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Im Rahmen eines DVGW-Forschungsvorhabens wurde ein Membranteststand konzipiert, gebaut und erprobt, in den flache Membranen eingesetzt und mit geringem apparatetechnischen Aufwand hinsichtlich ihrer Eigenschaften (z.B. Permeabilität, Rückhaltevermögen) charakterisiert werden können.

Damit können wesentlich kostengünstiger als bei halbtechnischen Pilotanlagen und kurzfristig Ergebnisse über das Verhalten von Membranen bei verschiedenen Rohwasserbeschaffenheiten überprüft werden, die eine Vorauswahl von Membranen für einen bestimmten Anwendungsfall erlauben. Ein weiterer Vorteil des Membranteststandes liegt darin, dass für die Tests wesentlich geringere Durchsatzmengen erforderlich sind.

Membranen finden in der Wasseraufbereitung im Wesentlichen in zwei Aufgabenfeldern Anwendung. Für die Partikelentfernung einerseits werden Membranen zur Mikro- und Ultrafiltration und zur Entsalzung bzw. Enthärtung andererseits Nanofiltrations- und Umkehrosmosemembranen eingesetzt. Hierbei handelt es sich sowohl um flache als auch um Kapillarrohrmembranen. Obwohl Kapillarrohrmembranen zur Partikelentfernung häufiger eingesetzt werden als flache Membranen, wurden im Rahmen des Vorhabens zunächst flache Membranen zur Mikro- und Ultrafiltration mit verschiedenen Trenngrenzen hinsichtlich ihres Partikelrückhaltes untersucht. Die Membranmuster werden ein Plattenmodul mit einer effektiven Fläche von ca. 0,08 m² eingelegt und unter verschiedenen Überströmungs- und Druckbedingungen betrieben. Der Rückhalt bzgl. Trübstoffen war bei den untersuchten Mikro- und Ultrafiltrationsmembranen sehr weitgehend und praktisch unabhängig von der jeweiligen Trenngrenze der Membranen. Demgegenüber waren deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Membrantypen in der Permeabilität festzustellen.

Des weiteren wurden Untersuchungen zum Einsatz der Nanofiltration durchgeführt insbesondere im Hinblick auf den Rückhalt von Härtebildnern und gelösten organischen Wasserinhaltsstoffen sowie von Schadstoffen (EDTA). Die Ergebnisse zeigten, dass der Membranteststand auch hierfür einsetzbar ist. Auf den Membranoberflächen bilden sich in Abhängigkeit von der Rohwasserbeschaffenheit Ablagerungen, die zu einer Abnahme der Permeabilität führen.

Zur Wiederherstellung der Permeabilität müssen diese Ablagerungen entfernt werden. Mit dem Membranteststand können Untersuchungen durchgeführt werden, um den optimalen Reinigungsvorgang zu ermitteln.

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Pia Lipp

Tel.: +49(0)721/9678-127
Fax: +49(0)721/9678-109
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Förderung

DVGW - Deutscher Verein des Gas- und Wasserfachs

Weitere Informationen

Lipp P.; Sacher F.; Baldauf G.: Removal of organic
micro-pollutants during drinking water treatment by
nanofiltration and reverse osmosis. Desalination and
Water Treatment 13 (2010), S.226-237