Wat is ultrafiltratie?Ultrafiltratie is een techniek waarbij met behulp van een membraan alle zwevende delen tussen 0,1 en 0,001 micron uit een vloeistof worden gefilterd. Membraanfiltratie is in de basis een mechanische techniek, onder meer toegepast om bacteriën, waaronder legionella, uit water te filteren.

Ultrafiltratie in Nederland en wereldwijd

Ultrafiltratie wordt wereldwijd veelal toegepast in waterzuivering en de behandeling van afvalwater stromen. In Nederland is het voor het filteren van legionella uit drinkwater verplicht een KIWA gecertificeerd product toe te passen. KIWA heeft een groot gedeelte van de producten van PB International volgens de verplichte BRL K14010.1 gecertificeerd. Voor de toepassing in de medische sector kan een CE medical verplicht gesteld zijn, een deel van de producten van PB International voldoet hieraan.

Ultrafiltratie is een van de vele methoden om vloeistoffen te zuiveren. Voordeel van deze methode is dat het hiermee mogelijk is om vrijwel alleen watermoleculen over te houden. De methode benadert dan ook destillatie.

Microfiltratie en Ultrafiltratie

De werking van micro- en ultrafiltratie berust op fysische scheiding waarbij de poriegrootte van membranen de mate van verwijdering van zwevende stoffen, troebelheid en micro-organismen bepaalt. Stoffen groter dan de poriegrootte worden verwijderd, stoffen kleiner dan de poriegrootte worden afhankelijk van de opgebouwde vuillaag op het membraan gedeeltelijk verwijderd. Het zijn drukgedreven processen die water verdergaand fysisch zuiveren dan conventionele zandfiltratie processen, maar minder stoffen uit het water verwijderen dan nanofiltratie en omgekeerde osmose. De poriën van een microfiltratie membraan zijn van ordegrootte 0.1 – 10 µm, de poriën van een ultrafiltratie membraan hebben een ordegrootte van 0.001 – 0.1 µm. Bacteriën worden volledig door microfiltratie verwijderd. Voor de volledige verwijdering van virussen is ultrafiltratie noodzakelijk. Microfiltratie houdt, alhoewel de grootte van virussen kleiner is dan de poriegrootte van microfiltratie, virussen gedeeltelijk tegen. Dit komt doordat virussen zich gedeeltelijk op bacteriën hechten.

Microfiltratie kan op vele gebieden ingezet worden waar deeltjes met een diameter groter dan 0,1 mm uit een vloeistof moeten worden verwijderd.

Voorbeelden hiervan zijn:
· Koude sterilisatie van drankjes en pharmaceuticals;
· Klaren van vruchtensap, wijn en bier;
· Scheiden van bacteriën van water (bijv. Bij biologische afvalwaterzuiveringsinstallaties);
· Effluent behandeling;
· Scheiding van olie- water emulsies;
· Voorbehandeling voor nanofiltratie of omgekeerde osmose.
· Vast-vloeistof scheiding voor farmacie en voedingsmiddelenindustrie

Ultrafiltratie

Ultrafiltratie kan op vele gebieden ingezet worden waar deeltjes met een ordegrootte van 0.001 – 0.1 µm uit een vloeistof verwijderd moeten worden.

Voorbeelden hiervan zijn:
· Zuivelindustrie (melk, kaas);
· Voedingsmiddelenindustrie (proteïnes);
· Metaalindustrie (olie- water emulsies, verf terugwinnen);
· Textielindustrie;
· Voorbehandeling voor nanofiltratie of omgekeerde osmose (b.v. voor zeewaterontzouting).

Vervuiling van het membraan betekent dat er minder water kan worden gezuiverd en de membranen sneller vervangen moeten worden. Het voorbehandelen van de membraaninstallatie is daarom één van de belangrijkste factoren waarop het proces moet worden gestuurd. Dit geld zowel voor micro- en ultrafiltratie als voor nanofiltratie en omgekeerde osmose. Een standaardrecept is echter niet mogelijk en voor ieder type water moet de meest optimale voorbehandeling worden vastgesteld.

Om te voorkomen dat de membranen verstopt raken of beschadigd raken door harde, scherpe (zand)deeltjes in het voedingswater moet, ter bescherming van de membranen, voor de micro- en ultrafiltratie, een fijne zeef geplaatst worden. Afhankelijk van het voedingswater kan de poriegrootte van de zeef variëren tussen 0.5 – 1.0 mm. Een verdere voorzuivering is voor micro- en ultrafiltratie niet noodzakelijk.

Microfiltratie, ultrafiltratie en nanofiltratie zijn vergelijkbare methoden, ze verschillen alleen in de grootte van de filteropeningen. De deeltjes die bij ultrafiltratie worden tegengehouden zijn kleiner dan bij microfiltratie. Alleen ultrafiltratie kan grote macromoleculen uit een oplossing verwijderen. Moleculen met een moleculair gewicht lager dan 1000 g/mol en ionen worden nauwelijks tegenhouden bij ultrafiltratie. Bij nanofiltratie kunnen nog kleinere moleculen worden tegengehouden, tot 200 g/mol, en meerwaardige ionen. Het onderscheid tussen nanofiltratie en ultrafiltratie wordt in de praktijk niet altijd gemaakt en beide worden dan aangeduid met ultrafiltratie.

Het membraan zoals door PB International toegepast heeft een porie van 0,015 micron waarmee alle bacteriën afgevangen worden.

Spoelen

Tijdens het filteren is het van belang om ultrafiltratie regelmatig te spoelen. Met behulp van een spoeling kunnen alle vuildelen, waaronder legionella en andere bacteriën, uit de membranen verwijderd worden.

Omdat bij ultrafiltratie vuildelen, bacteriën en virussen gefilterd worden,  wordt aangroei van biofilm in de nageschakelde installatie verminderd.

De in de basis puur mechanische werking van ultrafiltratie is de kracht. Onafhankelijk van stroomtoevoer en disposables blijft de filterende werking altijd actief. Ultrafiltratie waterzuivering is een zeer effectieve en duurzame manier van waterfiltratie.  

Oorsprong van ultrafiltratie

Van oorsprong komt ultrafiltratie met behulp van membranen uit de nierdialyse. Hier wordt de techniek als vervanging van de nier gebruikt om vocht uit urine te filteren. Vergelijkbare filtertechnieken zijn microfiltratie, nanofiltratie en reverse osmose. Bij deze technieken is de porie groter of kleiner dan bij ultrafiltratie. In veel gevallen wordt ultrafiltratie afgekort als UF.

ultrafiltratie