Die Definitionen der Ultrafiltrationsporengröße und des Molekulargewichts-Cutoffs (MWCO) waren lange Zeit etwas vage. Im Allgemeinen geht man davon aus, dass Ultrafiltrationsmembranen eine Porengröße von 0,001–0,1 Mikrometern und einen MWCO von 1.000–1.000.000 Dalton haben. Genau genommen haben Ultrafiltrationsmembranen eine Porengröße von 0,001–0,01 Mikrometer und einen MWCO von 1.000–300.000 Dalton. Mikroporöse Membranen mit einer Porengröße von mehr als 0,01 Mikrometern oder einem MWCO von mehr als 300.000 Dalton sollten als Mikrofiltrations- oder Feinfiltrationsmembranen definiert werden.
Ultrafiltrationsmembranen, die zur Wasseraufbereitung verwendet werden, haben typischerweise einen nominalen MWCO von 30.000–300.000 Dalton, während Membranen mit einem MWCO von 6.000–30.000 Dalton hauptsächlich zur Materialtrennung, Konzentration, Sterilisation und Pyrogenentfernung verwendet werden.
Ultrafiltrationsmembranen können in zwei Typen eingeteilt werden: Platten-Typ und Röhren-Typ. Röhrenförmige Ultrafiltrationsmembranen werden basierend auf ihrem Röhrendurchmesser weiter in Hohlfaser-, Kapillar- und Röhrentypen eingeteilt. Kapillare Ultrafiltrationsmembranen werden überwiegend im Wasseraufbereitungsmarkt eingesetzt. Mikroporöse Hohlfasermembranen (0,1–0,5 mm Innendurchmesser) aus Polyethylen oder Polypropylen, die in einigen Projekten verwendet werden, sollten eigentlich als Mikrofiltrationsmembranen klassifiziert werden.
Ein Ultrafiltrationsmembranmodul ist eine Anordnung von Ultrafiltrationsmembranfasern, die an ein Ultrafiltrationssystem angeschlossen werden können.
Ultrafiltrationsmembranmodule werden in drei Typen eingeteilt: Innendruck, Außendruck und eingetaucht. Bei getauchten Ultrafiltrationsmembranen ist die treibende Kraft für die Filtration der Druckunterschied zwischen dem Vakuum im Membranrohr und dem Atmosphärendruck. Bei Ultrafiltrationsmembranen, die eine hohe Filtrationspräzision erfordern, reicht dieser Druckunterschied häufig nicht aus, um die erforderliche Antriebskraft zu erfüllen. Daher eignen sich Tauchmodule besser für Ultrafiltrations- oder Mikrofiltrationsmembranen mit geringerer Filtrationsgenauigkeit. Bei der Außendruck-Ultrafiltration ist die Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeit auf der Membranoberfläche beim Vor- und Rückspülen extrem ungleichmäßig, was die Spülwirkung beeinträchtigt. Daher sind Innendruckmodule für Ultrafiltrationsmembranen, die in der Wasseraufbereitung eingesetzt werden, im Allgemeinen vorteilhafter.
Ultrafiltration ist ein Membrantrennverfahren, das auf dem Prinzip der Siebung basiert und durch Druck angetrieben wird. Es erreicht eine Filtrationsgenauigkeit im Bereich von 0,005-0,01 μm und entfernt effektiv Partikel, Kolloide, Bakterien, Pyrogene und hochmolekulare-organische Stoffe aus dem Wasser. Es kann vielfältig zur Trennung, Konzentration und Reinigung von Stoffen eingesetzt werden. Das Ultrafiltrationsverfahren erfordert keine Phasenumwandlung, arbeitet bei Raumtemperatur und eignet sich besonders zur Trennung wärmeempfindlicher Substanzen. Es weist außerdem eine hervorragende Temperaturbeständigkeit, Säure- und Alkalibeständigkeit sowie Oxidationsbeständigkeit auf und kann kontinuierlich über längere Zeiträume bei Temperaturen unter 60 Grad und pH-Werten von 2 bis 11 verwendet werden.
