Mikrofiltracija (MF)
Preciznost filtriranja kreće se između 0,1 i 50 mikrona. Mikrofiltracija uključuje različite PP filterske elemente, filterske elemente od aktivnog uglja, keramičke filterske elemente i tako dalje. Uklanja opasne elemente iz vode, poput mikroorganizama. Filterski element se često ne može prati i predstavlja jednokratni filterski materijal koji se mora redovno mijenjati.
①PP pamučna jezgra: uglavnom se koristi samo za grubu filtraciju s niskim zahtjevima za uklanjanje velikih čestica poput sedimenta i hrđe u vodi.
②Aktivni ugalj: Može eliminirati različite boje i mirise u vodi, ali ne može ukloniti bakterije u vodi, a učinak uklanjanja sedimenta i hrđe je također vrlo slab.
③Keramički filterski element: Mala preciznost filtracije je samo 0,1 mikrona, a protok je obično mali, što nije lako za čišćenje.
Ultrafiltracijska membrana (UF)
Mikroporozna filterska membrana ima nazivni raspon veličine pora od 0,001-0,02 mikrona i konzistentne standarde veličine pora. Ultrafiltracijska membranska filtracija je proces membranske filtracije koji koristi ultrafiltracijsku membranu s razlikom pritiska kao pokretačkom snagom. Većina ultrafiltracijskih membrana je napravljena od acetatnih vlakana ili polimernih materijala sa sličnim karakteristikama. Pogodna je za odvajanje i koncentraciju rastvorenih materija u rastvorima za tretman, a često se koristi i za odvajanje koloidnih suspenzija koje je teško završiti korištenjem drugih tehnika odvajanja, a njena područja primjene stalno rastu.
Membranska ultrafiltracija zasnovana na razlici pritiska klasifikuje se u tri vrste: ultrafiltracijska membranska filtracija, mikroporozna membranska filtracija i filtracija reverznom osmozom. Razlikuju se po sitnoj veličini čestica ili molekularnoj težini koju membranski sloj može održati. Kada se nazivni raspon veličine pora membrane koristi kao razlikovni standard, mikroporozna membrana (MF) ima nazivni raspon veličine pora od 0,02-10 m, ultrafiltracijska membrana (UF) ima nazivni raspon veličine pora od 0,001-0,02 m, a membrana reverzne osmoze (RO) ima nazivni raspon veličine pora od 0,0001-0,001 m. Postoji nekoliko kontrolnih elemenata za pore, kao što su ultrafiltracijske membrane s različitim veličinama pora, a distribucija veličine pora može se generirati na osnovu vrste i koncentracije rastvora, kao i uslova isparavanja i koagulacije tokom proizvodnje membrane.
Fizička mapa ultrafiltracije
Ultrafiltracijske membrane su obično polimerne separacijske membrane, pri čemu se polimerni materijali koji se koriste za ultrafiltracijske membrane uglavnom sastoje od derivata celuloze, polisulfona, poliakrilonitrila, poliamida i polikarbonata. Ultrafiltracijske membrane se široko koriste u farmaceutskoj, prehrambenoj i ekološkoj industriji, a mogu se oblikovati u ravne membrane, rolne membrane, cjevaste membrane ili membrane od šupljih vlakana.
Ultrafiltracijska membrana bila je jedna od prvih izumljenih membrana za separaciju polimera, a ultrafiltracijski strojevi proizvedeni su 1960-ih. Ultrafiltracijske membrane se široko koriste u industriji i pojavile su se kao nova hemijska operacija. Koriste se u separaciji, koncentraciji i pročišćavanju bioloških proizvoda, farmaceutskih proizvoda i prehrambenih proizvoda, kao i u uređajima za terminalnu obradu u tretmanu krvi, tretmanu otpadnih voda i pripremi ultračiste vode.
Preciznost filtracije nanofiltracijom (NF) je između ultrafiltracije i reverzne osmoze, a brzina desalinizacije je niža od one kod reverzne osmoze. Na tržištu je postojala široko rasprostranjena izreka: nanofiltracija je loša reverzna osmoza. Zapravo, ovo je obmanjujuća tehnička ideja.
Fizička mapa nanofiltracije
U stvarnom konceptu separacije, nanofiltracija je filterska membrana koja zadovoljava Daunan-ov efekat i ima selektivno odbacivanje iona, membrana čija je permeabilnost natrijum-hlorida proporcionalna koncentraciji natrijum-hlorida i veća je od 0,4. Njene primarne primjene su desalinizacija i koncentracija različitih ulaznih tečnosti. 0% odbacivanje NaCl uočeno je korištenjem nanofiltracijskih membrana pri 30.000 ppm NaCl u kombinaciji s drugim ionima.
Reverzna osmoza (RO): Tačnost filtracije je oko 0,0001 mikrona, a to je ultra-precizna metoda membranske separacije razvijena u Sjedinjenim Američkim Državama početkom 1960-ih koja koristi diferencijalni pritisak. Može filtrirati praktično sve zagađivače (i štetne i korisne) u vodi, ostavljajući samo molekule vode. U većini slučajeva, koristi se u proizvodnji čiste vode, industrijske ultračiste vode i medicinske ultračiste vode. Za tehnologiju reverzne osmoze potrebni su pritisak i energija.
RO je skraćenica za Reverse Osmosis Membrane na engleskom jeziku. Budući da je veličina pora RO membrane pet milionitih dijelova dlake (0,0001 mikrona), ona je uglavnom nevidljiva golim okom, a bakterije i virusi su njenih 5000. Stoga, samo molekule vode i neki mineralni ioni koji su korisni za ljudski organizam mogu proći kroz nju, dok se druge nečistoće i teški metali ispuštaju iz cijevi za otpadne vode.
Princip reverzne osmoze:
Prije svega, moramo shvatiti ideju "osmoze". Osmoza je fizički proces. Kada se dvije vrste vode s različitim solima razdvoje, na primjer polupropusnom barijerom, voda na strani s manje soli će prodrijeti. Membrana ulazi u vodu s visokim sadržajem soli, ali sol ne prodire, što uzrokuje da se koncentracija soli na obje strane postepeno spaja dok se ne izjednači. Međutim, potrebno je dugo vremena da se ovaj proces završi, što je također poznato kao osmotski pritisak.
Fizička mapa reverzne osmoze
Međutim, ako pokušate primijeniti pritisak na strani vode s velikim sadržajem soli, posljedica može ograničiti i spomenuto prodiranje, a taj pritisak je poznat kao osmotski pritisak. Ako se pritisak poveća, infiltracija se može preokrenuti, a sol će ostati. Kao rezultat toga, princip desalinizacije reverznom osmozom je primjena pritiska većeg od prirodnog osmotskog pritiska u slanoj vodi (kao što je sirova voda), tako da osmoza teče u suprotnom smjeru, a molekule vode u sirovoj vodi se pritišću na drugu stranu membrane, što rezultira čistom vodom, kako bi se postigao cilj uklanjanja nečistoća i soli iz vode.
Porijeklo RO reverzne osmoze:
Američki naučnik je 1950. godine slučajno otkrio da galebovi usisavaju ogromnu količinu morske vode s površine mora dok lete. Nakon nekoliko sekundi bi povratili mali gutljaj morske vode, što je izazvalo zabrinutost jer životinje na kopnu dišu plućima. Slana voda s visokim udjelom soli ne može se konzumirati. Nakon disekcije, otkriveno je da tijelo galeba ima tanak sloj. Film je zaista precizan. Galeb udiše slanu vodu, koja se potom komprimira, a molekule vode prolaze kroz film zbog djelovanja pritiska.
Pretvara se u slatku vodu, a zagađivači i izuzetno koncentrirana sol iz morske vode ispljuvavaju se iz usta. Ovo je fundamentalna teorijska osnova procesa reverzne osmoze, koji je prvi put primijenjen na opremu za desalinizaciju 1953. godine na Univerzitetu Florida. Dr. S. Sidney Lode, profesor Medicinskog fakulteta Univerziteta UCLA, sarađivao je sa dr. S. Soirirajanom kako bi 2009. godine započeo istraživanje membrana za reverznu osmozu, uz podršku projekta američke savezne vlade, i ulagao je približno 400 miliona američkih dolara godišnje u istraživanja kako bi se primijenio na astronaute.
Vrijeme objave: 31. mart 2022.