Was ist Dead-End-Filterung?
Dead-End-Filtration bezeichnet das Filtrationsprinzip von Industriemembranen. Im Allgemeinen entspricht die Dead-End-Filtration der Cross-Flow-Filtration.
Der allgemein bekannte Filtrationsprozess besteht darin, dass das einströmende Wasser die Filtermembran vertikal passiert und Partikel und Schwebstoffe auf der Membran zurücklässt. Für das gesamte Filtersystem gibt es nur einen eingehenden und einen ausgehenden Wasserfluss. Das nennen wir Dead-End-Filtration.
Dead-End-Filtration bedeutet, dass sich alle zurückgehaltenen Substanzen weiterhin auf der Oberfläche der Membran anreichern. Wenn es nicht regelmäßig entfernt oder gereinigt wird, hört ein solcher Filtrationsprozess auf, wenn alle Filtrationskanäle durch die zurückgehaltenen Substanzen verstopft sind.
Die meisten aktuellen Ultrafiltrationssysteme verwenden diese Art der Filtration, aber nach einer gewissen Betriebszeit wird eine Wasserspülung oder chemische Reinigung durchgeführt, um die Filtrationskapazität wiederherzustellen.
Das Umkehrosmoseverfahren ist eine weitere verwendete Filtrationsmethode, nämlich: Cross-Flow-Filtration.
Bei der Cross-Flow-Filtration fließt das Speisewasser tangential (parallel) und nicht vertikal über die Membranoberfläche wie bei der Dead-End-Filtration; Wasser und ein sehr geringer Anteil an gelösten Stoffen passieren die Membran als Produktwasser, während die meisten gelösten Stoffe und ein Teil des Wassers direkt abgelassen werden.
Cross-Flow-Filtration hat daher einen Einlassstrom und zwei Auslassströme, nämlich: Produktstrom und Konzentratstrom. Der konzentrierte Wasserfluss ist der wesentliche Unterschied zwischen Cross-Flow-Filtration und Dead-End-Filtration. Sein Aussehen bedeutet, dass die meisten Partikel und Schwebstoffe ausgetragen werden, anstatt alle auf der Membranoberfläche zu verbleiben.
Da die Strömungsrichtung der wässrigen Hauptlösung der Querstromfiltration eine tangentiale Richtung parallel zur Membranoberfläche ist, kann sie außerdem beim Reinigen der Membranoberfläche eine Rolle spielen, sodass die Querstromfiltration die Konzentrationspolarisation effektiv verringern kann. Verschmutzung und Verkalkung der Membranoberfläche Auftreten des Phänomens.
Die Spülwirkung hängt natürlich mit dem Spülwasserdurchfluss zusammen, weshalb in den Konstruktionsrichtlinien für Umkehrosmose eine Mindestkonzentration des Wasserdurchflusses für Membranelemente gefordert wird. Theoretisch ist die Cross-Flow-Filtration ein kontinuierlicher Filtrationsprozess, aber tatsächlich kann sie das Fouling und Fouling der Membranoberfläche nicht vollständig verhindern, sodass die Filtermembran immer noch regelmäßig offline gereinigt werden muss, um ihren Fluss wiederherzustellen.
