Abstract: Away back in 1953 few people in the world, let alone South Africa, knew or had heard about membrane desalination, but there was an increasing awareness that electrodialysis had considerable potential for the desalination of brackish water.In South Africa the development of the new gold fields in the northern Orange Free State and the problems posed by the presence of excessive volumes of very saline mine waters stimulated interest in desalination and the CSIR* in collaboration with the mining industry became involved in the development of the electrodialysis process. By 1959 the largest brackish desalination plant in the world had been built and commissioned. South Africans were thus in the forefront of this technology, even to the extent of making the required membranes locally.Our historical review of membrane development and the applications of membrane technology in Southern Africa encompasses both pressure- and voltage-driven processes. Examples of the pressure processes are microfiltration, ultrafiltration and charged membrane ultrafiltration or nanofiltration, and finally reverse osmosis with fixed and dynamically formed membranes. The voltage-drive processes considered are electrodialysis and electrodialysis reversal.

Abstract: In einem US-amerikanischen Minenbetrieb fallen bei der Auslaugung von Abraum zur Gewinnung von Restkupfer Abwässer an, die höhere Konzentrationen aufweisen als für Abwässer erlaubt ist. Eine bislang angewandte chemische Fällung erforderte erhebliche Kosten. Mit der Nanofiltration (NF), verbunden mit einer Biomasse-Adsorptionsstufe, erhält man ein weniger problematisches Abwasser, das direkt eingeleitet werden darf. Dieses Wasser kann im Betrieb sogar als Frischwasser dort eingesetzt werden, wo höhere Anteile an Silikaten toleriert werden können. Ein weiterer Vorteil der NF-Technik ist die Aufkonzentration der Metallsalze und die Rückgewinnung von Schwefelsäure. Kupfer liegt z.B. nach der ersten Stufe in solcher Konzentration vor, daß die Extraktionskapazität der existierenden Anlage stark erhöht wird. Die Nanofiltration ist ein Membranprozeß, bei dem Membranen mit Porengrößen von ca. 1 nm eingesetzt werden. Die Porengröße ist kleiner als bei Ultrafiltrationsverfahren und nur wenig größer als bei Umkehrosmosemembranen. Gearbeitet wird mit dem Prinzip der Queranströmung (Crossflow). Zur Entfernung der relativ geringen Anteile an Schwermetallen wird zusätzlich eine Biomasse-Kolonne eingesetzt. Beschrieben wird der Aufbau bzw. das Fließschema einer Pilotanlage. Untersuchungen mit dieser Anlage bestätigten die Wirksamkeit der NF- Abwasserbehandlung mit anschließender Adsorption an Biomasse. Die zugeführten Chemikalien bestehen lediglich aus relativ harmlosen Stoffen wie Entkrustungsmittel und Soda. Das Entkrustungsmittel wird benötigt, um Ablagerungen von Anorganika auf den Membranen zu verhindern. Das Soda neutralisiert das aufbereitete Wasser. Beide Chemikalien verhalten sich im Prozeß ansonsten neutral. Hauptsächliche Ausgaben entstehen für Kapitalkosten. Betriebskosten entstehen für den Membranersatz und die Energie. Die Versuchsresultate und Erkenntnisse aus den Versuchen konnten weitgehend für die Auslegung einer NF-Anlage in einer Kupfermine in Mexiko übernommen werden, die im Frühjahr 1997 in Betrieb genommen werden soll.