Membranfiltration – mikrobiologische Reinigung meistern mit BactoSense

Filtersysteme werden häufig eingesetzt, um Partikel aus Wasser zu entfernen. Im Bereich der mikrobiologischen Reinigung beseitigen Membranfiltrationsverfahren wie Ultrafiltration und Umkehrosmose Bakterien effektiv. Medienfilter, darunter Aktivkohlefilter, helfen, Nährstoffe zu entfernen, die sonst mikrobielles Wachstum fördern könnten.

Daher spielen Filtersysteme eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von sauberem und sicherem Wasser.

Filtersysteme sind jedoch nicht absolut sicher. Ihre Wirksamkeit hängt von einem komplexen Zusammenspiel verschiedener Faktoren ab, darunter Betriebsbedingungen, die Eigenschaften des Zulaufwasser, Defekte, Brüche, Biofouling und die Wartung.

Um die Wasserqualitätsstandards direkt am Einsatzort jederzeit einzuhalten, ist eine kontinuierliche Überwachung unerlässlich. Herkömmliche wachstumsbasierte Methoden, wie die heterotrophe Plattenzählung (HPC), müssen im Labor durchgeführt werden, sind aufwendig und benötigen mehrere Tage.

Im Gegensatz dazu bietet die BactoSense-Lösung eine Echtzeitüberwachung von Bakterien mit präzisen und umsetzbaren Ergebnissen in nur 20 Minuten. In dieser Fallstudie stellen wir die wichtigsten Einsatzbereiche und Erfolge von BactoSense-Anwendern vor, von der Trinkwasserproduktion über industrielle Wassersysteme bis hin zur Wasserwiederverwendung und Entsalzung.

BactoSense zur Steigerung der Anlagenauslastung

BactoSense wurde entwickelt, um mikrobiologische Daten nutzbar zu machen.

Stellen Sie sich vor, Sie hätten ein Werkzeug in der Hand, mit dem Sie die mikrobiologische Rückhaltung, etwa Log-Reduktionswerte, eines Membransystems kontinuierlich überwachen, Filterbrüche sowie eine nachlassende Filtratqualität sofort erkennen, einzelne Anlagen schnell qualifizieren und die Auswirkungen betrieblicher Änderungen auf die mikrobiologische Qualität des Filtrats umfassend nachvollziehen könnten.

Die Vorteile von BactoSense wurden in verschiedenen Anwendungen deutlich gezeigt – von der Überprüfung der Membranintegrität bis zur Optimierung von Betriebsparametern und Wartungsstrategien.

Zu den wichtigsten Anwendungsfeldern und Erfolgsgeschichten, die von BactoSense-Anwendern gemeldet wurden, gehören:

Filtratüberwachung

Durch die Online-Bakterienüberwachung mit Messintervallen von nur 30 Minuten können Betreiber sofort benachrichtigt werden, wenn die Filtratqualität vom Normalwert abweicht.

• Überprüfen Sie die Integrität von Membranfiltrationssystemen – kontinuierlich und in Echtzeit.

  
  

• Implementieren Sie ein Frühwarnsystem, um Membranbrüche sowie einen schleichenden Leistungsverlust – etwa durch Biofouling oder Ablagerungen – frühzeitig zu erkennen.

  
  

• Gewährleisten Sie die zuverlässige Funktion Ihrer Filterbarrieren, selbst unter herausfordernden Betriebsbedingungen, etwa während Wartungsarbeiten oder vorgelagerten Prozessänderungen.

Messung der Permeatqualität bei Umkehrosmose während der Prozessoptimierung. Um die Membranausbeute zu erhöhen, wurde der Speisedruck um 20 % angehoben – mit sofortiger Wirkung: Die Gesamtzellzahl stieg um das 20-Fache. Bemerkenswert ist, dass dieses Phänomen nicht vorübergehend war. Die Zellkonzentrationen blieben auf dem erhöhten Niveau, was zeigt, wie stark die Betriebsparameter die mikrobiologische Qualität des Permeats beeinflussen können. Zudem wurde beobachtet, dass bereits eine kurzzeitige Stagnation zu einem erneuten Bakterienwachstum und damit zu einer deutlichen Verschlechterung der Permeatqualität führt.

Prozessoptimierung

Verstehen Sie Ihren Prozess im Detail – und steigern Sie gezielt Leistung und Resilienz.

• Optimieren Sie Rückspülzyklen und Entladezeiten, um Ressourcen effizient zu nutzen und die mikrobiologische Stabilität zu wahren.

  
  

• Analysieren Sie die Auswirkungen betrieblicher Veränderungen – wie Durchflussrate oder Rückgewinnung – auf die mikrobiologische Qualität des Filtrats.

  
  

• Verstehen Sie die Kinetik mikrobiellen Neuwachstums während Phasen der Stagnation.

  
  

• Bewerten Sie die Filtrationseffizienz unter realen Bedingungen, indem Sie kontinuierlich Zulauf und Filtrat vergleichen.

Fehlerbehebung

Sie müssen nicht tagelang auf Laborergebnisse warten. Dank Ergebnissen in nur 20 Minuten beschleunigen die Fehlersuche und minimieren Ausfallzeiten, offline, atline oder online.

• Sobald eine Auffälligkeit im kombinierten Filtrat festgestellt wird, prüfen Sie gezielt einzelne Membranmodule.

  
  

• Identifizieren Sie defekte oder leistungsschwache Membranen frühzeitig, um das Risiko einer pathogenen Kontamination zu minimieren.

  
  

• Lokalisieren Sie die potenzielle Ursache der Verunreinigung – sei es ein Membranbruch, mikrobielles Neuwachstum im Futtervorratstank oder Biofouling im Vorfilter.

Inbetriebnahme, Qualifizierung und Lebenszyklusmanagement von Anlagen

Bei der Inbetriebnahme neuer Anlagen kann es zu Problemen kommen. Implementieren Sie ein Überwachungsprogramm, um die mikrobiologische Situation unter Kontrolle zu halten.

• Filtersysteme qualifizieren: Ermitteln Sie bei Membranfiltrationssystemen die Log-Reduktionswerte mittels Online- oder At-line-Messung von Zulauf- und Filtratkonzentrationen. So stellen Sie sicher, dass Ihre Anlage die geforderten Leistungsstandards erfüllt.

• Frühzeitig erkennen, gezielt handeln: Überwachen Sie das Filtrat neu installierter Membranen kontinuierlich, um Einbrennfehler frühzeitig zu identifizieren und Ausfälle zu vermeiden.

Zufuhr und Filtrat

Gewinnen Sie ein tiefes Verständnis von Zulauf- und Filtrateigenschaften, um den Filterbetrieb zu optimieren und sicherzustellen, dass die Leistungsanforderungen unter allen Betriebsbedingungen erfüllt werden.

• Bewerten Sie mikrobiologische Schwankungen im Speisewasser – sei es saisonal oder betriebsbedingt – und passen Sie die Betriebsstrategie entsprechend an.

  
  

• Lokalisieren Sie potenzielle Quellen mikrobieller Verunreinigung, etwa in Zufuhrtanks oder durch Biofouling in Vorfiltern.

  
  

• Verfolgen und steuern Sie das mikrobielle Neuwachstum entlang der Prozesskette – bis zum Einsatzort.

  
  

• Bewerten Sie die Biostabilität des Wassers in den verschiedenen Stufen des Aufbereitungsprozesses, um Hygiene und Sicherheit langfristig zu gewährleisten.

Untersucht wurde eine mehrstufige Anlage bestehend aus Ultrafiltration (UF) und anschliessend zweistufiger Umkehrosmose (RO). Die Membranbehandlung führte zunächst zu einer deutlichen Reduktion der Gesamtzellzahl. Im weiteren Verlauf kam es jedoch zu einem erneuten mikrobiellen Wachstum in den Permeattanks sowie in den Vorfiltern der RO-Stufe, was zu einem deutlichen Anstieg der Keimzahlen führte. Infolgedessen verringerte sich die insgesamt erzielte Keimzahlreduktion über die gesamte Behandlungsstrecke hinweg signifikant. LRV, logarithmischer Reduktionswert; RO, Umkehrosmose; UF, Ultrafiltration.

BactoSense verändert die Überwachung und Verwaltung von Filtersystemen

Die obigen Beispiele zeigen, dass Bactosense im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, Bedienern ermöglicht, Membranprobleme frühzeitig zu erkennen, die Anlagenleistung gezielt zu optimieren und potenzielle Risiken rasch zu beheben.

Demo buchen Entdecken Sie noch heute, wie BactoSense die Wasserqualitätskontrolle in Prozessen wie Trinkwasserproduktion, Entsalzung und Wasserwiederverwendung revolutioniert, durch kontinuierliche und umsetzbare Erkenntnisse in Echtzeit.