Wie funktioniert die MBR-Membran bei der Wasseraufbereitung?

Der Membranbioreaktor (MBR) ist eine neuartige Wasseraufbereitungstechnologie, die biologischen Abbau (mittels Belebtschlamm) mit Membrantrennverfahren kombiniert, um eine effiziente Fest-Flüssig-Trennung zu erreichen und herkömmliche Sedimentationsbecken zu ersetzen. Seine Filtrationsprinzipien lassen sich anhand der folgenden Aspekte verstehen.

MBR-Membranen gibt es in zwei Haupttypen:

● Flachmembranen: Plattenförmig, geeignet für Anwendungen im kleinen Maßstab.

● Hohlfasermembranen: Hohle, faserige Strukturen mit großer spezifischer Oberfläche pro Volumeneinheit, die häufig in Haushaltswasserreinigern eingesetzt werden.

Der Trennprozess beruht auf der mikroporösen Struktur der Membran:

● Wassermoleküle und kleine gelöste Stoffe passieren die Poren der Membran, während größere Partikel (z. B. Belebtschlamm, suspendierte Feststoffe) zurückgehalten werden.

● Die Porengröße von MBR-Membranen liegt typischerweise bei etwa 0,1 μm (einige können kleiner sein), was eine effektive Entfernung von Mikroorganismen und suspendierten Verunreinigungen ermöglicht.

MBR arbeitet in zwei Hauptmodi:

● Hydraulischer Kopfdruck (HHP): Nutzt die Druckdifferenz zwischen der Speisewasser- und der Permeatseite, um die Filtration anzutreiben.

● Pumpenansaugung: Nutzt eine Pumpe, um Wasser durch die Membran zu saugen; geeignet für Niederdrucksysteme.

Während des Betriebs wird häufig Belüftung eingesetzt:

Durch die Belüftung werden die Membranfasern in Schwingung versetzt, wodurch Ablagerungen (Schlammablagerungen auf der Membranoberfläche) verhindert und eine stabile Filtration gewährleistet werden.

Der MBR kombiniert biologischen Abbau (im Reaktor) mit Membrantrennverfahren:

Im biologischen Reaktor bauen Mikroorganismen organische Schadstoffe ab. Anschließend werden die Mikroorganismen und Schwebstoffe durch eine Membran herausgefiltert, wodurch ein hochwertiges Abwasser entsteht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass MBR die Fähigkeit der mikroporösen Membran zur Trennung nach Größe nutzt, die biologische Behandlung mit der physikalischen Trennung integriert und die Belüftung zur Aufrechterhaltung der Membranleistung einsetzt, um letztendlich eine effiziente Abwasserreinigung zu erreichen.