Nanofiltration

Die Nanofiltration ist eine Membrantrennverfahren welches sich zwischen den Trenngrenzen der Umkehrosmose und der Ultrafiltration einfügt. Der üblicherweise verwendete Betriebsdruck liegt im Bereich zwischen 0,3 und 4,0 MPa. Die Ausschlussgrenzen werden zwischen 180 und 2000 Dalton angegeben.

Die Selektivität einer NF Membran wird über zwei unterschiedliche Parameter bestimmt. Zunächst ist der Rückhalt von der Größe der Verbindungen, also vom Molekulargewicht abhängig. Der Rückhalt und die Permeabilität sind für NF Membranen jedoch auch wesentlich von der elektrischen Ladung und Wertigkeit der Salze und Verbindungen in Lösung abhängig. Verdünnte Lösungen von einwertigen Ionen können eine NF Membran weitgehend ungehindert passieren, während mehrwertige Ionen (wie Sulfat und Karbonat) zu einem großen Teil zurückgehalten werden. Für Anionen steigt der Rückhalt durch eine NF Membran in der Reihenfolge Nitrat < Chlorid < Hydroxid < Sulfat < Karbonat < Phosphat. Für Kationen steigt der Rückhalt einer NF Membran in der Reihenfolge Proton < Natrium < Kalium < Calcium < Magnesium < Kupfer < Eisen.

Nanofiltrationsmembranen sind wie Umkehrosmosemembranen aus einer Trägerstruktur sowie einer dünnen selektiven Schicht als 2- oder 3-Lagen Kompositmembran aufgebaut. Zwischenzeitlich sind auch chemisch stabile Membranen zur Aufbereitung von Säuren, Laugen oder oxidativen Medien verfügbar. Damit ist das Verfahren für eine Vielzahl von Trennaufgaben geeignet:

  • Enthärtung von Betriebs-, Produkt- oder Trinkwasser
  • Abtrennung organischer Verunreinigungen (Pestizide, Insektizide) in der Trinkwasseraufbereitung
  • Filtration von Säuren und Laugen
  • Entsalzung von organischen Wertstoffen (Pharmazeutische Industrie) im Diafiltrationsmodus

Für die unterschiedlichen Applikationen stehen nicht nur verschiedene Membranmaterialien sondern auch mehrere Modulkonfigurationen zur Verfügung.

Für die Wasseraufbereitungsanwendungen wird bevorzugt die Spiralwickelkonfiguration verwendet. Ihre kompakte Bauweise mit hoher Packungsdichte ermöglicht die Behandlung großer Volumenströme auf kleinem Raum. Voraussetzung für den Einsatz von Spiralwickelelementen ist eine hohe Qualität der Feedlösungen in Bezug auf die Feststoffbelastung bzw. eine entsprechend aufwendige Vorfiltration. Auch für die Diafiltration in Pharma-Anwendungen werden meist Spiralwickelelemente eingesetzt.

Für höher viskose oder stark feststoffbeladene Ströme werden Rohrmodule eingesetzt. Ihr freier Fließquerschnitt ermöglicht eine Behandlung ohne bzw. mit stark vereinfachter Vorbehandlung.

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