anlage wird großteils von der Art des zugeführten Wassers bestimmt. RWB hat Erfahrung mit Anwendungen von vorbehandeltem Oberflächenwasser, Trinkwasser, diversen Arten von Prozesswasser und auch mit dem Effluent einer biologischen Reinigung mit MBR Technologie.

Neben Kundenspezifischen Anlagen verfügt RWB über eine standardisierte Produktlinie von Culligan®.

Die Durchführung von Pilottests ist neben Prozesssimulation eine unserer Möglichkeiten um einen optimalen Entwurf für Ihre Anwendung zu erstellen.

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