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Membrantechnik

Membranverfahren in der Wassertechnik – kleine Poren, große Wirkung

| Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Bittermann / Dr. Jörg Kempf

Multibore-Membran von Inge
Multibore-Membran von Inge (Bild: Inge)

Trotz überzeugender Ergebnisse brauchten Membranverfahren rund 20 Jahre bis zur breiteren Akzeptanz in der Wasserwirtschaft. Was waren wichtige Meilensteine?

Membranverfahren ist die Sammelbezeichnung für Technologien zur Rückhaltung von Partikeln, Bakterien, Kolloiden, Salzen und chemischen Substanzen durch eine dünne Trennschicht mit oder ohne Poren, die sich je nach Membrantyp in die Kategorien Umkehrosmose (UO), Nanofiltration (NF), Ultra- und Mikrofiltration (UF bzw. MF) einteilen lassen.

Als entscheidender Durchbruch für UF/MF-Verfahren in der Praxis gelten die Pilotierungsversuche des IWW Zentrum Wasser im Wasserwerk Roetgen der WAG Nordeifel im Jahr 1995, die vom BMBF finanziell unterstützt wurden. Letztlich führten die Arbeiten zum Bau der auch 2015 noch immer weltweit größten zweistufigen UF/MF-Aufbereitungsanlage, die im November 2005 in Betrieb ging.

Das Wasserwerk produziert aus einem hygienisch belasteten Talsperrenwasser täglich bis zu 144 000 m3 Trinkwasser, und das auch bei starken Regenereignissen. Die hohe Ressourceneffizienz der Technologie zeigt die durch die integrierte Spülwasseraufbereitung erreichbare Filtratausbeute von etwa 99,5 %. Zudem erfolgt die Membranspülung äußerst chemikalienarm und ohne Oxidantien. Mittlerweile sind in Deutschland mehrere hundert UF/MF-Anlagen in Betrieb, die überwiegend kleine und mittlere Kapazitäten aufweisen.

Erst durch die Entwicklung der industriellen Produktion von polymeren Porenmembranen als Kapillaren in den 1980er Jahren wurden die Verfahren der UF und MF technisch und wirtschaftlich interessant, so dass deren Einsatz auch in der Trinkwasser- und Abwasser­aufbereitung denkbar wurde. Diese Kapillarmembranen werden in Module eingebaut, die dann zu Anlagen fast beliebiger Größe kombinierbar sind. Dadurch entsteht eine modulare, flexible und Raum sparende Bauweise mit weitgehender Automatisierungsmöglichkeit.

Die UF/MF erlaubt eine sichere Rückhaltung von Partikeln und Krankheitserregern, was für die hygienische Trinkwassersicherheit und den Gesundheitsschutz elementar ist.

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