Water | Membraanfiltratie

Afdrukken

Membraanfiltratie

Doel

  • Scheiding van organische stoffen
  • Concentratie van zouten, organische verbindingen, micro-organismen, vaste stoffen
  • Opzuivering, desinfectie

Principe

Membraanfiltratie is een scheidingstechniek waarbij afvalwater onder druk doorheen een semipermeabele membraan wordt gepompt. Afhankelijk van de poriëngrootte van het membraan kunnen verschillende types vervuiling worden tegengehouden. Over het algemeen wordt het onderscheid gemaakt tussen:

  • Microfiltratie: 5 µm tot 0,1 µm (bacteriën en zwevende stoffen)
  • Ultrafiltratie: 0,1 µm tot 20 nm (eiwitten, macromoleculen en virussen)
  • Nanofiltratie: 20 nm tot 1 nm (meerwaardige zouten, kleine opgeloste organische stoffen)

De karakteristieken van het membraan (poriëngrootte, porositeit, …) bepalen de druk die nodig is om de gewenste waterflux doorheen het membraan te bereiken. Tijdens het filtratieproces vormt zich een vervuilingskoek op het membraan waardoor de transmembraandruk toeneemt. Om de membraanvervuiling onder controle te houden worden verschillende continue en discontinue reinigingstechnieken toegepast (o.a. terugspoelen, beluchten, crossflow filtratie, chemische reiniging, …).

Er zijn tal van configuraties mogelijk met onder meer spiraalgewonden membranen, plaatmembranen, tubulaire membranen en holle vezel membranen. Ter bescherming van de membranen is een geschikte voorbehandeling vaak van cruciaal belang.

Membraanfiltratie is een scheidingstechniek waarbij een gezuiverde stroom (permeaat) en een geconcentreerde stroom (concentraat) worden bekomen. Het concentraat na filtratie dient dus verder behandeld te worden.

Schema

Toepassingen

Er zijn tal van toepassingen voor membraanfiltratie. Een aantal voorbeelden met betrekking tot waterbehandeling zijn de volgende:

  • MF/UF: membraanbioreactor (MBR), voorbehandeling voor omgekeerde osmose (RO), aanmaak van proceswater uit oppervlaktewater of gezuiverd effluent, behandeling van inktafvalwater
  • NF: verwijdering resterende organische vervuiling bij drinkwaterproductie, terugwinnen kleurstoffen

Realisatievoorbeeld

Ultrafiltratie (UF) van inktafvalwater met keramische membranen

Werkingskosten

In vergelijking met andere filtratietechnieken zoals zandfiltratie is membraanfiltratie energie-intensief. Het energieverbruik is vaak gelinkt aan maatregelen om membraanvervuiling onder controle te houden zoals pompenergie, beluchtingsenergie en chemicaliën. Hiernaast is ook de levensduur van de membranen beperkt en dienen deze om de 5 à 10 jaar te worden vervangen.

Aanpak van Trevi

De filtreerbaarheid met behulp van membranen is voor elk afvalwater verschillend. Daarom voert Trevi steeds pilootproeven uit. Op die manier wordt een realistische flux bekomen waarbij de levensduur van de membranen maximaal is en de reinigingsfrequentie beperkt.