Nanofiltrationsmembranen können nanoskalige Materialien zurückhalten, und andere Eigenschaften bestimmen den spezifischen Farbanwendungsbereich von Nanofiltrationsmembranen, der in folgende Aspekte unterteilt werden kann.
1. Die Anwendung von Nanofiltrationsmembranen in der Weichwasseraufbereitung.
Da die beiden Ionen effektiv abgefangen werden und der Betrieb mit niedrigem Druck auch bei hohen Wasserpreisen möglich ist, wird die Bitterkeit entfernt, wodurch ein regenerativer Markt für Natriumanwendungen entsteht. Der Hauptvorteil liegt in der Mikroorganismenfreiheit und der Tatsache, dass keine Regeneration erforderlich ist. Das Verfahren durchdringt Wasser und organische Stoffe, ist einfach und platzsparend. Darüber hinaus ist es hinsichtlich Investition und Preis vergleichbar mit anderen Methoden, sodass es sich für den traditionellen organischen Betrieb in diesem Bereich eignet.
2. Die Anwendung von Nanofiltrationsmembranen bei der Trinkwasseraufbereitung.
Aufgrund der Rückstände von Wasserverschmutzungen hat die Qualitätsprüfung der betreffenden Substanzen gezeigt, dass Nanofiltrationsmembranen leicht toxische Nebenprodukte, Herbizid- und Pestizidrückstände, natürliche organische Stoffe, Sulfide sowie Salze und Nitrate, die bei der Desinfektion entstehen, entfernen können. Sie bieten zudem Vorteile wie gute Wasserqualität, Stabilität, geringe Chemikaliendosierung, kompakte Bauweise, Energieeinsparung, einfache Handhabung und Wartung sowie praktisch keine Abwasserentsorgung. Daher könnten Nanofiltrationsmembranen im 21. Jahrhundert die bevorzugte Technologie für die saubere Wasseraufbereitung werden.
3. Die Anwendung einer Nanofiltrationsmembran auf das Salz in der porösen Oberfläche.
Bei der Entwicklung der Salzkonzentration im Grundwasser, insbesondere in landwirtschaftlich geprägten Gebieten, ist der Wasserqualitätsindex stark schwankend. Die Umkehrosmose kann zur Gewinnung von Salz und anderen Substanzen eingesetzt werden, da die Wasserrückgewinnungsrate relativ hoch ist. Gleichzeitig stellt die Kondensatbehandlung ein Problem dar. Üblicherweise ist ein Ionenaustauschverfahren zur Abwasserbehandlung erforderlich.
Andererseits tauschen Ionenaustauscherharze bevorzugt zweiwertige und höherwertige Ionen aus. Steigt der Anteil teurer Reduktionsmittel in der Lösung und damit die Verarbeitungskosten, führt eine zentrale Regeneration zunächst zu einem höheren Wasserverbrauch. Durch die Vorbehandlung von hochkonzentriertem Salz mittels Nanofiltration und anschließendem Ionenaustauschverfahren lässt sich die Behandlungszeit um das Zwei- bis Dreifache verlängern.
Die Lösung enthält zahlreiche anorganische Salze. Nach der Natriumionenaustauschersäule werden die anorganischen Ionen durch Chloride ausgetauscht. Dadurch entspricht der Nitratgehalt im Wasser den Anforderungen an anorganische Salze. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen in der hohen Nitratpermeabilität und der hohen Wasserrückgewinnungsrate. Es findet in Deutschland breite Anwendung.
4. Die Anwendung von Nanofiltrationsmembranen bei der Blattbehandlung.
Da der Rückstand einen hohen Anteil an Baumwolle enthält, die sich gegenseitig durchdringen und absorbieren kann, werden das bei der Absorption von Schwarzholz und Zellstoff entstehende schwarze Holz und das aufgewirbelte Holz durch die Element- und Absorptionsmethode absorbiert, da viele organische Stoffe im Torf negativ geladen sind und sich leicht positiv aufladen lassen. Die Nanofiltrationsmembran wird dabei zerstört, anstatt eine ernsthafte Umweltverschmutzung zu verursachen. Beispielsweise werden Nanofiltrationsmembranen zur Entfärbung der bei der Alkaliextraktion der Zellstoffherstellung anfallenden Abwasserflüssigkeit eingesetzt. Dabei werden Bandmembranen, Biomembranen und Bodenlignin aus der Abwasserflüssigkeit zurückgehalten, während die nicht abzufangenden einwertigen Ionen durch die Membran reaktiviert werden können. Die Entfärbungsrate der Membran erreicht 98 %.
5. Die Anwendung von Nanofiltrationsmembranen in der fortgeschrittenen Abwasserbehandlung.
Die Membranfiltration ist ein wichtiger Prozess zur Abwasseraufbereitung. Zu ihren Hauptverfahren gehören Flockung, Sedimentation, Desinfektion und weitere Aufbereitungsprozesse. Auch nach der Membranfiltration erfolgt eine weitere Membranbehandlung. Beide Verfahren ermöglichen die Nutzung des aufbereiteten Wassers.
Sechstens birgt die Nanofiltrationsmembran subtile Anwendungsmöglichkeiten in der Aufbereitung.
Bei der Galvanisierung und Legierungsherstellung fällt aufgrund des hohen Kupfergehalts, der auch Nickel, Eisen und Zink enthält, häufig viel Reinigungswasser an. Dieses fällt als Sediment an. Mithilfe der Nanofiltrationsmembrantechnologie lassen sich über 90 % des Materials zur Reinigung zurückgewinnen und der Wert um das Zehnfache reduzieren, sodass das reduzierte Wasser wiederverwendet werden kann.
Unter geeigneten Bedingungen können Nanofiltrationsmembranen auch die Trennung verschiedener Metallelemente in Lösungen ermöglichen, beispielsweise von Cadmium (Cd) und Nickel (Ni). Dazu werden diese zunächst in CdCl₂ und NiCl₂ umgewandelt und anschließend mit NaCl versetzt, wodurch geladene bzw. ungeladene Komplexe entstehen. Bei einer NaCl-Konzentration von 0,1 mol/L liegt der Komplex in der Lösung hauptsächlich als CdCl₂ vor, während Nickel nicht in gebundener Form, sondern als Nickelionen vorliegt. Die positiv geladenen Nanofiltrationsmembranen binden die Nickelionen und ermöglichen so einen freien Durchfluss, wodurch die Metalle getrennt werden.
Veröffentlichungsdatum: 16. Juni 2021