Microfiltració (MF)
La precisió del filtratge oscil·la entre 0,1 i 50 micres. La microfiltració inclou diferents elements filtrants de PP, elements filtrants de carbó activat, elements filtrants ceràmics, etc. Elimina els elements perillosos de l'aigua, com els microorganismes. L'element filtrant sovint no es pot rentar i és un material filtrant d'un sol ús que s'ha de substituir regularment.
①Nucli de cotó PP: generalment només s'utilitza per a la filtració gruixuda amb baixos requisits per eliminar partícules grans com ara sediments i rovell a l'aigua.
②Carbó activat: Pot eliminar els diferents colors i olors de l'aigua, però no pot eliminar els bacteris de l'aigua, i l'efecte d'eliminació de sediments i òxid també és molt deficient.
③Element filtrant ceràmic: la petita precisió de filtració és de només 0,1 micres i el cabal sol ser petit, cosa que no és fàcil de netejar.
Membrana d'ultrafiltració (UF)
Una membrana de filtre microporosa té un rang de mida de porus nominal de 0,001-0,02 micres i estàndards de mida de porus consistents. La filtració per membrana d'ultrafiltració és un procés de filtració per membrana que utilitza una membrana d'ultrafiltració amb una diferència de pressió com a força motriu. La majoria de les membranes d'ultrafiltració estan construïdes amb fibres d'acetat o materials polimèrics amb característiques comparables. És adequada per a la separació i concentració de soluts en solucions de tractament, i també s'utilitza sovint per a la separació de suspensions col·loïdals que són difícils d'acabar amb altres tècniques de separació, i els seus dominis d'aplicació estan en constant creixement.
La ultrafiltració per membrana basada en la diferència de pressió es classifica en tres tipus: filtració per membrana d'ultrafiltració, filtració per membrana microporosa i filtració per membrana d'osmosi inversa. Es distingeixen per la petita mida de partícula o pes molecular que pot mantenir la capa de membrana. Quan s'utilitza el rang de mida de porus nominal de la membrana com a estàndard distintiu, la membrana microporosa (MF) té un rang de mida de porus nominal de 0,02-10 m, la membrana d'ultrafiltració (UF) té un rang de mida de porus nominal de 0,001-0,02 m i la membrana d'osmosi inversa (RO) té un rang de mida de porus nominal de 0,0001-0,001 m. Hi ha diversos elements de control per als porus, com ara membranes d'ultrafiltració amb diferents mides de porus, i es poden generar distribucions de mida de porus en funció del tipus i la concentració de la solució, així com de les condicions d'evaporació i coagulació durant la producció de la membrana.
Mapa físic d'ultrafiltració
Les membranes d'ultrafiltració solen ser membranes de separació de polímers, i els materials polimèrics utilitzats per a les membranes d'ultrafiltració consisteixen principalment en derivats de cel·lulosa, polisulfona, poliacrilonitril, poliamida i policarbonat. Les membranes d'ultrafiltració s'utilitzen àmpliament en les indústries farmacèutica, alimentària i ambiental, i es poden formar en membranes planes, membranes en rotlle, membranes tubulars o membranes de fibra buida.
La membrana d'ultrafiltració va ser una de les primeres membranes de separació de polímers que es van inventar, i les màquines d'ultrafiltració es van fabricar a la dècada de 1960. Les membranes d'ultrafiltració s'utilitzen àmpliament a la indústria i han sorgit com una nova operació química unitària. S'empra en la separació, concentració i purificació de productes biològics, productes farmacèutics i aliments, així com en dispositius de tractament terminal en el tractament de la sang, el tractament d'aigües residuals i la preparació d'aigua ultrapura.
La precisió de filtració de la nanofiltració (NF) es troba entre la de l'ultrafiltració i la de l'osmosi inversa, i la taxa de dessalinització és inferior a la de l'osmosi inversa. Al mercat, hi havia una dita generalitzada: la nanofiltració és osmosi inversa descuidada. En realitat, aquesta és una idea tècnica enganyosa.
Mapa físic de la nanofiltració
En el concepte de separació real, la nanofiltració és una membrana filtrant que satisfà l'efecte Daunan i té un rebuig selectiu d'ions, una membrana la permeabilitat del clorur de sodi de la qual és proporcional a la concentració de clorur de sodi i és superior a 0,4. Les seves aplicacions principals són la dessalinització i la concentració de diversos líquids d'entrada. Rebuig de NaCl al 0% observat utilitzant membranes de nanofiltració a 30.000 ppm de NaCl combinat amb altres ions.
Osmosi inversa (RO): La precisió de la filtració és d'uns 0,0001 micres i és un mètode de separació per membrana d'ultraalta precisió desenvolupat als Estats Units a principis dels anys seixanta que utilitza pressió diferencial. Pot filtrar pràcticament tots els contaminants (tant nocius com beneficiosos) de l'aigua, deixant només molècules d'aigua. En la majoria dels casos, s'utilitza en la producció d'aigua pura, aigua ultrapura industrial i aigua ultrapura mèdica. La tecnologia d'osmosi inversa requereix pressurització i energia.
RO és l'abreviatura de membrana d'osmosi inversa en anglès. Com que la mida dels porus de la membrana RO és de cinc milionèsimes de cabell (0,0001 micres), generalment és invisible a simple vista, i els bacteris i els virus són els seus 5000. Per tant, només poden passar molècules d'aigua i alguns ions minerals que són beneficiosos per al cos humà, i altres impureses i metalls pesants es descarreguen de la canonada d'aigües residuals.
El principi de l'osmosi inversa:
Primer de tot, hem de comprendre la idea d'"osmosi". L'osmosi és un procés físic. Quan dos tipus d'aigua amb sals diferents se separen, com ara mitjançant una barrera semipermeable, l'aigua del costat amb menys sal s'hi filtrarà. La membrana entra a l'aigua amb un alt contingut de sal, però la sal no hi filtra, cosa que fa que la concentració de sal a banda i banda es fusioni progressivament fins que siguin iguals. Tanmateix, aquest procés triga molt de temps a completar-se, que també es coneix com a pressió osmòtica.
Mapa físic de l'osmosi inversa
Tanmateix, si intenteu exercir pressió al costat de l'aigua amb un alt contingut de sal, la conseqüència també podria limitar la penetració esmentada, i aquesta pressió es coneix com a pressió osmòtica. Si la pressió augmenta, la infiltració es pot revertir i la sal es quedarà. Com a resultat, el principi de la dessalinització per osmosi inversa és aplicar una pressió superior a la pressió osmòtica natural a l'aigua salada (com l'aigua crua), de manera que l'osmosi procedeixi en la direcció oposada i les molècules d'aigua de l'aigua crua siguin pressionades cap a l'altre costat de la membrana, donant lloc a aigua neta, per tal d'aconseguir l'objectiu d'eliminar les impureses i les sals de l'aigua.
L'origen de l'osmosi inversa RO:
Un científic americà va descobrir per accident el 1950 que les gavines xuclaven una gran quantitat d'aigua de mar de la superfície quan volaven al mar. Vomitaven una petita quantitat d'aigua de mar al cap d'uns segons, cosa que va generar preocupació perquè els animals terrestres respiren pels pulmons. L'aigua salada amb alt contingut en sal no es pot consumir. Després de la dissecció, es va descobrir que el cos de la gavina té una capa fina. La pel·lícula és realment precisa. La gavina inhala aigua salada, que posteriorment es comprimeix, i les molècules d'aigua passen a través de la pel·lícula a causa de l'efecte de la pressió.
Es converteix en aigua dolça i els contaminants i la sal extremadament concentrada de l'aigua de mar s'escupen per la boca. Aquest és el fonament teòric fonamental del procés d'osmosi inversa, que va ser aplicat per primera vegada als equips de dessalinització el 1953 per la Universitat de Florida. El Dr. S. Sidney Lode, professor de la Facultat de Medicina de la Universitat UCLA, va col·laborar amb el Dr. S. Soirirajan per iniciar la investigació sobre membranes d'osmosi inversa el 2009, amb el suport d'un projecte del govern federal dels Estats Units, i va invertir aproximadament 400 milions de dòlars americans anuals en investigació per aplicar-ho als astronautes.
Data de publicació: 31 de març de 2022