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[Quelle: http://d-nb.info]

Anhand von Testzellenversuchen mit Flach- und Hohlfasermembranen wurde mittels Größenausschlusschromatographie (LC-OCD) die hochmolekulare Fraktion der Biopolymere (Polysaccharide, Proteine sowie weitere organische Makromoleküle bzw. Kolloide mikrobiellen Ursprungs) im Kläranlagenablauf als Hauptverursacher des organischen Foulings identifiziert. Der Einfluss von Huminstoffen und niedermolekularen Verbindungen auf die Filtrationsleistung der Membranen erwies sich als gering. Zur gezielten Variation der Biopolymerkonzentration im Kläranlagenablauf wurde eine Methode zur Anreicherung und Extraktion natürlicher extrazellulärer polymerer Substanzen (EPS) aus einer Kultur des Bakteriums Sinorhizobium sp. entwickelt. Der Zusammenhang zwischen Biopolymerkonzentration und Intensität des Foulings wurde in Filtrationsversuchen mit Lösungen dieser bakteriellen EPS bestätigt. Das durch klarlaufeigene Biopolymere verursachte Fouling konnte mit den bakteriellen EPS nicht exakt simuliert werden, was auf die Bedeutung der qualitativen Zusammensetzung der Biopolymerfraktion hinweist. Anhand von Filtrationsversuchen mit Hohlfasermembranen wurde eine Differenzierung zwischen hydraulisch reversiblem und irreversiblem Fouling vorgenommen. Es wurde eine gute Korrelation zwischen der Biopolymerkonzentration und der Höhe des reversiblen Filtrationswiderstands gefunden. Das Ausmaß des irreversiblen Foulings wird hingegen von der qualitativen Zusammensetzung der Biopolymerfraktion bestimmt. Mittels Fluoreszenzanalyse wurden Hinweise auf eine hohe Relevanz porengängiger Proteine hinsichtlich des irreversiblen Foulings gefunden. Die weitgehende Entfernung proteinartiger Substanzen durch biologische Langsamsandfiltration führte zur Elimination des irreversiblen Foulings. Neben der Biopolymerkonzentration wurden die Einflüsse von Adsorptionsprozessen, Permeatrückspülung sowie Calciumkonzentration berücksichtigt. Auf Grundlage der Ergebnisse werden die Mechanismen des organischen Foulings von Ultrafiltrationsmembranen und die Relevanz der Einflussfaktoren zusammenfassend diskutiert.