Herausfiltern von Verschmutzungen
Ein einfaches Filtergerät kann den Unterschied zwischen gesund und krank oder zwischen einem guten und einem schlechten Produkt ausmachen. Filter für Wasser und Abwässer sind wichtig für unsere Gesundheit, ebenso jedoch auch für industrielle Prozesse beispielsweise in der Kraftstoff-, Energie, Lebensmittel- und Agrarindustrie. Filter verfügen in der Regel über Membrane, welche die gefilterten Rückstände sammeln, diese Membranen werden oftmals sehr schmutzig und verstopfen, wodurch es zu Komplikationen kommt und der Filterprozess in gefährlichem Maße eingeschränkt wird. Eine schädliche Deckschicht kann sich bilden, wodurch es zu einem Phänomen namens "Fouling" kommt. Das EU-finanzierte Projekt HI-FRE ("Efficient Membrane Filtration Units with Integrated High Frequency Backpulsing Device") entwickelt effiziente Membranfiltereinheiten mit integrierten hochfrequenten Permeatrückspülvorrichtungen. Das bedeutet einfach gesagt, dass sobald der Filter anfängt, zu verstopfen, die Vorrichtung den Druck kraftvoll umkehrt, um auf sichere Weise gefährliche Rückstände herauszuspülen. HI-FRE entwickelt solch eine Vorrichtung, die in Filtersysteme und ähnliche Anlagen integriert werden soll. Zu den Anwendungen für diese Permeatrückspülvorrichtung gehören die Behandlung von flüssigen Rückständen aus der Energieerzeugung mithilfe der Biomasse bis hin zur Behandlung und Wiederverwendung von Prozessfluiden und Abwässern. Das Projekt behandelt sämtliche wichtigen Punkte des Filterprozesses. Es befasst sich mit der Hydrodynamik der hochfrequenten Permeatrückspülung und neuen Permeatrückspülvorrichtungen sowie angepassten Membrankonfigurationen und neuen Anwendungen für dieses kreative Verfahren. Das Verfahren funktioniert mithilfe einer Druckumkehr zwischen dem Zulauf und der äußeren Seite des Filters unter Verwendung von kurzen Rückspülstößen im Rahmen eines kontrollierten Ablaufes. Während der ersten Phase des Projekts untersuchten sieben KMU sowie ein industrieller Endanwender und Akteure aus dem Bereich FuE den Systemaufbau. Sie stimmten darin überein, dass eine funktionierende Permeatrückspülvorrichtung in der Lage sein sollte, die Frequenz der Rückspülstöße zu kontrollieren und flexibel genug sein muss, um mit verschiedenen Arten von empfindlichen Membranen zusammenzuarbeiten. Die entwickelte Permeatrückspülvorrichtung erfüllt glücklicherweise diese Anforderungen und wurde auf eine praktische Weise unter Verwendung eines motorgetriebenen Kolbens anstelle von Ventilen konstruiert. Weiterführende Versuchsreihen mit verschiedenen Membranmodulen seitens KMU, die Membrane herstellen, waren ebenfalls positiv. Die Permeatrückspülvorrichtung wurde mit verschiedenen Membranen und Medien wie beispielsweise Oberflächenwasser, Biomasse aus Abwasserbehandlungsanlagen und flüssigen Abwässern aus Biogasanlagen erprobt. Aufgrund der anfänglichen positiven Ergebnisse konnte der Weg für weitere Verbesserungen der Vorrichtung und seiner Anwendung im Pilotmaßstab geebnet werden.
