Jeder, der Biologie auf der untersten Schulstufe studiert hat (und darauf geachtet hat), ist mit dem Konzept einer Membran, insbesondere einer semipermeablen Membran, vertraut. Biologisch lebende Zellen sind in semipermeable Membranen eingewickelt, die ihre Funktionen von der Umgebung getrennt halten. Der semipermeable Aspekt lässt nur bestimmte Ionen und organische Moleküle in die Zelle hinein oder aus dieser heraus gelangen. Die Membran kann entweder passiv oder aktiv selektiv sein. Bei den UF-Reinigungs- und Mikrofiltrationsverfahren wird eine semipermeable Membran verwendet, um Mikroverunreinigungen aus einem Wasserstrom abzutrennen.

Was ist der Unterschied zwischen UF-Reinigung und Mikrofiltration? Wir werden zunächst erklären, wie eine semipermeable Membran funktioniert. Anschließend werden die Unterschiede zwischen den UF- und Mikrofiltrationsmembranbehandlungsprozessen für die Wasser- und Abwasserbehandlung erläutert.

Wie funktioniert eine semipermeable Membran?

Einer der Wege ist der aktive Transport über eine Membranoberfläche, der auf verschiedene Arten erfolgt. Für jeden dieser Transporte muss die Zelle eine bestimmte Menge Energie aufwenden. Eine Möglichkeit sind Transportkanäle, die Nährstoffe und Stoffwechselabfälle aufnehmen und ausstoßen. Eine andere ist die Endozytose, bei der die Zellwand so etwas wie einen Pseudo-Mund bildet, sich um ein externes Objekt wickelt und dann in der Zelle als Vesikel abknospt. Das Gegenteil ist Exozytose. Interne Vesikel verschmelzen mit der Membran und ihr Inhalt wird in die umgebende Lösung ausgeschieden.

Ein anderer Weg sind passive Mechanismen, die als Diffusion und Osmose bekannt sind. Diffusion ist die Bewegung von Ionen und Molekülen aus Bereichen hoher Konzentration in Bereiche niedriger Konzentration, um auf beiden Seiten der Membran einen Gleichgewichtszustand herzustellen. Während sich diese Ionen bewegen, erzeugen sie einen osmotischen Druckunterschied. Die Osmose wirkt der Diffusion entgegen und versucht, ein Gleichgewicht herzustellen, indem eine Lösungsmittelflüssigkeit (typischerweise Wasser) in den Bereich mit höherer Konzentration bewegt wird.

Der passive Diffusions- / Osmoseprozess ist ein Mechanismus, der in viel größerem Maßstab leicht zu replizieren ist. Es gibt viele mögliche Anwendungen für eine solche Technologie, insbesondere aber ihre Nützlichkeit bei der Wasser- und Abwasserbehandlung. Mikro- und Ultrafiltrationsreinigung sind zwei solche Membrantechnologien. Sie sind sehr ähnliche Filtrations- / Trennverfahren mit einem Unterschied, der jedes für seine eigenen speziellen Anwendungen ideal macht.

Grundsätzlich ähnlich

Mikrofiltration und UF-Reinigung ähneln sich mehr als sie sich unterscheiden. Wie in der Einleitung erwähnt, handelt es sich bei beiden um passive membranbasierte Trenntechnologien. Bei diesen Systemprozessen wird ein Differenzdruck auf eine semipermeable Membran ausgeübt, der Wasser und kleine Partikel durch die Membranporen drückt, während größere Feststoffe auf der anderen Seite zurückgehalten werden.

Diese Prozesse führen auch zu vorteilhaften Vorbehandlungsschritten für die Umkehrosmose. Membranen brauchen viel Pflege, damit sie so lange wie möglich ohne Ersatz halten können. Die Filtervorbehandlung reduziert die Konzentrationen größerer fester Partikel und verringert die Wahrscheinlichkeit von Membranverschmutzung.

Die Membranen für diese Mikrofiltrations- und UF-Reinigungssysteme sind ebenfalls in den gleichen Konfigurationen erhältlich. Platten- und Rahmen-, Rohr-, Hohlfaser- und Spiralwicklungen sind mögliche Optionen. Diese verschiedenen Konfigurationen bieten ihre eigenen Vor- und Nachteile. Es gibt auch verschiedene Materialien, aus denen die Membranen bestehen können, nämlich Polymere und Keramik.

Ähnliche Vorteile:

• Keine Chemikalien

• Gleichbleibende Produktqualität unabhängig von der Futterqualität

• Kompakt

Ähnliche Kosten:

• Ausrüstung

  • Tanks, Pumpen, Skids, Steuerungen usw.

• Baumaterialien

• Wassercharakterisierung

  • Was sich im Wasser / Abwasser befindet, bestimmt, was getan werden muss, um es richtig zu behandeln. Komplexere Zusammensetzungen oder hohe Konzentrationen von Schadstoffen erfordern Vorbehandlungsschritte oder energieintensivere Prozesse oder elastischere Membranen, um diese Bedingungen zu bewältigen. Niedrige Konzentrationen und einfache Verunreinigungszusammensetzungen erfordern in der Regel eine geringere Vorbehandlung und senken daher die Betriebskosten.

• Fließraten

  • Höhere Durchflussraten sind mit höheren Kapital- und Betriebskosten verbunden

• Planung

• Platzanforderungen

• Installation

  • Vorgefertigte vs unmontierte Systeme

• Versandkosten

• Betriebskosten

Die Unterschiede

Auf die Porengröße kommt es an. Im Membrantrennmaßstab sind Mikro- und Ultrafiltration gröber als Nanofiltration und Umkehrosmose, aber immer noch feiner als Medienfiltration. Mikrofilterporen liegen im Bereich von 0.1 bis 10 Mikrometern und Ultrafiltrationsmembranporen im Bereich von 0.01 bis 0.1 Mikrometern. Die für ein Aufbereitungssystem ausgewählte Methode basiert auf der Größe der kleinsten Partikel, die im Speisewasser zurückgehalten werden sollen. Der Unterschied in der Porengröße bestimmt, für welche Anwendungen die Ultrafiltrationsreinigung oder das Mikrofiltrationsbehandlungsverfahren für die jeweilige Anwendung am besten geeignet sind.

Entfernung

Basierend auf dem Porengrößenbereich dieser beiden Trenntechnologien finden Sie unten eine Liste der kleinsten Schadstoffe, die mit jeder Technologie aus Rohwasserströmen entfernt oder reduziert werden können.

Mikrofiltration (MF)

• Algen

• Bakterien

• Pathogene Protozoen (Giardia lamblia und Crypotosporidium)

• Sediment (Sand, Ton, bestimmte komplexe Metalle / Partikel)

Ultrafiltration

Alle Kontaminanten MF können entfernt werden, plus:

• Endotoxine

• Kunststoffe

• Silica

• Schlick

• Viren

Anwendungen

Sowohl die Mikrofiltration als auch die UF-Reinigung eignen sich für die Wasser- / Abwasserbehandlung in einer Vielzahl von industriellen und kommerziellen Umgebungen. Dies schließt die Verarbeitung vieler Arten von Endprodukten ein. Nachfolgend sind nur einige der vielen möglichen Anwendungen für jeden Membranfilterprozess aufgeführt.

Mikrofiltration

• Kaltsterilisation von Getränken und Pharmazeutika

• Bakterien vom Wasser trennen

• Klärung von Fruchtsäften, Wein oder Bier

• Ölraffinerie

Ultrafiltration

• Reduzierung des Schlammdichteindex für die Umkehrosmose

• Virusentfernung aus dem Wasser

• Trennung von Öl / Wasser-Emulsionen

• Krankheitserreger aus der Milch entfernen

• Medizinische Anwendungen

Haben Sie Fragen zu Mikro- oder UF-Reinigungsprozessen für Ihre spezielle Behandlungsanwendung?

Wenden Sie sich an die Wasseraufbereitungsexperten von Genesis Water Technologies, Inc. unter 1-877-267-3699, oder senden Sie eine E-Mail an customersupport@genesiswatertech.com um Ihre Behandlungsthemen und die passende Lösung zu besprechen, die Ihren spezifischen Bedürfnissen entspricht.