Ultrafiltratie (UF) en omgekeerde osmose (RO) zijn allebei membraanprocessen en leveren allebei helder water. Toch dienen ze voor verschillende taken. Ultrafiltratie is een zeer fijne zeef die deeltjes en kiemen verwijdert. Omgekeerde osmose verwijdert wat in het water is opgelost: zouten, hardheid en de meeste organische moleculen. Deze gids vergelijkt beide processen en laat zien wanneer één van de twee volstaat en wanneer ze samengaan.
Wat elk proces verwijdert
Het verschil zit in de grootte van wat het membraan tegenhoudt.
- Ultrafiltratie heeft poriën van 0,01–0,04 µm. Het verwijdert zwevende stof, troebelheid, bacteriën, protozoa, de meeste virussen en colloïden. Opgeloste zouten, hardheid, nitraat en kleine organische moleculen passeren ongehinderd, waardoor het geleidingsvermogen van het water gelijk blijft.
- Omgekeerde osmose heeft geen poriën in de gebruikelijke zin. Water diffundeert door een dichte polyamidelaag, terwijl 97–99,5 % van de opgeloste zouten wordt tegengehouden, samen met hardheid, silica, nitraat, zware metalen en de meeste organische stoffen.
Tussen beide ligt nanofiltratie. Die verwijdert hardheid en grotere organische moleculen, maar laat de meeste eenwaardige zouten door.
Hoe beide processen werken
Ultrafiltratie: filtreren bij lage druk
Water wordt bij 0,2–1,5 bar door holle-vezelmembranen gedrukt. Vrijwel al het water passeert het membraan; de vaste stoffen blijven op het membraanoppervlak achter en worden elke 20 tot 60 minuten met een automatische terugspoeling verwijderd. Dagelijks tot wekelijks volgt een chemisch ondersteunde terugspoeling (CEB) met chloor, loog of zuur. Meer details staan op onze pagina over ultrafiltratie-installaties.
Omgekeerde osmose: werken tegen de osmotische druk
Een hogedrukpomp brengt het voedingswater op 8–25 bar voor brak water en op 55–70 bar voor zeewater. Slechts een deel van het voedingswater wordt productwater (permeaat); de rest verlaat het systeem als concentraat en voert de afgescheiden zouten af. De membranen worden niet teruggespoeld. Voorbehandeling beschermt ze, en een paar keer per jaar volgt een CIP-reiniging. Zie onze industriële omgekeerde-osmose-installaties.
Ultrafiltratie en omgekeerde osmose in één oogopslag
| Criterium | Ultrafiltratie | Omgekeerde osmose |
|---|---|---|
| Scheiding | Zeving, poriën van 0,01–0,04 µm | Diffusie door een dicht membraan |
| Verwijdert | Deeltjes, troebelheid, bacteriën, de meeste virussen, colloïden | Opgeloste zouten, hardheid, nitraat, silica, de meeste organische stoffen |
| Verwijdert niet | Zouten, hardheid, opgeloste organische stoffen | Opgeloste gassen zoals CO₂ |
| Bedrijfsdruk | 0,2–1,5 bar | 8–25 bar (brak water), 55–70 bar (zeewater) |
| Recovery | 90–97 % | 50–85 % (brak water), 35–50 % (zeewater) |
| Energie | Minder dan 0,1 kWh/m³ | 0,5–1,5 kWh/m³ (brak water), 2,5–4,0 kWh/m³ (zeewater met energieterugwinning) |
| Afvalstroom | Terugspoelwater met de vaste stoffen | Concentraat met de zouten |
| Reiniging | Automatische terugspoeling, chemisch ondersteunde terugspoeling | CIP-reiniging een paar keer per jaar |
| Typische toepassing | Klaring, desinfectiebarrière, voorbehandeling | Ontzilting, demineralisatie, proceswater |
Wanneer ultrafiltratie de juiste keuze is
- Drinkwater uit oppervlaktewater of bronnen, waar troebelheid en kiemen het probleem zijn en niet het zoutgehalte.
- Nabehandeling van gezuiverd afvalwater voor irrigatie, spoelwater of aanvulling van koelwater.
- Vervanging van zandfiltratie, wanneer een constante filtraatkwaliteit nodig is terwijl het ruwe water wisselt.
- Voorbehandeling vóór omgekeerde osmose.
Wanneer omgekeerde osmose nodig is
- Ontzilting van brak water en zeewater.
- Ketelvoedingswater, koelwater en proceswater met een grenswaarde voor geleidbaarheid, hardheid of silica.
- Verwijdering van nitraat, sulfaat, fluoride of zware metalen.
- Zeer zuiver water voor farmaceutische, elektronica- en laboratoriumtoepassingen, gevolgd door een tweede trap of EDI.
Waarom beide vaak worden gecombineerd
Membranen voor omgekeerde osmose raken snel vervuild wanneer het voedingswater deeltjes en colloïden bevat. De gebruikelijke maat hiervoor is de silt density index (SDI), die bij de RO-inlaat onder 3 moet liggen. Ultrafiltratie haalt deze waarde betrouwbaar, hoe troebel het ruwe water ook is. Installaties voor oppervlaktewater, zeewater en hergebruik van afvalwater gebruiken daarom ultrafiltratie als voorbehandeling en omgekeerde osmose voor de ontziltingsstap. Bij schoon grondwater volstaan vaak een multimediafilter en een patroonfilter van 5 µm.
De omgekeerde-osmose-calculator schat voor een gekozen recovery de voedingsstroom, de concentraatstroom en de energiekosten.
Veelvoorkomende misverstanden
- “Ultrafiltratie onthardt water.” Dat doet het niet. Hardheid is opgelost en passeert het membraan. Voor ontharding zijn ionenwisseling, nanofiltratie of omgekeerde osmose nodig.
- “Omgekeerde osmose heeft geen voorbehandeling nodig.” Het heeft meer voorbehandeling nodig dan welk ander proces ook, omdat de membranen niet kunnen worden teruggespoeld.
- “RO-water is steriel.” Het membraan houdt kiemen tegen, maar de permeaatzijde, de tank en de leidingen kunnen opnieuw besmet raken. Moet het water kiemvrij zijn, dan volgt een desinfectiestap.
- “Ultrafiltratie verspilt geen water.” De terugspoeling gebruikt 3–10 % van het gefilterde water, dat meestal naar de inlaat van de zuivering of naar het riool gaat.
Gegevens die wij nodig hebben voor een offerte
- Herkomst van het water en een recente analyse: troebelheid, zwevende stof, geleidbaarheid of TDS, hardheid, ijzer, mangaan, organisch koolstof en temperatuurbereik.
- Benodigd debiet in m³/h en bedrijfsuren per dag.
- Gewenste waterkwaliteit en de toepassing van het water.
- Waar het terugspoelwater en het concentraat kunnen worden geloosd.
Veelgestelde vragen
Verwijdert ultrafiltratie zout of hardheid?
Nee. Opgeloste zouten en hardheid passeren een ultrafiltratiemembraan. Het geleidingsvermogen voor en na het membraan is gelijk.
Verwijdert omgekeerde osmose bacteriën en virussen?
Ja, een intact RO-membraan houdt ze tegen. Toch wordt het niet als enige desinfectiebarrière gebruikt, omdat afdichtingen en de permeaatzijde kiemen kunnen doorlaten.
Welk proces is goedkoper in gebruik?
Ultrafiltratie, met een grote marge. Het werkt bij lage druk en gebruikt een tiende of minder van de energie van omgekeerde osmose op brak water. Het zijn echter geen alternatieven voor elkaar: moeten zouten worden verwijderd, dan komen alleen omgekeerde osmose of nanofiltratie in aanmerking.
Kan ultrafiltratie een multimediafilter vóór omgekeerde osmose vervangen?
Ja. Voor oppervlaktewater en afvalwater is het de betrouwbaardere voorbehandeling. Voor schoon grondwater is een multimediafilter met patroonfilter goedkoper en meestal voldoende.
Hoe lang gaan de membranen mee?
Ultrafiltratiemembranen gaan doorgaans 5 tot 10 jaar mee, membranen voor omgekeerde osmose 3 tot 7 jaar. In beide gevallen hangt de levensduur vooral af van de voorbehandeling en van tijdige reiniging.
Weet u niet zeker welk proces uw water nodig heeft? Stuur ons uw wateranalyse en de gewenste kwaliteit via onze contactpagina. Onze ingenieurs stellen een passende zuiveringslijn voor, met ultrafiltratie, omgekeerde osmose of beide.