Filtrationssysteme und wie funktionieren sie grundlegend?
Fragen und Antworten - ETL Verfahrenstechnik GmbH
Filtrationssysteme dienen dazu, feste Partikel, Makromoleküle, Mikroorganismen oder Viren aus Flüssigkeiten zu entfernen. Dies geschieht, indem die Flüssigkeit durch ein Filtermedium geleitet wird, welches die unerwünschten Bestandteile zurückhält, während die gereinigte Flüssigkeit (das Filtrat oder Permeat) das Medium durchströmt. Dieser Prozess ist ein mechanisches Trennverfahren.
Wichtige Begriffe umfassen:
- Filtrat/Permeat: Die gereinigte Flüssigkeit, die nach der Filtration durch das Filtermedium gelangt ist.
- Filterwiderstand: Der Druckabfall, der während der Filtration entsteht.
- Filterkuchen: Eine Schicht aus zurückgehaltenen Feststoffen, die sich bei der Oberflächenfiltration auf dem Filtermedium bildet.
- Retentat: Die zurückgehaltene Phase in der Membrantechnik.
- Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration: Kategorisierungen der Filtration basierend auf der Größe der kleinsten zurückgehaltenen Partikel oder Makromoleküle (Mikrofiltration > 0,1 Mikrometer, Ultrafiltration 2 Nanometer - 0,1 Mikrometer, Nanofiltration < 2 Nanometer).
Filtrationssysteme und ihre Prozesse werden primär nach der Größe der kleinsten Partikel oder gelösten Makromoleküle kategorisiert, die sie zurückhalten können. Dies führt zur Unterscheidung zwischen Mikrofiltration, Ultrafiltration und Nanofiltration, die jeweils unterschiedliche Porengrößen der Filtermedien aufweisen.
Die Rückhaltung von Partikeln erfolgt nicht ausschließlich durch den Siebeffekt (Partikel sind größer als die Poren). Weitere Mechanismen umfassen Partikelträgheit, Diffusionseffekte, elektrostatische Wechselwirkungen und Sperreffekte. Daher können auch Partikel abgeschieden werden, die deutlich kleiner als die Porengröße des Filters sind.
Zurückgehaltene Partikel lagern sich entweder als Filterkuchen auf der Oberfläche oder in den Poren der Filtermatrix ab. Diese Ablagerungen müssen regelmäßig entfernt werden, z.B. durch Rütteln, Rückspülen, Druckluft, Permeat- oder chemischer Reinigung. Wenn die Filtration für solche Reinigungsvorgänge unterbrochen wird, spricht man von Dead-End-Filtration. Die dynamische Membranfiltration (Querstromfiltration) ist ein modernes Verfahren, bei dem das Filtrat quer zur Strömungsrichtung abgezogen wird, was Ablagerungen reduzieren kann.
In der Trinkwasser- und Brauchwasseraufbereitung dienen Filtrationssysteme dazu, ungelöste Partikel aus dem Wasser zu entfernen. Bei der Behandlung von Rohwasser werden zunächst grobe Verunreinigungen durch Rechensysteme und Siebmaschinen entfernt. Anschließend erfolgt die Feinreinigung durch Filter mit speziellen Filtermaterialien, Anschwemmfilter oder Membran-Feinfilter. Für die Sterilfiltration müssen die Poren kleiner als 0,45 µm sein, um Keime zurückzuhalten.
Die Filtration kann statisch durch Unterdruck (Saugfiltration) oder Überdruck (Druckfiltration) erfolgen. Die moderne Membranfiltration ist ein dynamisches Verfahren, das als Querstromfiltration abläuft. Bei der Querstromfiltration wird das zu filternde Medium parallel zur Filteroberfläche geleitet, wobei ein Teil als Filtrat durch die Membran dringt und der Rest als Konzentrat (Retentat) abgeführt wird.
Die ETL Verfahrenstechnik GmbH ist ein Experte und führender Hersteller von Filtrationssystemen. Das Unternehmen legt Wert auf höchste Standards und Präzision bei der Entwicklung und Anwendung seiner Systeme. Mit langjähriger Erfahrung und Know-how bietet ETL maßgeschneiderte Lösungen für verschiedene industrielle und kommunale Anwendungen, die sich durch Leistung, Sicherheit und Langlebigkeit auszeichnen. Sie verstehen sich als zuverlässiger Partner für die effiziente Filtration von Flüssigkeiten und die Optimierung bestehender Filtersysteme.