Mikro- und Ultrafiltration bedienen sich einer Porenmembran, welche mit feinen Kanälen ausgestattet ist und unterscheiden sich lediglich durch ihre Trenngrenze. Alle Stoffe, die größer als die Pore sind, werden zurückgehalten, während kleinere Stoffe die Membran passieren. Die Trenngrenze ist so klar definiert, Verschiebungen ergeben sich lediglich durch den Aufbau eines Filterkuchens auf der Membran.
Mikro- und Ultrafiltrationen bedienen sich in der Regel Tubularmodulen aus Kunststoff, bei denen die aktive Trennschicht auf die Innenseite eines porösen Röhrchens aufgebracht ist. Rohwasser fließt im inneren des Röhrchens, Wasser und gelöste Stoffe können durch die Membran auf die Filtratseite hindurchtreten, das Röhrchen dient lediglich als Stützschicht, während sich der Rohwasserstrom mit Schmutzstoffen anreichert und als Konzentrat das Modul verlässt. Die nötige transmembrane Druckdifferenz wird durch Anlegen einer solchen erreicht. Bei extremen Einsatzbedingungen können auch Module aus Keramik verwendet werden, die bei praktisch allen pH-Werten und Temperaturen betrieben und gereinigt werden können.
Für Wässer mit geringer, abzufiltrierender Schmutzbelastung kann die dead-end-Verfahrensweise gewählt wird, bei dem ein entstehender Filterkuchen periodisch abgereinigt wird. Wesentlich häufiger wird jedoch die cross-flow-Filtration angewendet, bei der das zu reinigende Wasser tangential zur Membranoberfläche strömt.
Mikro- und Ultrafiltration werden in der Wassertechnik unter anderem für die folgenden Anwendungsfälle genutzt:
– Aufbereitung von Quell-, Grund-, Oberflächen- und Meerwasser
– Entkeimung, Rückhalt von Biomasse
– Recycling von Farbabwasser
– Aufkonzentration von Wertstoffen
– Spaltung von Ölemulsionen
– Entfärbung
Eine Besonderheit stellt die Verwendung von getauchten Modulen dar. Dabei wird die Membran direkt in die zu filtrierende Flüssigkeit getaucht, intensive Belüftung erzeugt eine entsprechende Überströmung an der Membranoberfläche. Einsatzgebiete sind das MBR-Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung oder die Voraufbereitung von Oberflächenwasser durch direktes Eintauchen der Module in einen See, einen Fluss oder eine Talsperre.