Metalen membranen reinigen zichzelf

Metalmembranes ontwikkelde een nieuw type membranen die door licht kunnen worden gereinigd. Het unieke aan deze membranen is dat de bovenste laag van deze filters bestaat uit een fotokatalytische laag van titaniumdioxide (TiO2). Wanneer die laag met UV-licht wordt beschenen, kan het bijna alle organische verbindingen verbreken. Metal membranes is een van de drie kandidaten voor de Water Innovator of the Year-verkiezing 2019.

Sybrand Metz staat aan de wieg van de metalen membranen, die op zichzelf al een aantal voordelen kennen ten opzichte van polymere varianten. Metz: ‘Metalen membranen kennen een zeer hoge doorstroomsnelheid (flux), uiteraard afhankelijk van de gekozen poriegrootte, zijn robuust, chemisch inert, functioneren bij hoge temperaturen en zijn eenvoudig in te bouwen in een systeem. Nu is het mooie van onze productiemethode dat de poriën op maat kunnen worden gemaakt waardoor we een ideaal evenwicht krijgen tussen flux en filtercapaciteit.

Titaniumoxide

Desondanks hebben ook onze membranen op den duur last van biofouling. Nu ontwikkelden we in eigen huis een zelfreinigend oppervlak dat onderhoud straks overbodig maakt en de biofouling doet verdwijnen. We zetten het oppervlak van de filters om in titaniumdioxide via onze elektrochemische processen. Titaniumdioxide zit onder meer in verf, tandpasta en correctievloeistof. Een bekende eigenschap van de stof is dat het onder invloed van UV-licht als katalysator gaat werken. Hierdoor verbreekt het organische verbindingen, waaronder bacteriën. We zijn nu bezig een interne lichtbron aan de membranen toe te voegen die de membranen zelfreinigend maken. Daardoor voorkom je de inzet van chemicaliën voor reiniging en bespaar je ook energie doordat de poriën niet meer verstoppen.’

Cardridge filter

Deze toepassing leent zich met name voor cardridge filters die veel worden toegepast in praktijksituaties waar schoon water in niet al te grote hoeveelheden nodig zijn. Zoals bijvoorbeeld in systemen voor legionellapreventie. Maar ook als aanvulling in demiwatersystemen om bacteriegroei tegen te gaan of specialistische industriële processen bieden de zelfreinigende membranen een oplossing. Metz: ‘Normaal gesproken moet een cardridge filter eens in de drie tot zes maanden worden vervangen of gereinigd omdat ze dichtslibben door biologische vervuiling. Als ze niet op tijd worden vervangen kunnen ze bovendien een risico vormen voor zowel het proces als de omgeving. In deze situaties is ons fotokatalytisch membraan een uitkomst.’

Onderzoek

Hoewel Metz al heeft bewezen dat de techniek werkt, doen Wetsus en de Universiteit Twente wel verder onderzoek om het werkingsprincipe uit te diepen. ‘Hoe beter de werking onderbouwd is, hoe meer waarde het zelfreinigende membraan krijgt. De markt reageert nu al enthousiast omdat we een oplossing bieden voor vaak voorkomende problemen.’