Ultrafiltration - vielseitig, chemikalienfrei und sicher
Mittels Ultrafiltrationsverfahren können Partikel, Keime und Viren aus dem Wasserentfernt werden. Das Einsatzgebiet erstreckt sich von der Abwasserbehandlung über die Trinkwasseraufbereitung bis zum Einsatz in der Nahrungsmittel- und Pharmazeutischen Industrie.
Burkhalter Wassertechnik setzt die Ultrafiltration zur Trinkwasseraufbereitung oder Vorstufe einer nachfolgenden Reinstwasseraufbereitung ein. Bei der Herstellung von Reinstwasser für pharmazeutische Zwecke (z. B. WFI) wird die Ultrafiltration als finale Membran-Stufe eingesetzt und dient als sichere Barriere für Keime und Endotoxine.
Verfahrenstechniken
Ultrafiltration
Mittels Ultrafiltration können unerwünschte Bestandteile im Wasser (Schwebestoffe, Bakterien etc.) effektiv und wirtschaftlich entfernt werden. Es ist eine vollständige Entfernung von Mikroorganismen möglich. Dabei lässt sich die Ultrafiltration in komplexen Industrieanlagen, in der Lebensmittelherstellung, in der Pharmaindustrie, aber auch in der Regenwassernutzung anwenden.
Wie funktioniert die Ultrafiltration?
Das technische Prinzip basiert darauf, dass nur Substanzen durch die Membran gelangen, die kleiner als deren Poren sind. Die Porengrösse der verwendeten Membran spielt für die Ultrafiltration also eine entscheidende Rolle. Man unterscheidet Mikrofiltration, Ultrafiltration und Nanofiltration über den Grad der Abtrennung. Bei der Ultrafiltration liegt die Ausschlussgrenze (oder auch «Cut-off») im Bereich zwischen 2 und 100 nm.
Dabei kommen meist Hohlfasern zum Einsatz, die in Filtermodulen gebündelt sind, um die notwendige Fläche zu erzeugen. Damit die Ultrafiltration funktioniert, muss eine gewisse Druckdifferenz zwischen beiden Seiten der Membran vorhanden sein. Je feiner die Poren der Membran sind, desto höher muss der Druck sein.
Was wird alles entfernt?
Die Ultrafiltration ist äusserst vielseitig einsetzbar. Entsprechend der Abtrenngrenze der Membranen werden folgende Inhaltsstoffe entfernt:
- Ungelöste und kolloidale Teile (Trübstoffe, Partikel, Schwebestoffe, sichtbare Verunreinigungen im Wasser)
- Bakterien, Viren, Parasiten
- Endotoxine
- Legionellen
Nicht entfernt werden gelöste Stoffe und alle Mineralien wie Kalzium und Magnesium.
Ultrafiltration in der Pharmaindustrie
Seit in Europa die Wasserqualität WFI (Water for Injection) auch mittels Membranverfahren hergestellt werden kann (vorher ausschliesslich mit Destillation), gewinnt die Ultrafiltration in diesem Bereich an Bedeutung. Die Ultrafiltration wird dabei als finale Aufbereitungsstufe eingesetzt und dient als Barriere für Keime, Viren und Endotoxine. Die Ultrafiltrations-Module sind im Gegensatz zu Umkehrosmosemodulen dichtungsfrei aufgebaut und weisen daher eine höhere Sicherheit im Hinblick auf die Rückhalterate auf.
Schematischer Ablauf Ultrafiltration
Durch das vielseitige Einsatzgebiet (Abwasser, Trinkwasser, Lebensmittel, Pharma) ergeben sich eine Vielzahl von unterschiedlichen Ultrafiltrationsmembranen. Gemeinsam ist das Funktionsprinzip der Aufbereitung. Das Wasser wird mit Druck durch eine Membrane gedrückt und die abzutrennenden Stoffe werden zurückgehalten. Ab einem definierten Verschmutzungsgrad müssen mittels Rückspülung die zurückgehaltenen Stoffe abgeschlämmt werden.
Nachfolgend ein animiertes Beispiel der Funktionen einer Ultrafiltration im Trinkwasserbereich. Die zurückgehaltenen Stoffe werden als Schwebestoffe dargestellt.
Beispiel Ultrafiltrationsanlage
Die Ultrafiltration wird als separate Aufbereitungsstufe direkt in eine Reinstwasseranlage integriert oder als alleinstehende Anlage gebaut. Hier ein Beispiel einer Stand-alone Anlage. Die Hohlfasermembranen werden als Bündel in Modulen zusammengefasst.
