3 Allgemeines

3.1 Benennung der Partikelgrößen am Beispiel von Plastik

Die folgende logarithmische Skala trennt Partikelgrößen d in Metern.

So sind z.B.

Die Bezeichnung Mikroplastik ist sehr weit definiert und dahingehend irreführend, dass der Größenbereich

geht.

Noch kleinere Partikel werden Nanoplastik (NP) genannt und reichen bis zur atomaren Größe (picometer) runter.

3.2 Probleme bei der Filtration von Mikro- und Nanopartikeln

Die folgenden Bilder zeigen schematisch eine Filterfaser, welche mit einem beliebigen flüssigkeit- oder gasbasierten Mehrphasengemisch umströmt wird:

Kleine Partikel umströmen die Faser mangels Trägheit. Eine Kollision kann durch Querbewegungen zur Strömung z.B. aufgrund von

  • Querbeschleunigung
  • Turbulenzen
  • Brownsche Molekularbewegung

geschehen.

Achtung: Sobald Fluid und Partikel eine ähnliche Dichte haben, wie z.B. Wasser und Mikroplasik, fallen die Trägheitseffekte weg oder invertieren gar.

Hier soll der bei PICOFIL steuerbare Sperreffekt Abhilfe schaffen.

3.3 Stand der Technik bei der Filtration von Mikropartikeln

Zum Aktualisieren dieses Abschnittes in angemessenen Zyklen sind Anregungen erwünscht! Es passiert derzeit sehr viel auf diesem Gebiet.
Bitte wenden Sie sich an Jan.Henrik.Weychardt(at)FH-Kiel.de, Danke schön!

3.3.1 Beispiel

„The MBR (membrane bioreactor) removed 99,9% of the MPs (micro plastics) during the treatment“
[J. Talvitie: Solutions to microplastic pollution - Removal of microplastics from wastewater effluent with advanced wastewater treatment technologies, Water Research 123 (2017) 401-407]

Anmerkungen:

  • Partikelgröße d>20µm – je kleiner desto messtechnisch aufwendiger.

Anzahl-% (gut!) und nicht Gewichts-%
Hinweis: In einen Würfel mit 1mm3 Volumen passen 109 also eine Milliarde Partikel mit einem Volumen von 1µm3.

3.3.2 Kritische Fragen an alle Filtrationsprinzipien

  • Sind die Partikel nach der Behandlung sicher harmlos?
    Oder werden z.B. Partikel nur in kleinere – meßtechnisch nicht mehr erfassbare – zerlegt?
  • Welcher Aufwand ist erforderlich?
  • Welche Größenverteilung der Partikel…
    • Gleich-~,
    • Gauß-~ (Mittelwert μ  und Standardabweichung σ) oder
    • Andere?

Und: welche Parameter, insbes. µ?