Biofouling bei Membranprozessen

Überblick.- 1 Was ist Biofouling?.- 1.1 Biofouling als Biofilm-Problem.- 1.2 Das Konzept der Toleranzschwelle.- 2 Auswirkungen von Biofouling.- 2.1 Erhöhter Membranwiderstand.- 2.2 Erhöhter Reibungswiderstand.- 2.3 Konzentrationspolarisation.- 2.4 Kosten.- 2.5 Mikrobieller Angriff.- 3 Beispiele für Schadensfälle durch Biofouling.- 3.1 Oberflächenwasser-Aufbereitungsanlagen.- 3.2 Biofouling in einer Reinstwasser-Anlage.- 3.3 Exkurs: Biofouling und die Keime im Rein-und Trinkwasser.- 3.3.1 Die Nährstoff-Frage.- 3.3.2 Trinkwasser.- 3.3.2.1 Pathogene und potentiell pathogene Bakterien in Biofilmen.- 3.3.2.2 Viren.- 3.3.2.3 Massenvermehrung von nicht-pathogenen Keimen auf Oberflächen.- 3.4 Biofouling bei Membranbehandlung von Sickerwasser.- 4 Die Entwicklung von Biofilmen auf Membranen.- 4.1 Induktionsphase.- 4.1.1 Conditioning film.- 4.1.2 Primäradhäsion.- 4.1.2.1 Hydrophobe Wechselwirkungen.- 4.1.2.2 Elektrostatische Wechselwirkungen.- 4.1.2.3 Wasserstoffbrückenbindungen.- 4.1.2.4 Rolle der extrazellulären polymeren Substanzen (EPS).- 4.1.2.5 Einfluß der Zellkonzentration im Wasser.- 4.2 Primärer Biofilm auf Membranen in dynamischen Systemen.- 4.2.1 Einfluß der Scherkräfte.- 4.2.2 Einfluß des Spacers bei der Membranbehandlung von Trinkwasser.- 4.2.3 Berechnung der Dicke des primären Biofilms.- 4.2.4 Rolle der Permeabilität des Biofilms.- 4.3 Biofilm-Bildung in einer RO-Testzelle.- 4.3.1 Versuche mit Trinkwasser als Rohwasser.- 4.3.2 Versuche mit hochbelasteten Wässern.- 4.3.2.1 Einfluß des Spacers bei der Membranbehandlung von Sickerwasser.- 4.3.2.2 Beitrag des Biofouling zum Gesamtfouling.- 5 Bekämpfung von Biofouling.- 5.1 Nachweis von Biofouling.- 5.1.1 Problematik der Probenahme.- 5.1.2 Analyse von Biofilmen.- 5.2 Beseitigung von Biofouling.- 5.2.1 Biozide.- 5.2.2 Reinigung von Membranen.- 5.2.3 Kombinierte Wirkung von Reiniger und Scherkraft.- 5.2.4 Erfolgskontrolle.- 5.3 Verhinderung von Biofouling.- 5.3.1 Das Biofouling-Potential.- 5.3.2 Vorbehandlung des Rohwassers.- 5.3.2.1 Biozid-Dosierung.- 5.3.2.2 Entferung der Mikroorganismen aus dem Rohwasser.- 5.3.2.3 Senkung der Nährstoffkonzentration im Rohwasser.- 5.3.2.4 Nährstofflimitierung und Biofouling bei Umkehrosmose-Membranen.- 5.3.2.5 Adhäsionshemmende Stoffe.- 5.3.3 Erhöhung der Fließgeschwindigkeiten.- 5.3.4 Erhöhung der Toleranzschwelle durch Zusatz von Stoffen, welche die Permeabilität von Biofilmen steigern.- 5.3.5 Modulkonstruktion.- 5.3.6 Membranmaterial.- 5.3.7 Technische Hygiene.- 5.4 Monitoring.- 6 Literaturverzeichnis.- 7 Sachverzeichnis.