Das Anwendungsgebiet der Membranfiltration reicht von der Entfernung gelöster feindisperser und fester Stoffe bis zur Rückhaltung von Mikroorganismen. Praktische Anwendungsbereiche sind hierbei die Brackwasserentsalzung und Meerwasserentsalzung, die Aufbereitung von Wässern mit fest und kolloidal gelösten Inhaltsstoffen, die Entfernung hochmolekularer Substanzen sowie die Eliminierung unerwünschter Ionen, Pflanzenschutzmittelrückstände, Bakterien und Viren.

Je nach der Trennleistung unterscheidet man folgende Membranfiltrationstypen:

• Nanofiltration (NF)
• Ultrafiltration (UF)
• Mikrofiltration (MF)
• Umkehrosmose (UO), Reverse Osmosis (RO) oder Hyperfiltration (HF)

Die Umkehrosmose-Membran lässt als relativ „dichte Membran“ bei Drücken zwischen 10 und 100 bar gegenüber mehrwertigen Ionen vermehrt einwertige Ionen durch (siehe auch 2.2). Alle weiteren Wasserinhaltsstoffe werden aufgrund der geringen Porengröße gut zurückgehalten.

Mit einem Porendurchmesser um 1 Nanometer und einer negativen Oberflächenladung hält die Nanofiltrationsmembran als „feinporöse Membran“ bei Drücken zwischen 3 und 10 bar insbesondere mehrwertige Anionen und gelöste hochmolekulare organische Substanzen und Kohlenstoffverbindungen mittlerer Größe sehr gut zurück.

Bei der Ultra- und auch bei der Mikrofiltration handelt es sich um reine Porenmembranen die nach dem Prinzip des Siebeffekts im Druckbereich von 0 bis 5 bar arbeiten. Während bei der Ultrafiltration Partikel im Bereich von ungefähr 10 bis 100 nm (Viren, Makromoleküle) abgetrennt werden, eliminiert die Mikrofiltration aufgrund des größeren Membranporendurchmesssers Partikel im Bereich von etwa 100 – 1000 nm. Hierunter fallen Bakterien, Kolloide und Feststoffteilchen.

Somit kann entsprechend dem Rückhaltevermögen der verschiedenen Membranen das jeweils gewünschte Aufbereitungsziel ausgewählt werden.