Membranfiltrering för vattenrening – teknik, underhåll och fördelar

Vattenrening är processen att avlägsna oönskade kemikalier och material från vatten. Genom rening minskar koncentrationen av suspenderade partiklar, bakterier och parasiter, vilket gör vattnet säkert och lämpligt för olika ändamål. Membranbaserade vattenfiltreringssystem används ofta för vattenbehandling, bland annat vid avsaltning av havsvatten och bräckt vatten. Tekniken bygger på ett semipermeabelt membran som avlägsnar både suspenderade och lösta ämnen från vattnet. Idag betraktas membrantekniker som ett effektivt alternativ till traditionell vattenbehandling.

Typer av membranfiltrering

Det finns två huvudtyper av membranseparationsprocesser: tryckdrivna och elektriskt drivna.

I den tryckdrivna processen används hydrauliskt tryck för att pressa vattenmolekyler genom membranet. Föroreningarna stannar kvar i råvattnet, som då blir det avvisade vattnet, medan det vatten som passerar membranet återvinns som rent vatten.

I den elektriskt drivna processen används elektrisk ström för att flytta joner över membranet, vilket lämnar det renade vattnet kvar. Jonerna samlas upp i en koncentratström som sedan kan tas om hand på lämpligt sätt.

Membran i membranfilteranläggningar

Polymermaterial, inklusive cellulosapolymerer, utgör de viktigaste beståndsdelarna i membran som används inom membranfiltrering. Cellulosapolymerernas utbredda användning underlättas av att de är lättillgängliga och kostnadseffektiva. Membran tillverkade av keramik och metalloxider är dock inte heller ovanliga.

Den senaste utvecklingen inom membrantillverkning innefattar tunna kompositfilmer av polyamid (till exempel nylon). Dessa filmer kännetecknas av sin förmåga att motstå stora fysiska påfrestningar, men de är dyrare än cellulosapolymerer.

Delar av ett membranfiltersystem

Ett typiskt membranfiltersystem består av följande komponenter:

• Förbehandling – avlägsnar suspenderade fastämnen som annars kan skada membranet.
• Pumpning – höjer trycket till driftsnivån och upprätthåller den hastighet som krävs över membranens ytor.
• Patronfilter – tillverkaren tillhandahåller alltid ett patronfilter som fångar partiklar på 5 mikron och större.
• Membran – kopplas hydrauliskt i serie eller parallellt beroende på råvattenkvalitet och önskad produktvattenkvalitet.
• Efterbehandling – omfattar bland annat avgasare som eliminerar svavelväte och koldioxid.

Underhåll av membranesystem

Ett membranes livslängd ligger normalt mellan tre och fem år, beroende på hur intensivt det används. Membranet kan skadas av salter som bariumsulfat, strontiumsulfat eller kalciumsulfat – något som kan förebyggas med hjälp av särskilda inhibitörer. Beläggningar orsakade av organiska material kan undvikas genom en korrekt utförd förbehandling.

Filtreringsprocessen genererar även avfallsmaterial som måste hanteras ansvarsfullt. Vanliga alternativ för bortskaffande är kommunalt avloppssystem, spridning på mark eller injicering i djupa brunnar.

Fördelar med membranesystem

Membranbaserade vattenfiltreringssystem har möjliggjort en betydande minskning av mängden kemikalier som behövs för behandling. Systemen kräver dessutom mindre utrymme och mindre personalinsats, samtidigt som de effektivt eliminerar virus och bakterier. Till detta kommer att membranfiltersystem har relativt låga totalkostnader, vilket gör dem till ett attraktivt val för både kommunala och industriella vattenreningsapplikationer.