Die richtige Umkehrosmosemembran für ihre Anwendung

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Rückhalt organischer Substanzen

Der Rückhalt von organischen Substanzen ist deutlich schwieriger vorauszusagen, da neben dem Molekülvolumen auch die Polarität des Moleküls Einfluss auf das Diffusionsverhalten und damit auf den Rückhalt der Substanz hat.

Da jedoch Oberflächeneffekte bei ungeladenen Substanzen eine geringere Bedeutung haben, zeigt sich hier die höhere Vernetzung gerade bei Substanzen mit einem geringerem molekularem Volumen. In einem Versuch wurden die Rückhalte von Standard Brackwassermembranen (Lewabrane HF und Vergleich) und Niedrigdruck-Ele- menten (Lewabrane LE und Vergleich LE) untersucht.

Die gleiche Tendenz, die sich bei den anorganischen Substanzen abgezeichnet hat, findet sich bei organischen Substanzen wieder. Während es keine Unterschiede bei Substanzen gibt, die einen höheren Rückhalt haben wie Isopropyl-Alkohol (IPA) und Glukose, sind diese bei kleineren Substanzen wie Dimethylfuran (DMF) oder Harnsäure deutlich. Besonders bei Standard-Brackwasser-Membranen (Lewabrane HF und Vergleich) ist der Unterschied erheblich.

Auswirkungen auf Fluss und Fouling

Durch den höheren Vernetzungsgrad und die dadurch resultierende dichtere Struktur der Polyamid-Schicht konnten bislang keine langfristen Auswirkungen auf den Permeatfluss festgestellt werden.

Zwar zeigte sich, dass die Membran kurz nach dem Starten einer neubestückten Anlage niedrigere Flüsse hat, diese passen sich jedoch nach einer kurzen Zeit an.

Auch kann man noch keine Aussage treffen, ob die höhere Vernetzung oder die geringere Oberflächenladung einen Einfluss auf das Foulingverhalten der Membran hat.

Dafür gibt es zu viele unterschiedliche Parameter, die Fouling bewirken. So sind beispielsweise organische Substanzen im Oberflächenwasser meistens negativ geladen. Daher wird erwartet, dass diese durch eine negativ geladene Oberfläche abgestoßen werden.

Allerdings bilden diese Substanzen in Anwesenheit von Calcium einen Komplex mit der negativen Membran, sodass die Adsorption an der Oberfläche verstärkt wird.

Das komplexe Foulingverhalten ist auch ein Grund, warum es gerade in der Membranchemie noch keine umfassende Lösung gibt, um durch Oberflächenmodifikationen Fouling deutlich zu verringern.

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