Kontaktieren Sie Blue Membrane
Spezifikationen der N-Serie
Standard-NF-Membranelemente
Spiralwickelmembranen aus Polyamid (N1/N2/N3)
Die N-Serie von Blue Membrane umfasst eine Polyamid-Dünnschicht-Verbund-NF-Membran mit einer MgSO4-Rückhalterate von 97-98 % über 3 Leistungsstufen. Die Membranelemente N1, N2 und N3 passen 1-1 in Druckrohre der passenden Größe für FilmTec NF90 und NF270. Geprüft nach ASTM-basierten Prüfprotokollen (2000ppm MgSO4 bei 100 psi, 25°C).
0%
MAX. MgSO4-RÜCKHALTERATE
8040 / 4040 / 2540
MEMBRANGRÖSSEN
ZIEL ERFASST
Was die Rückhalterate zweiwertiger Ionen bei Standard-NF-Membranelementen beeinflusst
Ingenieure vergleichen bei der Auswahl einer NF-Ersatzmembran häufig die MgSO₄-Rückhalteraten verschiedener Hersteller. Diese Werte sind jedoch nur vergleichbar, wenn die Prüfbedingungen übereinstimmen. Ohne Angaben zu Speisekonzentration, Druck, Temperatur und Ausbeute können zwei Werte von „97 %“ eine völlig unterschiedliche Leistung im praktischen Betrieb bedeuten.
Typische Herausforderung bei der Beschaffung für die Planung industrieller Wasseraufbereitungsanlagen
01
Membranaufbau
Die meisten Standard-NF-Membranen bestehen aus einer dünnen Polyamidschicht (TFC) auf einem porösen Polysulfon-Träger, der spiralförmig aufgewickelt ist.
02
Trennverfahren
Diese Bauweise trennt gelöste Stoffe durch zwei Verfahren: einen physikalischen Mechanismus (Molekulargewichts-Trenngrenze, MWCO, von 200 to 400 Dalton) und eine ladungsbasierte Trennung (Donnan-Ausschluss). Dadurch werden zweiwertige Ionen zurückgehalten, selbst wenn ihre Größe nahezu der Trenngrenze entspricht.[1] Unterschiede beim Vergleich beruhen in der Regel auf abweichenden Prüfverfahren und nicht auf unterschiedlichen Membranleistungen.
03
Praktischer Betrieb
Eine kommunale Wasseraufbereitungsanlage, die Grundwasser mit einer Wasserhärte von 200-400 ppm CaCO behandelt und N-Serien-Membranen einsetzt, erzielt bei 100 psig dieselbe Rückhalterate für Ca und Mg, die in der NF-Branche als Standardbetrieb gilt. Die stärker geladenen Ionen – die zweiwertigen Kationen Ca, Mg und Ba sowie das zweiwertige Anion SO – werden bei 100 psig durch die negativ geladene Polyamidmembran wirksamer zurückgehalten als einfach geladene Ionen wie Na und Cl. Bei den härtebildenden Ionen wird eine Rückhalterate von 97 % erreicht; einfach geladene Na- und Cl-Ionen passieren die Membran je nach Salzgehalt des Speisewassers zu 20 % bis 60 %. Diese NF-Leistung sowie die Rückhalterate von 99 % für NaCl und die Entfernung von 97 % der Ca- und Mg-Wasserhärte werden unter standardmäßigen Betriebsbedingungen überprüft. So lässt sich die N-Serie mit den Referenzprodukten von FilmTec wie NF90 und NF270 vergleichen, ohne die Prüfdaten aufwendig abgleichen zu müssen.
04
NF im Vergleich zur Umkehrosmose
Dank der selektiven Trennung – hohe Rückhalterate für zweiwertige Ionen bei kontrolliertem Durchtritt einwertiger Ionen – ist Standard-NF die bevorzugte Technologie für die Wasserenthärtung und die selektive Salz-Entfernung. Im Gegensatz zur Umkehrosmose, die bei einem Betriebsdruck von 150–250 psi nahezu alle gelösten Salze zurückhält, erzielt Standard-NF eine Selektivität für zweiwertige Ionen bei einem um 40–60 % niedrigeren Betriebsdruck. Dafür fällt die gesamte TDS-Reduktion im Vergleich zur Umkehrosmose geringer aus. Das ist beabsichtigt und der grundlegende Grund für den Einsatz der Nanofiltration. Die N-Serie von Blue Membrane ist Teil unseres umfassenden Angebots an NF-Membranlösungen, darunter alkalibeständige Spezialmembranen.
Die technischen Spezifikationen und zulässigen Betriebsparameter der N-Serie finden Sie im technischen Datenblatt.
Datenblatt anfordernModellspezifikationen der N-Serie
Nachfolgend finden Sie die Selektivitätsmatrix der N-Serie mit allen 9 Standardmodellen in 3 Membrandurchmessern. Die angegebenen Rückhalteraten spiegeln die Membranselektivität wider und gelten für alle Membrandurchmesser. Die Durchflusswerte für die 8040-Modelle sind zertifizierte Werte aus tatsächlichen Werkstests. Angaben zu den Modellen 4040 und 2540 finden Sie im ausführlichen Datenblatt.
Selektivitätsmatrix der N-Serie – Standard-NF-Membranelemente
Käufer vergleichen MgSO₄-Rückhalteraten häufig, ohne zu prüfen, ob die Prüfbedingungen vergleichbar waren. Das ist mit Abstand der häufigste Fehler bei der vergleichenden Membranbewertung. Außerdem werden alle Daten aus einem bestimmten Prüfprotokoll online veröffentlicht, um Verwechslungen aufgrund unterschiedlicher Prüfbedingungen zu vermeiden.
Standardprüfbedingungen
2.000 ppm
Wässrige MgSO₄-Lösung
100 psi (0,69 MPa)
Speisedruck
25°C
Temperatur
7–8
pH-Wert
15 %
Ausbeute je Membranelement
ISO 25175
ASTM-konformes Prüfprotokoll
Abwägung bei der Bewertung: Rückhalterate oder Durchfluss
Oft ist unklar, ob die Rückhalterate (N1) oder der Permeatvolumenstrom (N3) Vorrang haben soll. Fehlende Entscheidungshilfen führen zu Verzögerungen bei der Beschaffung und zu überdimensionierten Anlagenbudgets. Die Bezeichnungen N1, N2 und N3 stehen direkt für diese Abwägung: maximale Rückhalterate bei 9.000 GPD (N1: 98,0 %) oder eine MgSO₄-Rückhalterate von 97,0 % bei 17–33 % mehr Permeat je Membranelement (N3: 12.000 GPD), ohne das Druckrohr größer auszulegen. Die richtige Wahl hängt vom TDS-Wert Ihres Speisewassers, der angestrebten Permeatqualität und der Ausbeute der Anlage ab.
Anwendungstechnische Beratung: Auslegung von Anlagen mit der N-Serie
Möchten Sie N-Serien-Membranelemente für Ihre Anlage auswählen? Unser Engineering-Team ermittelt das passende Membranelement für Ihr Speisewasser.
Angebot anfordernVergleichstabelle für FilmTec NF90 und NF270
Beim Kauf einer NF-Ersatzmembran eines anderen Herstellers als FilmTec besteht das Hauptrisiko für Endanwender in der Kompatibilität mit dem Membrangehäuse: „Passt eine NF-Membran eines anderen Herstellers in mein vorhandenes FilmTec-NF90-/NF270-Gehäuse?“ Für Käufer von Ersatzmembranen ist dies das größte Hindernis. Bei Membranelementen der N-Serie lässt sich die Frage eindeutig beantworten.
N-Serien-Membranelemente entsprechen den Standardmaßen für Spiralwickelmembranen: 8040, 4040 und 2540. Diese Maße entsprechen genau den Standardabmessungen der FilmTec-NF90- und NF270-Membranelemente sowie den standardmäßigen Konzentratdichtungen und Verteilerverbindungen. Dadurch lassen sich N-Serien-Membranelemente ohne Anpassungen an den Druckrohren in vorhandene FilmTec-Membrangehäuse und -anlagen einsetzen.
Technische Auswahlhilfe
Wenn Ihr Prozess eine möglichst hohe Rückhalterate für Calcium und Magnesium erfordert, wählen Sie das N1-8040 (98,0 % stabile Rückhalterate / 97,5 % Mindestrückhalterate). Wenn ein möglichst hoher Durchfluss durch ein Druckrohr das Auslegungsziel ist, wählen Sie das N3-8040 für ein optimales Verhältnis von Durchfluss und Rückhalterate.
Kompatibilitätsübersicht NF90 / NF270 – N-Serie im Vergleich zur FilmTec-Referenz
(Dieser Unterschied wird von OEMs nicht immer hervorgehoben: Das N2-8040 bietet einen um 17 % höheren Durchfluss (10.500 gegenüber 9.000 GPD) als das vergleichbare NF90 und erreicht dabei dieselbe Rückhalterate von 97,0 %. Für den höheren Durchfluss muss also keine niedrigere Rückhalterate in Kauf genommen werden. Bei Anlagen mit hoher Ausbeute bestimmen der Durchfluss die Anzahl der Stufen und die Pumpenauslegung. Während viele günstigere NF-Ersatzmembranen Leistungsangaben auf Grundlage nicht übereinstimmender Prüfbedingungen machen, zertifizieren wir alle N-Serien-Membranen unter identischen Prüfbedingungen, damit sich die Ergebnisse direkt vergleichen lassen.)
Anwendungen: Wo Standard-NF ihre Stärken ausspielt
Betriebskostenvergleich – Jafari et al. (2021)
11 %
NF-FOULING-BETRIEBSKOSTEN
24 %
RO-FOULING-BETRIEBSKOSTEN
Der geringere Anteil der Foulingkosten bedeutet für NF niedrigere Kosten aufgrund des Vorteils beim Betriebsdruck. Deshalb ist NF bei Anwendungen zur Verringerung der Wasserhärte und zur Enthärtung die wirtschaftliche Wahl, wenn die Betriebskosten über die Lebensdauer maßgeblich sind.
Entscheidungsmatrix für Anwendungen
Entscheidungstabelle zur Anwendungseignung – Auswahl von NF-Membranelementen der N-Serie
| Anwendung | Empfohlene Serie | Wichtigstes Leistungskriterium |
|---|---|---|
| Kommunale Wasserenthärtung | N2 / N3 | Ca²⁺/Mg²⁺-Rückhalterate >97 %; niedrigerer Betriebsdruck als bei der Umkehrosmose |
| Entfernung von Härtebildnern im Industriebereich | N1 | 98,0 % MgSO₄-Rückhalterate; langfristig stabile Membranleistung |
| Entfernung von NOM aus Trinkwasser | N1 / N2 | Rückhalterate für TOC und Farbe; Einhaltung der Trinkwasserqualitätsvorgaben[5] |
| Entsalzung industrieller Abwässer | N2 | Selektive Entfernung zweiwertiger Ionen; hoher Permeatdurchsatz für die Wasserwiederverwendung |
| Sulfatreduktion in Meerwasser | N1 | >98 % SO₄²⁻-Rückhalterate bei erhöhtem Salzgehalt und Speisedruck |
| Enthärtung von Grundwasser | N2 / N3 | Hoher Permeatfluss bei Aquiferspeisewasser mit moderatem TDS-Wert; niedrigere Investitionskosten je m³/d als bei vergleichbarer Umkehrosmose |
| Vorbehandlung von Reinstwasser für die Halbleiterindustrie | N1 | Strenge Anforderungen an die Rückhalterate; Permeat mit niedrigem TOC-Wert für die Reinstwasserproduktion |
| Klärung von Lebensmitteln und Getränken | N1 | Organische Verbindungen über 200 Da werden zurückgehalten; Permeat in Hygienequalität |
| Entfernung von Farbstoffen aus Textilabwässern | N1 / N2 | Farbstoffmoleküle (MW >400 Da) werden zurückgehalten; das aufbereitete Wasser ist zur Wiederverwendung geeignet |
Informieren Sie sich über unsere laugenbeständigen NF-Membranelemente für kontinuierliche Prozesse bei hohem pH-Wert (>pH10). Für dedizierte kommunale oder für Privathaushalte vorgesehene Enthärtungsanlagen, die eine Wasserhärte <50 ppm CaCO erreichen sollen, ist unsere NF-Serie zur Wasserenthärtung auf Ihr Speisewasser und Ihre Anforderungen an die Ausbeute abgestimmt.
Wenden Sie sich an die Anwendungstechniker von Blue Membrane, um das N-Serien-Modell zu finden, das zur Speisewasserchemie Ihrer Anwendung, zur angestrebten Ausbeute und zur erforderlichen Permeatqualität passt.
Betriebsparameter und Handhabungshinweise
Die Einhaltung der zulässigen Betriebsgrenzen verhindert dauerhafte Schäden an der Oberfläche der Polyamid-Dünnschichtverbundmembran. Häufige Ursachen für Fouling und vorzeitigen Ausfall von NF-Anlagen sind ein nicht kontrollierter SDI-Wert aufgrund unzureichender Vorfiltration sowie Spitzenwerte bei freiem Chlor während der Desinfektion des Speisewassers. Unser technischer Support unterstützt Sie bei der Anlagenintegration, den Inbetriebnahmeparametern und der Auswahl von Antiscalants.
Polyamidmembranen können Schäden durch eine Chlorexposition über 0,1 ppm nicht rückgängig machen. Die häufigste Ursache für vorzeitigen Ausfall von NF-Membranen in Industrieanlagen ist eine Chlorexposition oberhalb dieses Grenzwerts, einschließlich kurzzeitiger Spitzen während der Desinfektion. Bei einem Chlorgehalt über 0,1 ppm kommt es zu einer irreversiblen oxidativen Hydrolyse der Amidbindungen in der Polyamid-Sperrschicht. Dadurch steigt der Salzübertritt dauerhaft an und der Permeatfluss sinkt. Dieses Risiko wird in den Unterlagen von Membranlieferanten nicht immer hervorgehoben, ist jedoch für alle Polyamid-TFC-NF- und RO-Membranen mit der branchenüblichen Bauweise bestätigt.[1] Bei chloriertem kommunalem Speisewasser sind eine Natriumbisulfitdosierung oder eine Aktivkohlefiltration im Zulauf zwingend erforderlich.
Betriebsprinzip bestätigt in: Bargeman (2021), Separation and Purification Technology
Tatsächlich ist dies der ehrliche Kompromiss bei der Auslegung einer NF-Membrananlage: niedrigerer Betriebsdruck und Energieverbrauch als bei Meerwasser- oder Brackwasser-Umkehrosmose, dafür ein engerer Bereich der chemischen Verträglichkeit – eine Chlortoleranzgrenze von .1 ppm und ein pH-Bereich von 3-10 im Dauerbetrieb. Der 34mil Feed Spacer unserer N-Serie ist in allen N-Serien-Membranen integriert. So wird eine gleichmäßige Querströmung an der Membran gewährleistet und der Druckverlust je Membran unter sauberen Betriebsbedingungen auf unter 15 psi begrenzt.
Falsche Annahme: NF-Membranen foulen bei hartem Wasser schneller
NF eignet sich besonders gut für hartes Wasser, wenn dieses zuvor fachgerecht vorbehandelt wurde. Standard-NF-Membranen sind genau dafür ausgelegt: Ca und Mg bei niedrigerem Betriebsdruck bevorzugt gegenüber den übrigen Salzen zurückzuhalten. Bei der Aufbereitung von Grundwasser mit einer Wasserhärte von >300ppm CaCO und einer Ausbeute von >75 % muss vor der NF-Anlage ein Antiscalant eingesetzt werden, um Carbonatausfällungen zu verhindern. Sprechen Sie mit unseren Ingenieuren, um das passende Antiscalant und die richtige Dosierung für Ihre Anlage zu bestimmen.
Auslegungswerkzeuge für Standard-NF
Beschleunigen Sie die Auslegung und Validierung Ihrer Anlage. Mit unseren speziellen Anwendungstools finden Sie die passende N-Serien-Spezifikation, prüfen die Kompatibilität mit Ihrer Speisewasserchemie und vergleichen die Leistung der Membranelemente direkt miteinander.
TOOL_01
N-Serien-Auswahlhilfe
Geben Sie den angestrebten Permeatvolumenstrom Ihrer Anlage, die erforderliche Rückhalterate für Härtebildner und die Betriebsparameter ein, um die optimale Konfiguration mit N1-, N2- oder N3-Membranelementen für Ihre Druckrohre zu ermitteln.
TOOL_02
Kompatibilitätsprüfung für Speisewasser
Prüfen Sie, ob die Chemie Ihres Quellwassers innerhalb der sicheren Betriebsgrenzen für Standard-NF-Membranen aus Polyamid liegt. So lassen sich vorzeitiges Fouling, Scaling und chemische Schäden vermeiden.
TOOL_03
Modellvergleich
Führen Sie einen direkten technischen Vergleich des N-Serien-Portfolios durch. Vergleichen Sie aktive Fläche, stabile Rückhalteraten und werkseitig zertifizierte Permeatvolumenströme (GPD) für alle Membrangrößen.
Häufig gestellte Fragen
Häufige Fragen zu NF-Membranspezifikationen: Dieses Q&A-Dokument behandelt viele gängige Fragen und Risikofaktoren, mit denen Ingenieure und Einkaufsteams bei der Auslegung oder beim Austausch von NF-Membranelementen konfrontiert sind. Wenn Sie weitere Fragen haben, die unten nicht behandelt werden, schreiben Sie bitte an sales@Blue Membrane.com.
NF-Membranen halten mehrwertige Ionen (Calcium, Magnesium und Sulfat) zu 97-98 % zurück und lassen 20-60 % der einwertigen Salze (Natrium, Chlorid) passieren. Umkehrosmosemembranen halten dagegen >98 % nahezu aller gelösten Salze zurück. NF arbeitet mit einem um 40-60 % niedrigeren Speisedruck als die Umkehrosmose und senkt so die Energiekosten je Kubikmeter bei Enthärtungsanwendungen. NF eignet sich zur selektiven Entfernung zweiwertiger Ionen, nicht jedoch, wenn ein Permeat mit nahezu null TDS erforderlich ist.
Ja. Die Membranelemente der N-Serie sind in den Größen 8040 (8×40), 4040 (4×40) und 2540 (2.5×40) mit standardmäßiger Spiralwickel-Bauform erhältlich. Alle N-Serien-Membrangrößen sind mit den FilmTec-NF90- und NF270-Membranelementen in standardmäßigen 8040-, 4040- und 2540-Membrangehäusen sowie mit standardmäßigen FilmTec-Membrangehäusen, Konzentratdichtungen und Verbindungsstücken austauschbar. Vorhandene Membrangehäuse oder Anlagenkomponenten müssen nicht angepasst werden.
N1-8040: 98,0 % stabilisierte MgSO-Rückhalterate (97,5 % min) bei 9.000 GPD Permeatvolumenstrom und 400 ft2 aktiver Fläche (34.0 m2). Geprüft bei 2.000 ppm MgSO, 100 psi (0,69 MPa), 25C, pH 7-8 und einer Ausbeute von 15 % je Membranelement. Prüfung gemäß FilmTec-Standardprotokoll zum Vergleich. Fordern Sie einen Werksprüfbericht als Zertifikat an.
Nein, der Gehalt an freiem Chlor muss unter 0,1 ppm liegen. Bei höheren Werten kommt es zu irreversibler Oxidation und dauerhaft erhöhtem Salzübertritt durch die Polyamid-Sperrschicht. Dies wird in den Datenblättern von Vertriebspartnern häufig nicht aufgeführt, gilt jedoch für alle Polyamid-TFC-NF-Membranen. Bei chloriertem kommunalem Speisewasser ist eine Natriumbisulfitdosierung oder der Einsatz von körniger Aktivkohle vor der NF-Stufe zwingend erforderlich.
Alle drei Serien halten zweiwertige Ionen zu 97-98 % als MgSO₄ zurück, unterscheiden sich jedoch im Verhältnis von Rückhalterate zu Durchfluss. N1 bietet mit 9.000 GPD je 8040-Membranelement die höchste Rückhalterate (98,0 %). Bei N2 werden 97,0 % Rückhalterate zugunsten von 17 % mehr Permeat (10.500 GPD) erreicht. N3 maximiert den Durchsatz auf 12.000 GPD – 33 % mehr als N1 – bei weiterhin 97,0 % Rückhalterate. Wählen Sie N1, wenn besonders hohe Reinheit gefordert ist, und N3, wenn Anlagenleistung und Anzahl der Druckrohre Vorrang haben.
Aktuell im Trend
