Toray Industries, Inc. hat die Umkehrosmose (RO)-Membran-Serie 1 TBW-XHR entwickelt, die auf die Abtrennung von neutralen, schwer abtrennbaren Molekülen wie Harnstoff aus recyceltem Abwasser spezialisiert ist. Mit der Membranstruktur soll eine Rückhalterate von 80 % erreicht werden – etwa doppelt so hoch wie bei herkömmlichen RO-Elementen. Gleichzeitig bleiben eine hohe Wasserausbeute und ein niedriger Energiebedarf erhalten.

Herausforderung Harnstoff

Für die Reinstwasserproduktion in der Halbleiterfertigung müssen schwer entfernbare Stoffe wie Siliziumdioxid, Bor, Harnstoff, Alkohol und andere Verunreinigungen zuverlässig entfernt werden. Aufgrund seiner geringen Molekülgröße und neutralen Ladung gilt Harnstoff als schwer abtrennbar. In recyceltem Abwasser ist die Konzentration mit etwa 30 Mikrogramm pro Liter dreimal so hoch wie in Leitungswasser, was die Abscheidung zusätzlich erschwert.

Technologische Lösung und Anwendungsfelder

Die neu entwickelte Membranstruktur soll eine gezielte Steuerung von Durchlässigkeit und Rückhaltevermögen ermöglichen. Dadurch können kleine, ungeladene Moleküle wie Harnstoff, Bor oder Alkohole effizienter zurückgehalten werden. Toray zufolge wird der Harnstoffgehalt im Vergleich zu bisherigen Verfahren halbiert.

Die TBW-XHR-Elemente sind für verschiedene Einsatzbereiche geeignet, darunter die Meerwasserentsalzung, die industrielle Wasseraufbereitung, die Wiederverwendung von Abwasser und die Trinkwasseraufbereitung. Toray bietet ergänzend weitere Membrantechnologien, darunter Ultrafiltrationsmembranmodule zur Trübungsentfernung und Membranbioreaktoren zur Abwasserbehandlung.