Микрофилтрация (MF)
Прецизността на филтриране варира между 0,1 и 50 микрона. Микрофилтрацията включва различни PP филтърни елементи, филтърни елементи с активен въглен, керамични филтърни елементи и т.н. Премахва опасни елементи от водата, като микроорганизми. Филтърният елемент често не може да се пере и е еднократен филтърен материал, който трябва да се сменя редовно.
①PP памучна сърцевина: обикновено се използва само за груба филтрация с ниски изисквания за отстраняване на големи частици като утайки и ръжда във вода.
②Активен въглен: Той може да елиминира различните цветове и миризми във водата, но не може да премахне бактериите във водата, а ефектът на отстраняване на утайки и ръжда също е много слаб.
③Керамичен филтърен елемент: Малката прецизност на филтриране е само 0,1 микрона, а дебитът обикновено е малък, което не е лесно за почистване.
Ултрафилтрационна мембрана (UF)
Микропорестата филтърна мембрана има номинален диапазон на размера на порите от 0,001-0,02 микрона и постоянни стандарти за размер на порите. Ултрафилтрационната мембранна филтрация е мембранен процес на филтриране, който използва ултрафилтрационна мембрана с разлика в налягането като движеща сила. По-голямата част от ултрафилтрационните мембрани са изградени от ацетатни влакна или полимерни материали със сравними характеристики. Тя е подходяща за разделяне и концентриране на разтворени вещества в разтвори за третиране и често се използва за разделяне на колоидни суспензии, които е трудно да се завършат с помощта на други техники за разделяне, а областите на приложение на мембраната непрекъснато се разрастват.
Мембранната ултрафилтрация, базирана на разлика в налягането, се класифицира в три вида: ултрафилтрационна мембранна филтрация, микропореста мембранна филтрация и филтрация с обратна осмоза. Те се отличават по малкия размер на частиците или молекулното тегло, което мембранният слой може да поддържа. Когато номиналният диапазон на размера на порите на мембраната се използва като отличителен стандарт, микропореста мембрана (MF) има номинален диапазон на размера на порите от 0,02-10 μm, ултрафилтрационната мембрана (UF) има номинален диапазон на размера на порите от 0,001-0,02 μm, а мембраната с обратна осмоза (RO) има номинален диапазон на размера на порите от 0,0001-0,001 μm. Съществуват няколко контролни елемента за порите, като например ултрафилтрационни мембрани с различни размери на порите, а разпределението на размера на порите може да се генерира въз основа на вида и концентрацията на разтвора, както и на условията на изпаряване и коагулация по време на производството на мембраната.
Физическа карта на ултрафилтрацията
Ултрафилтрационните мембрани обикновено са полимерни разделителни мембрани, като полимерните материали, използвани за ултрафилтрационните мембрани, се състоят предимно от целулозни производни, полисулфон, полиакрилонитрил, полиамид и поликарбонат. Ултрафилтрационните мембрани се използват широко във фармацевтичната, хранителната и екологичната промишленост и могат да бъдат оформени като плоски мембрани, ролкови мембрани, тръбни мембрани или мембрани с кухи влакна.
Ултрафилтрационната мембрана е една от първите изобретени мембрани за разделяне на полимери, а ултрафилтрационните машини са произведени през 60-те години на миналия век. Ултрафилтрационните мембрани се използват широко в промишлеността и са се появили като нова химическа операция. Те се използват за разделяне, концентриране и пречистване на биологични продукти, фармацевтични стоки и хранителни продукти, както и в устройства за терминално третиране при пречистване на кръв, пречистване на отпадъчни води и приготвяне на ултрачиста вода.
Прецизността на филтриране на нанофилтрацията (NF) е между тази на ултрафилтрацията и тази на обратната осмоза, а скоростта на обезсоляване е по-ниска от тази на обратната осмоза. На пазара имаше широко разпространена поговорка: нанофилтрацията е небрежна обратна осмоза. Всъщност това е подвеждаща техническа идея.
Физическа карта на нанофилтрацията
В действителната концепция за разделяне, нанофилтрацията е филтърна мембрана, която удовлетворява ефекта на Даунан и има селективно отхвърляне на йони, мембрана, чиято пропускливост за натриев хлорид е пропорционална на концентрацията на натриев хлорид и е повече от 0,4. Основните ѝ приложения са обезсоляването и концентрирането на различни входящи течности. 0% отхвърляне на NaCl се наблюдава при използване на нанофилтрационни мембрани при 30 000 ppm NaCl, комбиниран с други йони.
Обратна осмоза (RO): Точността на филтриране е около 0,0001 микрона и представлява ултрависокопрецизен метод за мембранно разделяне, разработен в Съединените щати в началото на 60-те години на миналия век, използващ диференциално налягане. Той може да филтрира практически всички замърсители (както вредни, така и полезни) във водата, оставяйки само водни молекули. В повечето случаи се използва в производството на чиста вода, промишлена ултрачиста вода и медицинска ултрачиста вода. За технологията на обратната осмоза са необходими налягане и енергия.
RO е съкращението на английски език за мембрана за обратна осмоза. Тъй като размерът на порите на RO мембраната е пет милионни части от косъма (0,0001 микрона), тя обикновено е невидима с просто око, а бактериите и вирусите са нейните 5000. Следователно, само водни молекули и някои минерални йони, които са полезни за човешкото тяло, могат да преминат през нея, а други примеси и тежки метали се изхвърлят от тръбата за отпадъчни води.
Принципът на обратната осмоза:
Преди всичко, трябва да разберем идеята за „осмоза“. Осмозата е физичен процес. Когато два вида вода с различни соли са разделени, например чрез полупропусклива бариера, водата от страната с по-малко сол ще проникне. Мембраната навлиза във водата с високо съдържание на сол, но солта не прониква, което води до постепенно сливане на концентрацията на сол от двете страни, докато се изравни. Отнема обаче много време, за да завърши този процес, който е известен още като осмотично налягане.
Физическа карта на обратната осмоза
Ако обаче се опитате да окажете налягане от страната на водата с голямо съдържание на сол, последствията могат да ограничат гореспоменатото проникване и това налягане е известно като осмотично налягане. Ако налягането се повиши, инфилтрацията може да бъде обърната и солта ще остане. В резултат на това, принципът на обезсоляването с обратна осмоза е да се приложи налягане, по-голямо от естественото осмотично налягане в солената вода (като суровата вода), така че осмозата да протича в обратна посока и водните молекули в суровата вода да бъдат притиснати от другата страна на мембраната, което води до чиста вода, за да се постигне целта за отстраняване на примеси и соли от водата.
Произходът на обратната осмоза RO:
През 1950 г. американски учен случайно открива, че чайките поглъщат огромна глътка морска вода от морската повърхност, когато летят в морето. След няколко секунди те повръщат малка глътка морска вода, което поражда опасения, тъй като животните на сушата дишат чрез белите си дробове. Солената вода с високо съдържание на сол не може да се консумира. След дисекция е установено, че тялото на чайката има тънък слой. Филмът е наистина точен. Чайката вдишва солена вода, която впоследствие се компресира, а водните молекули преминават през филма поради ефекта на налягането.
Тя се превръща в прясна вода, а замърсителите и изключително концентрираната сол в морската вода се изплюват през устата. Това е фундаменталната теоретична основа на процеса на обратна осмоза, който за първи път е приложен в оборудване за обезсоляване през 1953 г. от Университета на Флорида. Д-р С. Сидни Лоуд, професор в Медицинския факултет на Университета на Калифорнийския университет в Лос Анджелис, си сътрудничи с д-р С. Сойрираджан, за да започне изследвания върху мембрани за обратна осмоза през 2009 г. с подкрепата на проект на федералното правителство на САЩ и инвестира приблизително 400 милиона щатски долара годишно в изследвания, за да ги приложи на астронавтите.
Време на публикуване: 31 март 2022 г.