Nanofiltrationssysteme

Die wachsenden Anforderungen der Industrie und die Technologien zur Wasserrückgewinnung erfordern nicht nur eine physikalische Filterung des Wassers, sondern auch die Abtrennung der darin gelösten Ionen mit einer bestimmten Genauigkeit. Im Spektrum der Wasseraufbereitungstechnologien nehmen Nanofiltrationssysteme (NF) eine strategische Position zwischen Ultrafiltrations- (UF) und Umkehrosmose- (RO) Systemen ein und bieten effiziente technische Lösungen für die spezifischen Aufbereitungsanforderungen von Unternehmen.

Die Nanofiltration ist ein druckgetriebener Trennprozess, bei dem semipermeable Membranen mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 0,001 Mikrometern zum Einsatz kommen. Das wesentliche Merkmal, das diese Technologie in der Industrie einzigartig macht, ist, dass sie keine vollständige Entmineralisierung des Wassers bewirkt (wie bei der Umkehrosmose), sondern eine selektive Durchlässigkeit bietet. Während sie mehrwertige Ionen wie Kalzium und Magnesium, die für die Wasserhärte verantwortlich sind, sowie Sulfat, Farbstoffmoleküle und Pestizidrückstände in hohem Maße zurückhält, lässt sie einen Teil der einwertigen Ionen wie Natrium und Chlorid passieren. Dies bietet Unternehmen die Möglichkeit einer „teilweisen Entmineralisierung“ und schafft erhebliche Vorteile bei den Energie- und Betriebskosten.

Ein industrielles Nanofiltrationsgerät arbeitet nach einer Kombination aus den Prinzipien der Molekulargewichtsgrenze und der elektrischen Ladung (Donnan-Effekt). Der Prozess der Wasseraufbereitung richtet sich nach der technischen Auslegung des Systems:

Das Wasser, das über Hochdruckpumpen in das System geleitet wird, verhält sich beim Erreichen der NF-Membranen so, als wären seine Molekülgröße und Ladung analysiert worden. Insbesondere organische Stoffe mit einem Molekulargewicht von 200 bis 1000 Dalton, Farbpigmente und großmolekulare Ionen wie Sulfat werden von der Membranstruktur stark abgestoßen und in die Abwasserleitung (Konzentrat) geleitet. Auf diese Weise werden unerwünschte strukturelle Verunreinigungen in industriellen Prozesswässern durch eine physikalische und chemische Barriere zurückgehalten.

Als Alternative zu klassischen Wasserenthärtungssystemen mit Ionenaustauscherharzen ermöglicht die Nanofiltrationstechnologie einen kontinuierlichen und unterbrechungsfreien Enthärtungsprozess ohne den Einsatz von Salz (Regenerationsvorgang). Dank ihrer Fähigkeit, die für die Wasserhärte verantwortlichen Ionen zurückzuhalten, fungiert sie in modernen Anlagen, in denen auf den Einsatz von Chemikalien verzichtet werden soll, als umweltfreundliche Wasserenthärtungsmembran.

Umkehrosmoseanlagen benötigen sehr hohe Betriebsdrücke, um Wasser von einwertigen Ionen (wie Salz) zu befreien. Da die Nanofiltration hingegen den Durchgang von einwertigen Ionen zulässt, ist der osmotische Druckunterschied geringer. Diese technische Tatsache ermöglicht es, dass die Pumpen bei deutlich niedrigeren Drücken arbeiten, wodurch die Stromkosten (kW/h) Ihres Betriebs erheblich gesenkt werden.

NF-Membranfiltersysteme bilden eine grundlegende Infrastruktur in Branchen, in denen keine vollständige Entmineralisierung erforderlich ist, aber die Entfernung bestimmter Ionen und organischer Stoffe unerlässlich ist:

• Textil- und Färbereianlagen: Entfernung von Farbstoffen aus dem Abwasser und Rückgewinnung von Salzwasser zur Wiederverwendung im Produktionsprozess.
• Lebensmittel- und Milchindustrie: Konzentration von Molke, Laktoseentfernung sowie die Aufbereitung von Wasser unter Erhalt bestimmter Mineralstoffe für die Herstellung von Erfrischungsgetränken.
• Aufbereitung von Grund- und Brunnenwasser: Beseitigung der in Brunnenwasser häufig auftretenden Trübung, die durch hohe Sulfatwerte, Wasserhärte und natürliche organische Stoffe (NOM) verursacht wird, mit einem einzigen System.
• Vorbehandlung vor der Umkehrosmose: Insbesondere in Meerwasseraufbereitungsanlagen, um den Sulfatgehalt zu senken und Ablagerungen an den RO-Membranen zu verhindern.

Der Erfolg eines Nanofiltrationssystems hängt von der genauen Analyse der chemischen Eigenschaften des Wassers, der angestrebten Produktwasserqualität und des Durchflussbedarfs ab. Die Auslegung der erforderlichen Antiskalant-Dosierungen und der Vorbehandlungsanlagen zur Verhinderung von Membranverschmutzung ist ein entscheidender technischer Prozess.

Mit unserem Fachwissen und unserer Praxiserfahrung in der Wasseraufbereitungsbranche arbeitet unser professionelles Team in jeder Phase Ihres Projekts nach den Grundsätzen der Ingenieurskunst. Angefangen bei einer auf Ihre Anlage zugeschnittenen Rohwasseranalyse und 3D-Planungsprozessen bis hin zur Auswahl des richtigen NF-Membrantyps, der Programmierung der Automatisierungssoftware (SPS/SCADA) entsprechend Ihrem Betriebsszenario und der Inbetriebnahme des Systems – all dies wird von unserem Expertenteam durchgeführt. Um die Produktionsqualität Ihres Unternehmens zu steigern und gleichzeitig den Wasser- und Energieverbrauch zu senken, gewährleisten wir mit unserem technischen Kundendienst die Nachhaltigkeit Ihres Systems.

Um die für die Eigenschaften Ihres Wassers am besten geeignete fortschrittliche Filtertechnologie zu ermitteln und unsere auf Ihre Anlage zugeschnittenen Planungsdienstleistungen in Anspruch zu nehmen, können Sie sich gerne an unser Ingenieurteam wenden.