Das Ultrafiltrationssystem, ein druckgesteuertes Membrantrennverfahren, fängt Schwebstoffe, Kolloide, Mikroorganismen und einige makromolekulare organische Stoffe im Wasser wirksam ab. Daher spielt sie eine Schlüsselrolle in der kommunalen Wasserversorgung, der industriellen Abwasserbehandlung, dem Recycling von Wasserressourcen und der Wasseraufbereitung für Haushalte.
Die mitteleuropäischen Länder sind aufgrund ihrer strengen Vorschriften und Normen (DWD, WFD), ihrer führenden technologischen F&E-Kapazitäten und ihrer Betonung einer nachhaltigen Entwicklung zu Kernregionen für die Anwendung und Innovation von Ultrafiltrationssystemen geworden.
Welche Aufgabe hat das Ultrafiltrationssystem?
1. Als Kernstück der Filtrationseinheit
Bis 2025 werden etwa 45% der neuen kommunalen Wasserwerke in Europa die Ultrafiltration als Kernfiltrationseinheit nutzen. Denn die Ultrafiltration bietet erhebliche Vorteile gegenüber der herkömmlichen Sandfiltration:
Nach Abschluss einer Ultrafiltrations-Nachrüstung im Jahr 2019. Das Wasserwerk Weissensee in Berlin, Deutschland, hat einen stabilen Trübungswert von unter 0,1 NTU erreicht. Es erreicht nicht nur eine Entfernungsrate von 100% für Cryptosporidium und Giardia. Es hat auch den Einsatz von Chlordesinfektionsmitteln um ca. 30% reduziert und die Bildung von Desinfektionsnebenprodukten (wie Trihalomethane) vermieden.
Das Wasserwerk Marne-la-Vallée in der Nähe von Paris, Frankreich, verwendet ein kombiniertes Verfahren aus Ultrafiltration und Ultraviolett-Desinfektion. Mit anderen Worten: Es macht chemische Zusätze überflüssig und gewährleistet eine “chemiefreie” Trinkwasserversorgung. Es bereitet jährlich 120 Millionen Kubikmeter Wasser auf und versorgt damit über 500.000 Einwohner.
2. Industrielle Reinwasser-Vorbehandlung
Denn Industrien mit hoher Wertschöpfung wie die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, die pharmazeutische Industrie und die Elektronikindustrie haben extrem hohe Anforderungen an die Reinheit des Produktionswassers. Die Ultrafiltrationsanlage hat sich zu einer Vorbehandlungsmethode für Prozesswasser entwickelt.
- Lebensmittel- und Getränkeabwasserbehandlung
Das Heineken-Werk in Rotterdam (Niederlande) verwendet Ultrafiltration zur Behandlung von Brauereiabwasser. Das zurückgewonnene Wasser kann für die Reinigung von Rohstoffen wiederverwendet werden. Dabei wird eine Wasserwiederverwendungsrate von 75% erreicht, was den industriellen Wasserverbrauch um etwa 120.000 Kubikmeter jährlich reduziert.
- Abwasserbehandlung in der pharmazeutischen Produktion
Die Produktionsstätte von Roche Pharmaceuticals in Basel in der Schweiz verwendet ein Doppelmembranverfahren (Ultrafiltration + Umkehrosmose), um das Produktionsabwasser auf das Niveau von ’Wasser für Injektionszwecke“ aufzubereiten, das den Pharmakopöen entspricht. Dadurch werden nicht nur die Kosten für den Kauf von Frischwasser gesenkt, sondern auch die Einleitung gefährlicher Abwässer reduziert.
- Für die Wasseraufbereitung im Haushalt
In ländlichen Gebieten mit schlechter Wasserqualität sind kleine Ultrafiltrationsgeräte zur Wasseraufbereitung zu einer Notwendigkeit für die Haushalte geworden. Zum Beispiel:
In der skandinavischen Region Nordschweden, wo das Grundwasser einen hohen Gehalt an Kolloiden und Humus aufweist, haben etwa 30% der Haushalte kleine Ultrafiltrations-Wasserreiniger installiert. Diese benötigen lediglich den Druck des Leitungswassers und verfügen über Filterpatronen mit einer Lebensdauer von ein bis zwei Jahren, die trinkbares Wasser produzieren.
Wie sieht unser Ultrafiltrationssystem aus?
XinJieYuan ist seit langem weltweit führend in der Forschung und Entwicklung der Ultrafiltrationstechnologie. Denn seine Kerninnovationen konzentrieren sich auf “Membranmaterialien, Integration, verbesserte Stabilität und Anwendungsszenarien”.”
1. Antifouling und langlebige Membranmaterialien
Die von uns verwendete “Anti-Fouling-PVDF-Ultrafiltrationsmembran” führt hydrophile Gruppen auf der Membranoberfläche ein, wodurch der Kontaktwinkel von 85° auf 35° verringert wird. Dadurch wird die Adsorption von organischen Stoffen und Kolloiden auf der Membranoberfläche reduziert, der Reinigungszyklus der Membranen von traditionell 7 Tagen auf 30 Tage verlängert und eine Lebensdauer von 5-7 Jahren erreicht (im Vergleich zu 3-4 Jahren bei herkömmlichen Membranen).
Wir können auch ein anderes Membranmaterial zur Herstellung von Geräten verwenden: “Hohlfaser-Ultrafiltrationsmembran”. Bei dieser Membran kommt ein “Außendruck”-Design zum Einsatz, bei dem das Wasser von außen in das Innere der Membran strömt. Dadurch verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass Verunreinigungen die Poren der Membran verstopfen. Außerdem wird die Rückspüleffizienz um 40% verbessert und der Energieverbrauch um etwa 25% gesenkt.
2. Modulares System
Die von uns auf den Markt gebrachte Klein-Ultrafiltrationsanlage hat eine Einzelmodul-Verarbeitungskapazität von bis zu 5-10 Kubikmetern pro Stunde. Sie kann je nach Bedarf flexibel kombiniert werden und eignet sich für die dezentrale Aufbereitung in kleinen ländlichen Wasserwerken oder industriellen Betrieben.
3. Energie sparen
Wir haben den Ultrafiltrationsprozess optimiert. Durch die Optimierung des Wasserpumpendrucks und der Rückspülstrategie konnte der Energieverbrauch pro Wassermengeneinheit auf 0,2-0,3 kWh/m³ gesenkt werden, was nur 60% des Energieverbrauchs herkömmlicher Ultrafiltrationssysteme entspricht.
4. Es gibt verschiedene Anwendungsbeispiele
Während der Dürre im Jahr 2025 in Südspanien haben wir 10 mobile Ultrafiltrationsanlagen zur Aufbereitung von Grundwasser oder Flusswasser eingesetzt. Und wir haben täglich 5.000 Kubikmeter Wasser bereitgestellt und das Trinkwasserproblem für rund 20.000 Einwohner gelöst.
In der andalusischen Landwirtschaftsregion im Südosten Spaniens haben wir ein Ultrafiltrations- und Tropfbewässerungssystem eingesetzt, um gereinigtes landwirtschaftliches Abwasser für die Bewässerung von Olivenhainen wiederzuverwenden. Dadurch wurde die Wassereffizienz um 60% erhöht und der Wasserverbrauch pro Hektar Olivenhain um 40% gesenkt.
Wie kann man das Ultrafiltrationssystem verbessern?
Obwohl Ultrafiltrationssysteme in Europa relativ ausgereift sind, sind ihre anfänglichen Investitionskosten 2-3 Mal höher als bei herkömmlichen Systemen auf Sandbasis, und die Kosten für den Austausch der Membranen sind relativ hoch. Daher sind verschiedene Verbesserungen erforderlich.
In Zukunft werden wir Nanokomposit-Ultrafiltrationsmembranen (z. B. mit Graphen modifizierte PVDF-Membranen) entwickeln. Damit wollen wir die Filtrationsgenauigkeit und die Antifouling-Fähigkeiten weiter verbessern, mit dem Ziel, die Lebensdauer der Membranen auf 10 Jahre zu verlängern. Wir werden auch solarbetriebene Ultrafiltrationssysteme entwickeln, die für abgelegene ländliche Gebiete oder Inseln geeignet sind. Derzeit testet Deutschland ein solches System auf der Ostseeinsel Rügen, das täglich 100 Kubikmeter Wasser aufbereitet.
Ultrafiltrationssysteme sind nicht mehr nur Technologien zur Wasseraufbereitung, sondern ein zentrales Instrument, um die Sicherheit von sauberem Wasser und eine Kreislaufwirtschaft zu erreichen. Von kommunalen Anwendungen bis hin zu Haushaltsgeräten haben unsere verschiedenen Verfahren ein wertvolles Modell für die Entwicklung der Ultrafiltrationstechnologie weltweit geliefert.
Wenn Sie Anfragen zu folgenden Themen benötigen Ultrafiltrations-Systemlösungen, wenden Sie sich bitte an uns. Wir werden so schnell wie möglich eine Lösung für Ihre speziellen Bedürfnisse finden.
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