Membranlage

Eine Membrananlage ist ein Prozesssystem, das semipermeable Membranen zur Trennung von Stoffen aus Flüssigkeiten nutzt. Sie wird überwiegend in der Wasser- und Abwasserbehandlung sowie in der Meerwasserentsalzung eingesetzt und findet auch in der Lebensmittel- und chemischen Industrie Anwendung.

Funktionsprinzip: Druckgetriebene Membranprozesse überwinden den Strömungswiderstand, sodass das zu behandelnde Medium durch die Membran diffundiert. Die Membran lässt bestimmte Moleküle oder Ionen passieren, während Feststoffe, gelöste Stoffe oder Kontaminanten zurückgehalten werden. Das durchlässige Fluid nennt man Permeat; der Rest wird als Konzentrat bezeichnet. Typische Leistungskennzahlen sind Flux (Durchsatz) und Retentionsgrad.

Typen: Mikrofiltration (MF) entfernt grobe Partikel und Bakterien; Ultrafiltration (UF) trennt Proteine und kolloidale Stoffe; Nanofiltration (NF) kleinste gelöste Substanzen und Ionen; Umkehrosmose (RO) entfernt nahezu alle gelösten Stoffe. Membranen können polymerisch oder keramisch sein; Module erfolgen oft als Spiralwickel- oder Hohlfilamentkonstruktionen.

Aufbau: Wichtige Komponenten sind Vorbehandlung, Membrankassetten oder -module in druckfesten Gehäusen, Pumpen, Druckregelung und ggf. eine CIP-Anlage. Steuerung, Überwachung und Ab- bzw. Durchflussführung runden die Anlage ab.

Anwendungen: Trinkwasser- und Prozesswasserbereitung, Abwasserbehandlung und Recycling, Meerwasserentsalzung; in der Industrie auch Trennung von spezifischen Substanzen.

Betriebliche Aspekte: Fouling und Skalierung beeinträchtigen Leistung; regelmäßige Reinigung, Spül- und Wartungsprogramme sowie Energieoptimierung sind entscheidend.

Umweltaspekte: Die Entsorgung oder Aufbereitung von Konzentratströmen ist zu planen, um Umweltbelastungen zu minimieren.