Wasseraufbereitung Ultrafiltration sorgt in Ghana für klare Verhältnisse

Im westafrikanischen Ghana entsteht zur Zeit eine moderne Meerwasserentsalzungsanlage, die täglich bis zu 60.000 Kubikmeter Trinkwasser produzieren und damit eine halbe Million Menschen versorgen kann. In dieser Anlage spielen Ultrafiltrationsmembranen der BASF-Tochtergesellschaft Inge eine entscheidende Rolle.

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Ludwigshafen – Die speziellen Multibore-Membranen bereiten in der Vorstufe das Meerwasser für die eigentliche Entsalzung vor und schützen die nachgeschalteten Salzfilter vor Verunreinigungen. Diese arbeiten nach dem Prinzip der Umkehrosmose, bei der das Wasser in einzelnen Molekülen durch eine empfindliche Membran diffundiert. Weil dafür hohe Drücke bis 80 bar erforderlich sind, trägt die Vorreinigung zusätzlich dazu bei, den Energieaufwand in Grenzen zu halten.

Das dem Meer entnommene Wasser wird durch die sehr feinporigen Membranen gepresst und kann sie passieren, während unerwünschte Schwebstoffe wie Sand, Lehm, Algen und sogar Krankheitserreger zurückgehalten werden. Die Ultrafiltrationsmembranen sehen auf den ersten Blick aus wie dünne weiße Röhrchen, erst der Querschnitt offenbart ihr komplexes Innenleben: Die Faser enthält sieben Kapillaren, in die das Rohwasser läuft. Die Wände dieser Kapillaren haben winzige Poren mit etwa 20 Nanometern Durchmesser – das ist 500-mal dünner als ein Faden eines Spinnennetzes. Alle Partikel, die größer sind, hält die Membran hier zurück. Nur das gereinigte Wasser dringt durch die Poren in die Kunststofffaser ein und tritt außen an der Faser wieder aus.

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Know-how gefragt

Die Herstellung der Ultrafiltrationsmembranen verlangt viel Know-how und Erfahrung. „Die Herausforderung ist, dass während des Produktionsprozesses Poren entstehen, die klein genug sind und sich gleichmäßig über die Membranoberfläche verteilen“, erklärt Dr. Nicole Janssen, Laborteamleiterin der Forschung Performance Materials. Sie optimiert mit ihrem Team die Bedingungen und das Ausgangsmaterial, aus dem die Membran-Fasern hergestellt werden: den BASF-Kunststoff Ultrason E, ein Polyethersulfon. „Wir können die Ultrason-Lösung sowie den Prozess inzwischen sehr gut einstellen, sodass die Membranen eine sichere Filterleistung bieten.“

Doch damit die Filter in der Praxis zuverlässig arbeiten, müssen nicht nur Größe und Verteilung der Poren stimmen, sondern die Fasern müssen auch widerstandsfähig sein. Dafür sorgt die wabenartige Struktur im Faserinneren, die Experten der BASF-Tochtergesellschaft Inge konstruiert haben. „Die Anordnung der sieben Kapillaren in der Stützstruktur macht die Faser mechanisch stabil und damit robust“, erläutert Martin Heijnen, Leiter der Membranentwicklung bei Inge und ergänzt: „Das schützt die Membran vor feinen Rissen, durch die sonst Bakterien oder Viren schlüpfen könnten.“

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