Produkteinführung
Die Ultrafiltrationstechnologie nutzt selektive poröse Membranen als Trennmedium. Unter einer treibenden Kraft, beispielsweise einer Druckdifferenz, passiert die Lösung die Membran, wodurch gelöste Stoffe mit niedrigem Molekulargewicht durchdringen können, während Substanzen mit hohem Molekulargewicht zurückgehalten werden. Dadurch wird eine effektive Trennung, Konzentration und Reinigung erreicht.
Die Ultrafiltration kann suspendierte Feststoffe, Kolloide, Mikroorganismen, große organische Moleküle und Bakterien im Wasser nahezu vollständig abfangen, während anorganische Salze und kleine organische Moleküle durchgelassen werden. Diese Technologie ist mittlerweile in verschiedenen Wasseraufbereitungs- und Flüssigkeitstrennungsanwendungen weithin anerkannt.

Membranmaterial
Zu den gängigen Materialien für Ultrafiltrationsmembranen gehören PVDF, PAN, PES, PS, CA, PE, PP und PVC. Während früher Polysulfon-, Celluloseacetat- und Polypropylenmembranen den Markt dominierten, sind heute Polyvinylidenfluorid (PVDF) und Polyethersulfon (PES) die am häufigsten verwendeten Materialien. Unter ihnen wird PVDF aufgrund seiner beispiellosen Vorteile zunehmend bevorzugt.
Vorteile des PVDF-Membranmaterials
Das wichtigste Merkmal von PVDF ist seine extrem hohe chemische Stabilität, die eine hervorragende Oxidationsmittelbeständigkeit und Säure-Base-Toleranz bietet. Bei der Wasseraufbereitung haften Mikroorganismen und organische Stoffe unweigerlich an der Membranoberfläche, verstopfen nach und nach die Poren und verringern die Trennleistung. Die effektivste Reinigungsmethode ist das Waschen mit Oxidationsmitteln – Oxidationsmittel können jedoch viele Membranmaterialien beschädigen. Die Beständigkeit von PVDF gegenüber Oxidationsmitteln wie Natriumhypochlorit ist mehr als zehnmal höher als die von PES- und PS-Materialien, was die Lebensdauer der Membran erheblich verlängert.

Darüber hinaus bieten sowohl PS als auch PVDF eine hohe Festigkeit, PVDF bietet jedoch auch eine außergewöhnliche Flexibilität. Diese Flexibilität ist bei Luftreinigungs- und Reinigungsprozessen von entscheidender Bedeutung und macht PVDF zur bevorzugten Wahl für Membranbioreaktoren (MBR) und extern unter Druck stehende Filtrationsmodule. Felduntersuchungen bestätigen, dass PVDF-Membranen unter allen Membranmaterialien die niedrigste Faserbruchrate aufweisen.
Produkteigenschaften
Unsere PVDF-Ultrafiltrationsmembranmodule sind in zwei Serien mit Membranflächen von 53㎡ und 75㎡ erhältlich. Dank ihrer einzigartigen Oxidationsbeständigkeit und einfachen Reinigungseigenschaften sind sie vielseitig einsetzbar für die Grundwasseraufbereitung, Oberflächenwasseraufbereitung, Abwasseraufbereitung, Wiederverwendung von aufbereitetem Wasser und Leitungswasserreinigung.

Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:
Hohe Oxidationsmittel- und Reinigungsbeständigkeit – die chemische Stabilität von PVDF ermöglicht die Reinigung mit hochkonzentrierten Oxidationsmitteln und verhindert so wirksam die Vermehrung von Bakterien und Mikroben
Hoher Fluss – hohe Porosität ermöglicht überlegenen Durchsatz
Hohe Festigkeit bei ausgezeichneter Flexibilität – Luftwäsche während der Reinigung ohne Gefahr von Faserbrüchen
Starke Antifouling-Leistung – die hydrophile Modifikation verbessert die Fouling-Widerstandsfähigkeit erheblich
Hervorragende Wasserqualität – die geringe Nennporengröße entfernt praktisch alle Schwebeteilchen, Mikroorganismen, Kolloide und Bakterien
Lange Lebensdauer – die Außen-Innen-Struktur verhindert Verstopfungen, bietet eine größere Filterfläche, eine höhere Rückhaltekapazität und eine gründliche Reinigungsfähigkeit

Leistungsparameter
| Membranform | Hohlfaser |
| Membranmaterial | PVDF |
| Membranporengröße | 0,03 μm |
| Membranbereich | 53㎡ / 75㎡ |
| Innen-/Außendurchmesser der Faser | 0,7 / 1,3 mm |
| Schalenmaterial | UPVC |
| Klebematerial | Epoxidharz |
| Faserwickelnetz | Polypropylen |
| Schwebstoffe > 2 μm Entfernung | 100 % |
| Entfernung von Mikroorganismen | 99,999 % |
| Filtrattrübung | ≤ 0,5 NTU |
| Filtrat-SDI | ≤ 2,5 |
| Lebensdauer | 3-5 Jahre |
Betriebsbedingungen
| Filtermodus | Von außen nach innen |
| Maximaler Einlassdruck | ≤ 0,3 MPa |
| Maximaler TMP | 0,2 MPa |
| Betriebstemperatur | 5-40 ℃ |
| pH-Bereich (Betrieb) | 2-11 |
| pH-Bereich (Reinigung) | 1-12 |
| Genauigkeit der Vorbehandlung | < 150 μm |
| Maximale Einlasstrübung | 200 NTU |
| Maximaler Ölgehalt am Einlass | < 2 mg/L |
| Max. Restchlor (Einlass) | 200 mg/L |
| Max. Restchlor (Reinigung) | 2000 mg/L |
| Designfluss | 50 l/㎡·h (0,1 MPa, 25℃) |
| Betriebsmodus | Cross-Flow-Filtration |
Bedingungen für die Prozessgestaltung
| Häufigkeit der Rückspülung | Alle 30 Minuten |
| Dauer der Rückspülung | 60 Sekunden |
| Rückspüldruck | < 0,2 MPa |
| Rückspüldurchflussrate | 120–150 l/㎡·h |
| Häufigkeit der Gaswäsche | 6–12 Mal/Tag (einstellbar) |
| Gaswäschedruck | ≤ 0,1 MPa |
| Intensität der Gaswäsche | 7-12 Nm³/h |
| Gasquelle | Ölfrei und sauber |
| Dauer der Gaswäsche | 30 Sekunden |
| Vorwärtswaschfrequenz | Alle 30 Minuten |
| Vorwärtswaschdauer | 30 Sekunden |
| Vorwärtswaschdruck | < 0,15 MPa |
| Vorwärtswaschdurchflussrate | 3 m³/h pro Zweig |
| Rückspül-Dosiermittel | NaClO, 10-15 ppm (effektives Chlor) |
| Häufigkeit der dispersiven Reinigung | Säure oder Lauge einmal alle 24 Stunden (einstellbar) |
| Dauer der dispersiven Reinigung | 5-10 Minuten |
| Dispergierende Reinigungsmittel | Säure: 0,05 % HCl | Alkali: 0,05 % NaOH + 0,05 % NaClO |
| Häufigkeit der chemischen Reinigung | Einmal alle 2-6 Monate |
| Chemische Reinigungsdauer | 60-90 Minuten |
| Chemische Reinigungsmittel | Säure: 1-2 % Zitronensäure oder 0,1 % HCl | Alkali: 0,1 % NaOH + 0,1 % NaClO |
| Durchflussrate der chemischen Reinigung | 1 m³/h pro Modul |
Richtlinien zur chemischen Reinigung
Dank der hervorragenden Antifouling-Eigenschaften von PVDF werden bei der physikalischen Reinigung im Allgemeinen zufriedenstellende Ergebnisse erzielt. Wenn physikalische Methoden nicht ausreichen, sollte eine chemische Reinigung durchgeführt werden.
Reinigungstemperatur: 20-30℃ für Standardlösungen.
Chemisch verstärkte Rückspülung: Geeignete Chemikalien werden über den Zulaufeinlass eingeführt und durch die Membran zirkuliert, um Oberflächen- und interne Schadstoffe zu entfernen. Die Aufrechterhaltung einer angemessenen Reinigungshäufigkeit trägt dazu bei, die Lebensdauer der Membran zu verlängern.
Vollständige chemische Reinigung: Erforderlich, wenn der TMP um 0,1 MPa über den Anfangswert ansteigt und nicht durch Rückspülung, Gaswäsche oder dispersive Reinigung wiederhergestellt werden kann.
Reinigungsmethoden:
Säurewäsche: 0,1 Gew.-%ige HCl- oder 1–2 Gew.-%ige Zitronensäurelösung, etwa 60 Minuten lang zirkulieren lassen. Geeignet zum Entfernen anorganischer Ablagerungen und Ablagerungen.
Alkalische Wäsche: 0,1 Gew.-% NaOH + 0,1 % NaClO-Lösung (wirksames Chlor), 30 Minuten lang unter < 0,05 MPa zirkulieren lassen, dann 30–60 Minuten lang einweichen. Geeignet zur Entfernung organischer Schadstoffe.
NaClO-Wäsche: 500–1000 ppm NaClO-Lösung, 60–90 Minuten zirkulieren lassen. Geeignet zur Entfernung mikrobieller Schadstoffe.
Wichtig: Wenn Sie zwischen sauren und alkalischen Reinigungsmitteln wechseln, lassen Sie zunächst die vorherige Lösung aus dem Membranmodul ab, um eine Verdünnung zu verhindern. Nach jedem Reinigungsschritt gründlich mit UF- oder RO-Wasser spülen, bis der interne pH-Wert 7 erreicht.
| Membranmaterial | Polyvinylidenfluorid (PVDF) |
| Porengröße | 0,03 μm |
| Membranbereich | 53㎡ / 75㎡ |
| Innen-/Außendurchmesser der Faser | 0,7 / 1,3 mm |
| Schalenmaterial | UPVC |
| Klebematerial | Epoxidharz |
| Maximaler Einlassdruck | ≤ 0,3 MPa |
| Maximaler TMP | 0,2 MPa |
| Lebensdauer | 3-5 Jahre |
| Anwendung | Trinkwasser, Abwasseraufbereitung, Wiederverwendung von aufbereitetem Wasser, Leitungswasseraufbereitung |
Über 10-fache Oxidationsbeständigkeit im Vergleich zu PES/PS, was die Lebensdauer erheblich verlängert
0,03 μm Porengröße, 100 % Entfernung von Schwebstoffen > 2 μm, 99,999 % Entfernung von Mikroorganismen
Das Design mit hoher Porosität sorgt für einen hohen Fluss bei typischerweise niedrigem Energieverbrauch
Die hydrophile Modifizierung verbessert die Fouling-Beständigkeit erheblich
Das PVDF-Material gewährleistet eine hohe mechanische Festigkeit bei geringster Faserbruchrate
Unterstützt Rückspülung, Gaswäsche, dispersive chemische Reinigung und vollständige chemische Reinigung
Eine von außen unter Druck stehende Ultrafiltrationsmembran ist eine Art Filtrationstechnologie, mit der Partikel und Moleküle aus einer Flüssigkeit abgetrennt werden. Im Gegensatz zu Innendrucksystemen wird die Zulauflösung von außen gegen die Membran gedrückt und das Permeat (die gefilterte Lösung) wird im Inneren gesammelt. Dieser Aufbau ist besonders nützlich für Anwendungen, bei denen der Zulaufstrom suspendierte Feststoffe enthält, die interne Drucksysteme verstopfen können. Die Membran funktioniert, indem sie Wasser und kleinere gelöste Substanzen durchlässt, während größere Partikel, Kolloide und Makromoleküle zurückgehalten werden.
Zu den Hauptvorteilen der Verwendung einer von außen unter Druck stehenden Ultrafiltrationsmembran gehören eine höhere Effizienz bei der Handhabung feststoffbeladener Zufuhrlösungen, eine einfachere Wartung und die Möglichkeit, hohe Flussraten zu erreichen. Diese Systeme sind außerdem weniger anfällig für Verschmutzungen, was die Betriebskosten und Ausfallzeiten reduzieren kann. Darüber hinaus können sie bei höheren Drücken betrieben werden, was in einigen Anwendungen zu einer besseren Leistung führt, und eignen sich ideal für Prozesse, die einen hohen Reinheitsgrad des Permeats erfordern.
Von außen unter Druck stehende Ultrafiltrationsmembranen werden häufig in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter in der Wasser- und Abwasseraufbereitung, der Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung, der Pharmaindustrie und der Biotechnologie. Bei der Wasseraufbereitung tragen sie dazu bei, Bakterien, Viren und Partikel zu entfernen und so sicheres Trinkwasser zu erzeugen. In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie werden sie zur Klärung, Konzentration und Trennung von Proteinen und anderen Molekülen eingesetzt. In der Pharmazie und Biotechnologie sind sie entscheidend für die Reinigung und Konzentration biologischer Lösungen wie Antikörper und Enzyme.
Die Wartung und Reinigung einer von außen unter Druck stehenden Ultrafiltrationsmembran umfasst mehrere Schritte, um optimale Leistung und Langlebigkeit sicherzustellen. Regelmäßiges Rückspülen mit einer sauberen Wasserquelle kann helfen, Oberflächenverschmutzungen zu entfernen. Für eine tiefere Reinigung können je nach Art der Verschmutzung chemische Behandlungen wie Säure, Lauge oder Biozide erforderlich sein. Es ist außerdem wichtig, Druck und Durchflussraten zu überwachen, um Veränderungen zu erkennen, die auf Verschmutzung oder Schäden hinweisen könnten. Regelmäßige Inspektionen und die Einhaltung der Herstellerrichtlinien für Reinigung und Wartung sind entscheidend für die Aufrechterhaltung der Effizienz des Systems.
Zu den häufigen Anzeichen einer Membranverschmutzung in einem Ultrafiltrationssystem mit externem Druck gehören ein Rückgang der Permeatflussrate, ein Anstieg des Transmembrandrucks (TMP) und eine Verschlechterung der Produktqualität. Verschmutzungen können durch die Ansammlung von Partikeln, organischem Material oder biologischem Wachstum auf der Membranoberfläche entstehen. Wenn die Verschmutzung nicht kontrolliert wird, kann sie zu erheblichen Leistungseinbußen führen und eine häufigere und intensivere Reinigung erfordern. Die Überwachung dieser Parameter und die frühzeitige Beseitigung von Verschmutzungen können dazu beitragen, die Systemleistung aufrechtzuerhalten und die Lebensdauer der Membran zu verlängern.
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