Ultrafiltration sorgt in Ghana für klare Verhältnisse

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In einer Filteranlage, durch die beispielsweise das Meerwasser in Ghana gepumpt wird, sind die Membranfasern gebündelt in weiße Kunststoffzylinder gepackt. Die Enden sind über ein Epoxidharz mit dem Gehäuse verklebt. Im Betrieb wird dann die Unterseite verschlossen, sodass die Kapillaren nur an der Oberseite geöffnet sind. Dort wird das Rohwasser mit einem Druck von zirka 0,5 bar hineingepumpt. Der einzige Weg, den es von hier nehmen kann, verläuft über die Poren in den Kapillarinnenwänden der Fasern und an ihrer Außenseite als sauberes Wasser wieder hinaus.

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Verunreinigungen vermeiden

Mit der Zeit sammeln sich die Rückstände in den Kapillaren an. Damit das Wasser diesen sogenannten Filterkuchen durchdringen kann, muss der Druck erhöht werden. Das ist energieaufwendig und belastet die Membranen. Deshalb wird das Filtersystem regelmäßig alle ein bis zwei Stunden gereinigt, indem der Wasserfluss umgekehrt wird: Sauberes Wasser wird kurzzeitig von außen in die Fasern gepresst und spült den Filterkuchen aus den Kapillaren.

Trotzdem können Verstopfungen in den Poren oder klebrige Stoffe wie Zucker oder Eiweiße zurückbleiben. Sie werden in größeren Abständen chemisch etwa mit Natronlauge, Säure oder Hypochlorit beseitigt. Allerdings können Oxidationsmittel mit der Zeit den Kunststoff Ultrason E angreifen. Das wollen die Materialexpertin Janssen und ihre Kollegen verhindern.

Zum Beispiel arbeiten sie daran, die Filteroberfläche der Kapillaren hydrophiler, also wasserliebender zu machen. So sollen sich Verunreinigungen weniger leicht absetzen. Das würde die Reinigung erleichtern und auch chemische Reinigungsschritte einsparen. „Das bedeutet eine längere Lauf- und Lebenszeit der Membranen“, so Janssen. Diese Optimierungen würden nicht nur bei der Vorreinigung von Meerwasser nutzbringend sein, sondern auch bei der Aufbereitung von Trinkwasser oder der Behandlung von Prozess- und Abwasser.

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