Was ist Ultrafiltration?
Ultrafiltration ist eine Methode zur Entfernung sehr kleiner Partikel aus Flüssigkeiten. Eine bei diesem Verfahren verwendete Membran weist üblicherweise Poren mit einer Größe von 0,01 bis 0,001 Mikrometer auf. Dies ist klein genug, um die meisten Bakterien, Viren, Substanzen mit hohem Molekulargewicht und Moleküle vom Polymertyp zu entfernen. Während der Ultrafiltration wird der Flüssigkeitsstrom in zwei Ströme aufgeteilt, was als Querstromtrennung bekannt ist. Ein Strom geht durch die poröse Membran und wird dann Permeat genannt, und der andere konzentriert sich in den Partikeln und anderen Stoffen, die die Membran nicht durchdringen konnten.
Das Verfahren wird üblicherweise zur Aufbereitung von Trinkwasser unter Einhaltung strenger Normen eingesetzt. Viele Organismen sind gegen andere Methoden der Wasserdesinfektion resistent geworden, aber ein Ultrafiltrationssystem entfernt Krankheitserreger, indem es Wasser durch eine Membran bewegt und jeden Organismus physikalisch entfernt. Die Membranen selbst werden oft zu kleinen Hohlfasern mit einem Durchmesser von weniger als einem Millimeter (etwa 0,04 Zoll) geformt, die zu Tausenden in einem Filtergehäuse gebündelt sind. Module, die die Membranen enthalten, gibt es in einer Vielzahl von Konfigurationen, einschließlich spiralförmig gewickelter, platten- und rahmenförmiger und röhrenförmiger Module. Die Art und Konzentration des zu entfernenden Materials bestimmt, welche Art von Konfiguration verwendet wird.
Die Effizienz von Ultrafiltrationssystemen wird durch das Fließen der Flüssigkeit über die Oberfläche der Filtermembran beeinflusst. Je höher die Geschwindigkeit der Flüssigkeit ist, desto höher ist die Permeationsrate. Höhere Durchflussraten können jedoch den Energieverbrauch des Systems erhöhen. Aus diesem Grund müssen Designer einen akzeptablen Energieverbrauch im Vergleich zu einer für die Anwendung optimalen Rate in Betracht ziehen. Der Druck hängt auch direkt davon ab, wie viel Flüssigkeit die Membran durchdringt, und ist durch die Stärke von Modul und Membran begrenzt.
Je höher die Temperaturen sind, desto mehr Flüssigkeit fließt durch die Membran. Es müssen jedoch andere Faktoren berücksichtigt werden, um festzustellen, ob eine Temperaturänderung die Permeationsrate beeinflusst hat. Eine konsequente Überwachung ist erforderlich, um festzustellen, ob ein Ultrafiltrationssystem ordnungsgemäß funktioniert. Daher ist es erforderlich, die Nutzung und den Betrieb des Systems jeden Tag aufzuzeichnen. Wenn die Permeationsrate um 10% sinkt, ist dies ein Hinweis darauf, dass die Membran gereinigt werden sollte. Antibakterielle Mittel können auch durchlaufen werden, um alle Krankheitserreger abzutöten, die sich ansammeln können, insbesondere wenn das System einige Tage lang außer Betrieb ist. Ultrafiltration ist vorteilhaft für große Wassersysteme sowie kleine private und kommunale Wasserquellen.