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Wasseraufbereitung Die richtige Umkehrosmosemembran für ihre Anwendung

| Autor / Redakteur: Dr. Jens Lipnizki* / Anke Geipel-Kern

Es lohnt sich, Umkehrosmosemembranen mit einander zu vergleichen. Der Vernetzungsgrad entscheidet über Rückhaltevermögen, Permeatleistung und Stabilität. Nur hochvernetzte Polyamidmembranen sind leistungsstarke Membranen. Die chemische Zusammensetzung des Verbundes ist das Geheimnis dahinter.

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Membran-Filterelmente der Reihe Lewabrane
Membran-Filterelmente der Reihe Lewabrane
(©2013 Thorsten Martin, all rights reserved, Urh.-Nr.: 1910742)

Seit 2012 werden wieder Umkehrosmose (UO)-Membrane in Europa produziert. Sowohl das rasante Marktwachstum als auch der existierende Marktzugang durch Ionenaustauscher war für Lanxess als deutsches Unternehmen der Grund, in ein vorwiegend von amerikanischen und asiatischen Produzenten dominiertes Umfeld einzusteigen.

Die UO-Fertigung wurde hierzu an die existierende Ionenaustauscher-Produktion für monodisperse Ionenaustauscherharze in Bitterfeld angeschlossen.

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Das Unternehmen setzte dabei auf die bewährte Technik der Verbundmembran auf Basis von Poly- amid. Von Beginn an war jedoch das Ziel, eine hochautomatisierte Fertigung zu implementieren und das langjährige Wissen über Polymerisationsprozesse einzubringen.

So entstand das Konzept der hoch vernetzen Polyamid-Membran. Heute, nach fast drei Jahren im Markt und mehreren 10 000 installierten Membranelementen, kann man von einer erfolgreichen Produkteinführung sprechen.

Hochvernetzte Verbundmembrane

Eine Verbundmembran besteht aus drei Schichten – dem Vlies aus Polyester, einer Stützstruktur aus Polysulfon und der selektiven Polyamidschicht. Dabei wird die Polyamidschicht durch eine Grenzflächenpolymerisation von Trimesoylchlorid (TMC) und dem meta-Phenylendiamin (m-PDA) gebildet.

Im optimalen Fall sollte sich die Netzstruktur komplett ausbilden, jedoch reagiert die Chlor-Carboxyl-Gruppe auch schnell mit Wasser und bildet eine Carboxyl-Gruppe aus, die zu einer negativen Ladung der Oberfläche führt.

Diese Nebenreaktion führt zu einer weniger vernetzten Polymerstruktur und einer negativ geladenen Oberfläche. Während sich ersteres auf die Haltbarkeit einer Membran auswirken kann, führt die anionische geladene Oberfläche zu Wechselwirkungen mit Ionen, die den Rückhalt der Membran beeinträchtigen.

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