Ultrafiltration und Umkehrosmose Grundlagen und Technologie

Zur Beschreibung des Stofftransportes in technischen Membranen sind mehrere Modellvorstellungen entwickelt worden. Ausgehend von einer Diskussion dieser Vorstellungen wird gezeigt, wie Anlagen für Membrantrennprozesse ausgelegt werden können. Die Arbeit beschränkt sich dabei auf die technisch z. Z. meist diskutierten Membrantrennverfahren „Ultrafiltration” und „Umkehrosmose”, bei denen die Abtrennung einer Komponente aus einer meist wäßrigen Lösung aufgrund einer transmembranen Druckdifferenz erfolgt. Für die Auslegung ist neben dem Transport in der Membran selbst der Stofftransport aus der zu trennenden Lösung an die Membranoberfläche von Bedeutung. Es wird gezeigt, daß zur Beschreibung dieser Vorgänge bekannte Gleichungen für den Wärmetransport herangezogen werden können, daß aber im Gegensatz zu einer Wärmeaustauscher‐Berechnung das Gleichungssystem zur Berechnung der Flüsse und Konzentrationen an angeströmten Membranen nur iterativ gelöst werden kann. Die wichtigsten Membrankonfigurationen (Rohr‐, Platten‐, Hohlfaser‐ und Wickelmodul) werden besprochen und Gleichungen zur Beschreibung ihrer Austauschcharakteristik angegeben.