Ultrafiltration
Eine besondere Membrantechnik ist die Ultrafiltration; ein Verfahren aus der Nanotechnologie zum Trennen von makromolekularen (organisch-chemischen) Substanzen und wird vor allem in der Wasseraufbereitung und Trinkwasserbereitstellung eingesetzt. Sie gilt als eine der zuverlässigsten Methoden zur Desinfektion von Wasser ohne Chemikalien wie Chlor einsetzen zu müssen.
Herzstück der Filtrations-Anlage ist die Membran, die entsprechend der Größe der einzelnen Moleküle ein Durchlassen derer ermöglicht oder verhindert. Unsere Vorfahren setzten als erste Membran, ohne von dem Fachgebiet zu wissen, Tierhäute zur Trennung von Salz aus Wasser ein. Neuere Filtermembrane besitzen eine schwammartige Struktur mit Poren zwischen 0,1 und 0,01 µm. Ein menschliches Haar misst ungefähr das 5000-fache davon. Um dem Membran mehr Stabilität zu verschaffen, wird ein Trägermaterial, ein Zusatz aus porösen Material, eingesetzt, welches an der Filtration nicht beteiligt ist. Durch Einsatz in einem Druckgehäuse entsteht daraus ein Modul, welches das Kernstück der Trennanlage darstellt. Eine funktionsfähige Filteranlage besteht aus gebündelten Membran-Kapillaren, durch welche das Wasser während des Reinigungsprozesses fließt.
Im Vergleich zu anderen Wasseraufbereitungsverfahren werden durch das Verfahren der Ultrafiltrationstechnik mehr als 99,9 Prozent aller Keime und Mikroorganismen aus dem Wasser entfernt. Neben dem Aspekt der zuverlässigen Entkeimung und Reinigung von Wasser zeichnet Ultrafiltration vor allem durch den ökologischen Faktor aus: Die Methode ist energiesparend und alle Bestandteile sind recyclebar. Die Nutzung dieser Filtrationstechnik leistet demnach automatisch einen Beitrag zum Umweltschutz.
Mit Einführung der Trinkwasserverordnung und den darin festgelegten Grenzwerten stieg die Bedeutung von Filtereinrichtungen, zu denen neben der Ultrafiltration auch Aktivkohlefilter zählen. Neben der Funktion als Wasserfilter findet diese Methode der Entkeimung auch in Schwimmbädern sowie in der Wiederaufbereitung von Abwasser und als Einsatz gegen Verkalkung Anwendung. In der Trinkwasseraufbereitung wird die Methode eingesetzt, wobei die Membran hundert Prozent der Rohwassermenge in gefiltertes Wasser umsetzt. Dadurch ist es auch möglich, Grundwasser zu filtern, welches durch starke Regeneinflüsse verschmutzt und getrübt wurde. Eine ebenso große Bedeutung hat die Ultrafiltration in der Abwasserbehandlung. Dort wird sie als abschließende Reinigung hinter den herkömmlichen Verfahren ebenso genutzt, wie als Ersatz für ältere Verfahren im Belebungsbecken.
Viele Gesundheitsämter in Deutschland empfehlen den Einsatz der Ultrafiltration, da sie im Vergleich zu anderen Verfahren klare Vorteile bietet. Anders als bei der Desinfektion mit Chlor entstehen keine krebserregenden Nebenstoffe. Auch entfernt die Filtration Krankheitserreger wie Parasiten, die oft chlorresistent sind. Im Gegensatz zur Behandlung des Wassers mit UV-Strahlung, spielt der Trübheitsgrad des Wassers für die Reinigung keine Rolle. Weiterhin ist die Membrantechnik kompatibel mit anderen gängigen, modernen Verfahren wie Nanofiltration und Aktivkohlefilter.