Die membranbasierte Technologie zur Rückgewinnung von Abwasserressourcen kann nicht nur sterilisieren, sondern auch Salze entfernen und ermöglicht so eine echte, umweltfreundliche und erneuerbare Wiederverwendung von Wasser. Was genau ist also eine Membran, und was ist das «Magische» hinter der Membrantechnologie?
Eine Membran ist im Wesentlichen ein Filtermaterial mit selektiven Trenneigenschaften. Je nach Molekulargewicht der Schadstoffe im Wasser lässt sich durch Auswahl einer Membran mit entsprechender Porengröße eine effektive Rückhaltung erreichen – ähnlich wie bei den Sieben oder Trichtern mit unterschiedlichen Porengrößen, die wir im Alltag verwenden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Filtrationsmethoden handelt es sich bei einer Membran jedoch um ein feines Filtermedium, das auf molekularer Ebene trennen kann. Dies liegt vor allem an den verschiedenen Poren unterschiedlicher Formen und Größen, die auf ihrer Oberfläche und im Inneren verteilt sind. Diese Poren reichen von Mikrometern über Nanometer bis hin zu Angström und ermöglichen so eine präzise Trennung von Schadstoffen mit unterschiedlichem Molekulargewicht. Trennmembranen mit unterschiedlichen Porengrößen tragen eigene Namen, etwa Mikrofiltration (MF), Ultrafiltration (UF), Nanofiltration (NF) und Umkehrosmose (RO)-Membranen. Die membranbasierte Wasseraufbereitung ist ein rein physikalischer Prozess, der eine präzise Entschmutzung ohne Nebenprodukte erreicht – und damit eine wirklich grüne und umweltfreundliche Technologie darstellt.
Heute findet man Membranen überall – von der Abwasserreinigung, der Wiederverwendung von Wasser und der Meerwasserentsalzung im Umweltschutz über die Konzentration von Säften, die Milchseparation und die Alkoholgewinnung in der Lebensmittelindustrie bis hin zu Blutseparation, Arzneimittelabgabe und künstlicher Organherstellung in der Medizin sowie sogar zur Reinigung und Konzentration von Enzymen, Zellen und Proteinen in der Bioingenieurwesen. Die Membrantechnologie ist aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken.
In der Welt des Wassers stehen die Anwendungen der Membrantechnologie noch immer vor bestimmten Herausforderungen, etwa der Entwicklung funktionaler antifoulingfähiger Membranmaterialien, der Konstruktion kostengünstiger und hocheffizienter Membranmodule sowie der Schaffung kohlenstoffarmer, energieeffizienter Membrananlagen. Genau hier setzen Forscher kontinuierlich neue Impulse.
Durch die interne Entwicklung von Membranmaterialien und deren effektive Integration mit Membrananwendungstechnologien können die Forscher eine Reihe integrierter Membranaufbereitungssysteme sowie umfassende technische Dienstleistungen anbieten, zugeschnitten auf die jeweiligen Rohwasserbedingungen, Ablaufanforderungen und Bedürfnisse verschiedener Membranprozesse der Nutzer.
Es wird angenommen, dass mit der fortlaufenden Erforschung und Entwicklung neuer Membranmaterialien sowie der vertieften Erforschung von Membrantechnologien eine technologisch faszinierende «membranbasierte Wasserwelt» uns in ein neues Kapitel der Nutzung von Wasserressourcen führt.