Microfiltración (MF)
A precisión da filtración oscila entre 0,1 e 50 micras. A microfiltración inclúe diferentes elementos filtrantes de PP, elementos filtrantes de carbón activado, elementos filtrantes cerámicos, etc. Elimina os elementos perigosos da auga, como os microorganismos. O elemento filtrante a miúdo non é lavable e é un material filtrante dun só uso que debe substituírse regularmente.
①Núcleo de algodón PP: xeralmente só se usa para a filtración grosa con baixos requisitos para eliminar partículas grandes como sedimentos e ferruxe na auga.
②Carbón activado: Pode eliminar as diferentes cores e cheiros da auga, pero non pode eliminar as bacterias da auga e o efecto de eliminación de sedimentos e ferruxe tamén é moi deficiente.
③Elemento filtrante cerámico: a pequena precisión de filtración é de só 0,1 micras e o caudal adoita ser pequeno, o que non é doado de limpar.
Membrana de ultrafiltración (UF)
Unha membrana filtrante microporosa ten un rango de tamaño de poro nominal de 0,001-0,02 micras e estándares de tamaño de poro consistentes. A filtración por membrana de ultrafiltración é un proceso de filtración por membrana que emprega unha membrana de ultrafiltración cunha diferenza de presión como forza motriz. A maioría das membranas de ultrafiltración están construídas con fibras de acetato ou materiais poliméricos con características comparables. É axeitada para a separación e concentración de solutos en solucións de tratamento e tamén se usa a miúdo para a separación de suspensións coloidais que son difíciles de rematar usando outras técnicas de separación, e os seus dominios de aplicación están en continua expansión.
A ultrafiltración por membrana baseada na diferenza de presión clasifícase en tres tipos: filtración por membrana de ultrafiltración, filtración por membrana microporosa e filtración por membrana de osmose inversa. Distínguense polo pequeno tamaño de partícula ou peso molecular que a capa de membrana pode manter. Cando se usa o rango de tamaño de poro nominal da membrana como estándar distintivo, a membrana microporosa (MF) ten un rango de tamaño de poro nominal de 0,02-10 m, a membrana de ultrafiltración (UF) ten un rango de tamaño de poro nominal de 0,001-0,02 m e a membrana de osmose inversa (RO) ten un rango de tamaño de poro nominal de 0,0001-0,001 m. Existen varios elementos de control para os poros, como as membranas de ultrafiltración con diferentes tamaños de poro, e as distribucións de tamaño de poro poden xerarse en función do tipo e a concentración da solución, así como das condicións de evaporación e coagulación durante a produción da membrana.
Mapa físico de ultrafiltración
As membranas de ultrafiltración adoitan ser membranas de separación de polímeros, e os materiais poliméricos utilizados para as membranas de ultrafiltración consisten principalmente en derivados de celulosa, polisulfona, poliacrilonitrilo, poliamida e policarbonato. As membranas de ultrafiltración utilízanse amplamente nas industrias farmacéutica, alimentaria e ambiental, e poden formarse en membranas planas, membranas en rolos, membranas tubulares ou membranas de fibra oca.
A membrana de ultrafiltración foi unha das primeiras membranas de separación de polímeros que se inventaron, e as máquinas de ultrafiltración fabricáronse na década de 1960. As membranas de ultrafiltración utilízanse amplamente na industria e xurdiron como unha nova operación unitaria química. Emprégase na separación, concentración e purificación de produtos biolóxicos, produtos farmacéuticos e alimentos, así como en dispositivos de tratamento terminal no tratamento do sangue, no tratamento de augas residuais e na preparación de auga ultrapura.
A precisión de filtración da nanofiltración (NF) está entre a da ultrafiltración e a da osmose inversa, e a taxa de desalinización é menor que a da osmose inversa. No mercado, había un dito moi estendido: a nanofiltración é unha osmose inversa descoidada. En realidade, trátase dunha idea técnica enganosa.
Mapa físico da nanofiltración
No concepto de separación real, a nanofiltración é unha membrana filtrante que satisfai o efecto Daunan e ten rexeitamento selectivo de ións, unha membrana cuxa permeabilidade ao cloruro de sodio é proporcional á concentración de cloruro de sodio e é superior a 0,4. As súas principais aplicacións son a desalinización e a concentración de varios líquidos de entrada. Rexeitamento de NaCl ao 0 % observado usando membranas de nanofiltración a 30 000 ppm de NaCl combinado con outros ións.
Ósmose inversa (RO): a precisión da filtración é duns 0,0001 micras e é un método de separación por membrana de ultra alta precisión desenvolvido nos Estados Unidos a principios da década de 1960 que emprega presión diferencial. Pode filtrar practicamente todos os contaminantes (tanto nocivos como beneficiosos) da auga, deixando só as moléculas de auga. Na maioría dos casos, emprégase na produción de auga pura, auga ultrapura industrial e auga ultrapura médica. A tecnoloxía de ósmose inversa require presurización e enerxía.
RO é a abreviatura de membrana de osmose inversa en inglés. Dado que o tamaño dos poros da membrana de osmose inversa é de cinco millonésimas de cabelo (0,0001 micras), xeralmente é invisible a simple vista e as bacterias e os virus son os seus 5000. Polo tanto, só as moléculas de auga e algúns ións minerais que son beneficiosos para o corpo humano poden pasar a través dela, e outras impurezas e metais pesados descárganse da tubaxe de augas residuais.
O principio da osmose inversa:
En primeiro lugar, debemos comprender a idea de "osmose". A osmose é un proceso físico. Cando se separan dous tipos de auga con sales diferentes, como por exemplo mediante unha barreira semipermeable, a auga do lado con menos sal permeará. A membrana entra na auga cun alto contido de sal, pero o sal non permea, o que fai que a concentración de sal en ambos os lados se fusione progresivamente ata que sexan iguais. Non obstante, leva moito tempo completarse este proceso, que tamén se coñece como presión osmótica.
Mapa físico da osmose inversa
Non obstante, se se tenta exercer presión no lado da auga cun alto contido de sal, a consecuencia tamén podería limitar a penetración mencionada anteriormente, e esta presión coñécese como presión osmótica. Se se aumenta a presión, a infiltración pode invertirse e o sal permanecerá. Como resultado, o principio da desalinización por osmose inversa é aplicar unha presión maior que a presión osmótica natural na auga salgada (como a auga bruta), de xeito que a osmose proceda na dirección oposta e as moléculas de auga da auga bruta sexan presionadas cara ao outro lado da membrana, o que resulta en auga limpa, para lograr o obxectivo de eliminar as impurezas e os sales da auga.
A orixe da osmose inversa por osmose inversa:
Un científico estadounidense descubriu por accidente en 1950 que as gaivotas chupaban unha enorme bocada de auga de mar da superficie cando voaban no mar. Vomitaban unha pequena bocada de auga de mar despois duns segundos, o que suscitaba preocupación porque os animais terrestres respiran polos pulmóns. A auga salgada con alto contido en sal non se pode consumir. Tras a disección, descubriuse que o corpo da gaivota ten unha capa fina. A película é realmente exacta. A gaivota inhala auga salgada, que posteriormente se comprime, e as moléculas de auga pasan a través da película debido ao efecto da presión.
Convértese en auga doce e os contaminantes e o sal extremadamente concentrado da auga do mar cúspense pola boca. Este é o fundamento teórico fundamental do proceso de osmose inversa, que foi aplicado por primeira vez a equipos de desalinización en 1953 pola Universidade de Florida. O Dr. S. Sidney Lode, profesor da Facultade de Medicina da Universidade UCLA, colaborou co Dr. S. Soirirajan para comezar a investigación sobre membranas de osmose inversa en 2009, co apoio dun proxecto do goberno federal dos Estados Unidos, e investiu aproximadamente 400 millóns de dólares estadounidenses ao ano en investigación para aplicalo aos astronautas.
Data de publicación: 31 de marzo de 2022