Mikrofiltracija (MF)
Preciznost filtriranja kreće se između 0,1 i 50 mikrona. Mikrofiltracija uključuje različite PP filterske elemente, filterske elemente s aktivnim ugljenom, keramičke filterske elemente i tako dalje. Uklanja opasne elemente iz vode, poput mikroorganizama. Filterski element se često ne može prati i jednokratni je filterski materijal koji se mora redovito mijenjati.
①PP pamučna jezgra: općenito se koristi samo za grubu filtraciju s niskim zahtjevima za uklanjanje velikih čestica poput sedimenta i hrđe u vodi.
②Aktivni ugljen: Može ukloniti 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 dosljedne standarde veličine pora. Ultrafiltracijska membranska filtracija je proces membranske filtracije koji koristi ultrafiltracijsku membranu s razlikom tlaka kao pokretačkom snagom. Većina ultrafiltracijskih membrana izrađena je od acetatnih vlakana ili polimernih materijala sa usporedivim karakteristikama. Prikladna je za odvajanje i koncentriranje otopljenih tvari u otopinama za obradu, a često se koristi i za odvajanje koloidnih suspenzija koje je teško završiti drugim tehnikama odvajanja, a područja primjene neprestano rastu.
Membranska ultrafiltracija temeljena na razlici tlaka klasificira se u tri vrste: ultrafiltracijska membranska filtracija, mikroporozna membranska filtracija i filtracija membranom reverzne osmoze. 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 raspodjele veličine pora mogu se generirati na temelju vrste i koncentracije otopine, kao i uvjeta isparavanja i koagulacije tijekom proizvodnje membrane.
Fizička karta ultrafiltracije
Ultrafiltracijske membrane su obično polimerne membrane za odvajanje, 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 odvajanje polimera, a strojevi za ultrafiltraciju proizvedeni su 1960-ih. Ultrafiltracijske membrane široko se koriste u industriji i pojavile su se kao nova kemijska operacija. Koriste se u odvajanju, koncentraciji i pročišćavanju bioloških proizvoda, farmaceutskih proizvoda i prehrambenih proizvoda, kao i u uređajima za terminalnu obradu u obradi krvi, obradi otpadnih voda i pripremi ultračiste vode.
Preciznost filtracije nanofiltracije (NF) je između ultrafiltracije i reverzne osmoze, a brzina desalinizacije je niža od one kod reverzne osmoze. Na tržištu je bila raširena izreka: nanofiltracija je loša reverzna osmoza. Zapravo, to je varljiva tehnička ideja.
Fizička karta nanofiltracije
U stvarnom konceptu separacije, nanofiltracija je membranski filter koji zadovoljava Daunanov efekt i ima selektivno odbacivanje iona, membrana čija je propusnost natrijevog klorida proporcionalna koncentraciji natrijevog klorida i veća je od 0,4. Njene primarne primjene su desalinizacija i koncentriranje različitih ulaznih tekućina. 0% odbacivanja NaCl uočeno je korištenjem nanofiltracijskih membrana pri 30 000 ppm NaCl u kombinaciji s drugim ionima.
Reverzna osmoza (RO): Točnost filtracije je oko 0,0001 mikrona, a riječ je o ultra-preciznoj metodi membranske separacije razvijenoj u Sjedinjenim Državama početkom 1960-ih koja koristi diferencijalni tlak. Može filtrirati praktički sve onečišćujuće tvari (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 tlak i energija.
RO je kratica za Reverse Osmosis Membrane na engleskom jeziku. Budući da je veličina pora RO membrane pet milijuntih dijelova dlake (0,0001 mikrona), općenito je nevidljiva golim okom, a bakterije i virusi su njezinih 5000. Stoga samo molekule vode i neki mineralni ioni koji su korisni za ljudsko tijelo mogu proći kroz nju, dok se ostale 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 odvoje, na primjer polupropusnom barijerom, voda na strani s manje soli prodire. Membrana ulazi u vodu s visokim udjelom soli, ali sol ne prodire, što uzrokuje postupno stapanje koncentracije soli na obje strane dok se ne izjednači. Međutim, potrebno je dugo vremena da se ovaj proces dovrši, a poznat je i kao osmotski tlak.
Fizička karta reverzne osmoze
Međutim, ako pokušate primijeniti tlak na strani vode s velikim udjelom soli, posljedica bi mogla ograničiti spomenuto prodiranje, a taj tlak poznat je kao osmotski tlak. Ako se tlak povisi, infiltracija se može preokrenuti i sol će ostati. Kao rezultat toga, princip desalinizacije reverznom osmozom je primjena tlaka većeg od prirodnog osmotskog tlaka 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.
Podrijetlo RO reverzne osmoze:
Američki znanstvenik je 1950. godine slučajno otkrio da galebovi usisavaju ogromnu količinu morske vode s površine mora dok lete. Nakon nekoliko sekundi povratili bi mali zalogaj 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 tanki sloj. Film je zaista precizan. Galeb udiše slanu vodu koja se potom komprimira, a molekule vode prolaze kroz film zbog djelovanja tlaka.
Pretvara se u slatku vodu, a onečišćujuće tvari i izuzetno koncentrirana sol u morskoj vodi ispljuvavaju se iz usta. Ovo je temeljna teorijska osnova procesa reverzne osmoze, koji je prvi put primijenjen na opremu za desalinizaciju 1953. godine na Sveučilištu Florida. Dr. S. Sidney Lode, profesor Medicinskog fakulteta Sveučilišta UCLA, surađivao je s dr. S. Soirirajanom kako bi 2009. godine započeo istraživanje membrana za reverznu osmozu, uz podršku projekta američke savezne vlade, te je uložio otprilike 400 milijuna američkih dolara godišnje u istraživanje kako bi ga primijenio na astronaute.
Vrijeme objave: 31. ožujka 2022.