Мікрафільтрацыя (МФ)
Дакладнасць фільтрацыі вагаецца ад 0,1 да 50 мікронаў. Мікрафільтрацыя ўключае ў сябе розныя фільтруючыя элементы з поліпрапілену, фільтруючыя элементы з актываванага вугалю, керамічныя фільтруючыя элементы і г.д. Выдаляе з вады небяспечныя элементы, такія як мікраарганізмы. Фільтруючы элемент часта нельга мыць, і гэта аднаразовы фільтруючы матэрыял, які неабходна рэгулярна замяняць.
①Бавоўнавая аснова з ПП: звычайна выкарыстоўваецца толькі для грубай фільтрацыі з нізкімі патрабаваннямі да выдалення буйных часціц, такіх як асадак і іржа ў вадзе.
②Актываваны вугаль: Ён можа ліквідаваць розныя колеры і пахі ў вадзе, але не можа выдаліць бактэрыі ў вадзе, а эфект выдалення асадка і іржы таксама вельмі дрэнны.
③Керамічны фільтруючы элемент: дакладнасць фільтрацыі складае ўсяго 0,1 мікрона, а хуткасць патоку звычайна невялікая, што няпроста чысціць.
Ультрафільтрацыйная мембрана (УФ)
Мікрапорыстая фільтруючая мембрана мае намінальны дыяпазон памераў пор 0,001-0,02 мікрона і пастаянныя стандарты памеру пор. Ультрафільтрацыйная мембранная фільтрацыя - гэта працэс мембраннай фільтрацыі, у якім выкарыстоўваецца ультрафільтрацыйная мембрана з перападам ціску ў якасці рухаючай сілы. Большасць ультрафільтрацыйных мембран выраблены з ацэтатных валокнаў або палімерных матэрыялаў з параўнальнымі характарыстыкамі. Яна падыходзіць для падзелу і канцэнтрацыі раствораных рэчываў у растворах для апрацоўкі, а таксама часта выкарыстоўваецца для падзелу калоідных суспензій, якія цяжка завяршыць з дапамогай іншых метадаў падзелу, і вобласці яе прымянення пастаянна пашыраюцца.
Мембранная ультрафільтрацыя, заснаваная на розніцы ціскаў, класіфікуецца на тры тыпы: ультрафільтрацыйная мембранная фільтрацыя, мікрапорыстая мембранная фільтрацыя і мембранная фільтрацыя зваротнага осмасу. Яны адрозніваюцца малым памерам часціц або малекулярнай масай, якую можа ўтрымліваць мембранны пласт. Калі ў якасці адметнага стандарту выкарыстоўваецца намінальны дыяпазон памераў пор мембраны, мікрапорыстая мембрана (MF) мае намінальны дыяпазон памераў пор 0,02-10 мкм, ультрафільтрацыйная мембрана (UF) мае намінальны дыяпазон памераў пор 0,001-0,02 мкм, а мембрана зваротнага осмасу (RO) мае намінальны дыяпазон памераў пор 0,0001-0,001 мкм. Існуе некалькі элементаў кіравання порамі, такіх як ультрафільтрацыйныя мембраны з рознымі памерамі пор, і размеркаванне памераў пор можа быць згенеравана ў залежнасці ад тыпу і канцэнтрацыі раствора, а таксама ўмоў выпарэння і каагуляцыі падчас вытворчасці мембраны.
Фізічная карта ультрафільтрацыі
Ультрафільтрацыйныя мембраны звычайна ўяўляюць сабой палімерныя раздзяляльныя мембраны, прычым палімерныя матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца для ультрафільтрацыйных мембран, у асноўным складаюцца з вытворных цэлюлозы, полісульфону, поліакрыланітрылу, поліаміду і полікарбаната. Ультрафільтрацыйныя мембраны шырока выкарыстоўваюцца ў фармацэўтычнай, харчовай і экалагічнай прамысловасці і могуць быць сфарміраваны ў выглядзе плоскіх мембран, рулонных мембран, трубчастых мембран або мембран з полых валокнаў.
Ультрафільтрацыйная мембрана была адной з першых вынайдзеных мембран для падзелу палімераў, а ультрафільтрацыйныя машыны былі выраблены ў 1960-х гадах. Ультрафільтрацыйныя мембраны шырока выкарыстоўваюцца ў прамысловасці і з'явіліся як новая хімічная аперацыя. Яны выкарыстоўваюцца для падзелу, канцэнтрацыі і ачысткі біялагічных прадуктаў, фармацэўтычных тавараў і харчовых прадуктаў, а таксама ў прыладах для тэрмінальнай апрацоўкі крыві, ачысткі сцёкавых вод і падрыхтоўкі ультрачыстай вады.
Дакладнасць фільтрацыі пры нанафільтрацыі (NF) знаходзіцца паміж ультрафільтрацыяй і зваротным осмасам, а хуткасць апраснення ніжэйшая, чым пры зваротным осмасе. На рынку распаўсюджана прымаўка: нанафільтрацыя — гэта нядбайны зваротны осмас. Насамрэч, гэта падманлівая тэхнічная ідэя.
Фізічная карта нанафільтрацыі
У рэальнай канцэпцыі падзелу нанафільтрацыя — гэта фільтруючая мембрана, якая задавальняе эфект Даўнана і мае селектыўнае адхіленне іонаў, мембрана, пранікальнасць якой для хларыду натрыю прапарцыйная канцэнтрацыі хларыду натрыю і перавышае 0,4. Яе асноўнымі сферамі прымянення з'яўляюцца апрасненне і канцэнтрацыя розных уваходных вадкасцей. 0% адхіленне NaCl назіралася пры выкарыстанні нанафільтрацыйных мембран пры 30 000 ppm NaCl у спалучэнні з іншымі іонамі.
Зваротны осмас (RO): дакладнасць фільтрацыі складае каля 0,0001 мікрона, і гэта звышвысокадакладны мембранны метад падзелу, распрацаваны ў Злучаных Штатах у пачатку 1960-х гадоў з выкарыстаннем перападу ціску. Ён можа адфільтраваць практычна ўсе забруджвальнікі (як шкодныя, так і карысныя) у вадзе, пакідаючы толькі малекулы вады. У большасці выпадкаў ён выкарыстоўваецца ў вытворчасці чыстай вады, прамысловай ультрачыстай вады і медыцынскай ультрачыстай вады. Для тэхналогіі зваротнага осмасу патрабуюцца ціск і энергія.
RO — гэта скарачэнне ад Reverse Osmosis Membrane (мембрана зваротнага осмасу). Паколькі памер пор мембраны RO складае пяць мільённых доляў валася (0,0001 мікрона), яна звычайна нябачная няўзброеным вокам, а бактэрыі і вірусы складаюць 5000. Такім чынам, праз яе могуць праходзіць толькі малекулы вады і некаторыя мінеральныя іёны, карысныя для арганізма чалавека, а іншыя прымешкі і цяжкія металы выводзяцца з каналізацыйнай трубы.
Прынцып зваротнага осмасу:
Перш за ўсё, мы павінны зразумець паняцце «осмас». Осмас — гэта фізічны працэс. Калі два тыпы вады з рознымі солямі падзеленыя, напрыклад, напаўпранікальным бар'ерам, вада з боку з меншым утрыманнем солі пранікае. Мембрана пранікае ў ваду з высокім утрыманнем солі, але соль не пранікае, у выніку чаго канцэнтрацыя солі з абодвух бакоў паступова зліваецца, пакуль не стане роўнай. Аднак для завяршэння гэтага працэсу патрабуецца шмат часу, які таксама вядомы як асматычны ціск.
Фізічная карта зваротнага осмасу
Аднак, калі паспрабаваць аказаць ціск на ваду з вялікім утрыманнем солі, наступствамі могуць стаць абмежаванне вышэйзгаданага пранікнення, і гэты ціск называецца асматычным ціскам. Калі ціск павысіць, інфільтрацыя можа быць адменена, і соль застанецца. У выніку прынцып апраснення зваротным осмасам заключаецца ў прымяненні ціску, большага за натуральны асматычны ціск у салёнай вадзе (напрыклад, сырой вадзе), каб осмас працякаў у процілеглым кірунку, і малекулы вады ў сырой вадзе прыціскаліся да іншага боку мембраны, у выніку чаго вада ачышчалася, каб дасягнуць мэты выдалення прымешак і соляў з вады.
Паходжанне зваротнага осмасу RO:
Амерыканскі навуковец выпадкова выявіў у 1950 годзе, што чайкі падчас палёту ў моры ўсмоктвалі велізарную колькасць марской вады з паверхні мора. Праз некалькі секунд яны вырыгвалі невялікі глыток марской вады, што выклікала занепакоенасць, бо жывёлы на сушы дыхаюць лёгкімі. Салёную ваду з высокім утрыманнем солі ўжываць нельга. Пасля аналізу было выяўлена, што цела чайкі мае тонкі пласт. Плёнка сапраўды дакладная. Чайка ўдыхае салёную ваду, якая пасля сціскаецца, і малекулы вады праходзяць праз плёнку пад уздзеяннем ціску.
Яе ператвараюць у прэсную ваду, а забруджвальнікі і надзвычай канцэнтраваная соль, якія змяшчаюцца ў марской вадзе, выплёўваюцца з рота. Гэта фундаментальная тэарэтычная аснова працэсу зваротнага осмасу, які ўпершыню быў ужыты ў абсталяванні для апраснення ў 1953 годзе ва Універсітэце Фларыды. Доктар С. Сідні Лоўд, прафесар медыцынскай школы Універсітэта Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Лос-Анджэлесе, супрацоўнічаў з доктарам С. Сойрыраджанам, каб пачаць даследаванні мембран зваротнага осмасу ў 2009 годзе пры падтрымцы праекта федэральнага ўрада ЗША і штогод інвеставаў каля 400 мільёнаў долараў ЗША ў даследаванні па прымяненні гэтага метаду да касманаўтаў.
Час публікацыі: 31 сакавіка 2022 г.