Mikrofiltráció (MF)
A szűrési pontosság 0,1 és 50 mikron között mozog. A mikroszűrés különböző PP szűrőelemeket, aktív szén szűrőelemeket, kerámia szűrőelemeket stb. foglal magában. Eltávolítja a vízből a veszélyes elemeket, például a mikroorganizmusokat. A szűrőelem gyakran nem mosható, és egyszer használatos szűrőanyag, amelyet rendszeresen cserélni kell.
①PP pamutmag: általában csak durva szűrésre használják, alacsony követelményekkel a nagy részecskék, például az üledék és a rozsda eltávolítására a vízből.
②Aktív szén: Eltávolítja a vízben lévő különböző színeket és szagokat, de nem tudja eltávolítani a vízben lévő baktériumokat, és az üledék és a rozsda eltávolító hatása is nagyon gyenge.
③Kerámia szűrőelem: A kis szűrési pontosság mindössze 0,1 mikron, és az áramlási sebesség általában kicsi, ami nem könnyen tisztítható.
Ultraszűrő membrán (UF)
A mikroporózus szűrőmembrán névleges pórusméret-tartománya 0,001-0,02 mikron, és az alkalmazási területei állandóak. Az ultraszűrő membránszűrés egy olyan membránszűrési eljárás, amely nyomáskülönbségen alapuló ultraszűrő membránt alkalmaz. Az ultraszűrő membránok többsége acetátszálakból vagy hasonló tulajdonságokkal rendelkező polimer anyagokból készül. Alkalmas a kezelőoldatok oldott anyagainak elválasztására és koncentrálására, és gyakran használják olyan kolloid szuszpenziók elválasztására is, amelyeket más elválasztási technikákkal nehéz befejezni, és alkalmazási területei folyamatosan bővülnek.
A nyomáskülönbségen alapuló membrán ultraszűrés három típusba sorolható: ultraszűrő membránszűrés, mikroporózus membránszűrés és fordított ozmózis membránszűrés. Ezeket a membránréteg által fenntartható apró részecskeméret vagy molekulatömeg jellemzi. Ha a membrán névleges pórusméret-tartományát használjuk megkülönböztető standardként, a mikroporózus membrán (MF) névleges pórusméret-tartománya 0,02-10 μm, az ultraszűrő membrán (UF) névleges pórusméret-tartománya 0,001-0,02 μm, a fordított ozmózis membrán (RO) névleges pórusméret-tartománya pedig 0,0001-0,001 μm. A pórusokhoz számos szabályozóelem létezik, például változó pórusméretű ultraszűrő membránok, és a pórusméret-eloszlás az oldat típusa és koncentrációja, valamint a membrángyártás során uralkodó párolgási és koagulációs körülmények alapján generálható.
Ultrafiltrációs fizikai térkép
Az ultraszűrő membránok általában polimer elválasztó membránok, ahol az ultraszűrő membránokhoz használt polimer anyagok többnyire cellulóz származékokból, poliszulfonból, poliakrilnitrilből, poliamidból és polikarbonátból állnak. Az ultraszűrő membránokat széles körben alkalmazzák a gyógyszeriparban, az élelmiszeriparban és a környezetvédelmi iparban, és lapos membránok, tekercsmembránok, csőmembránok vagy üreges szálas membránok formájában is kialakíthatók.
Az ultraszűrő membrán volt az egyik első polimer elválasztó membrán, amelyet feltaláltak, és az ultraszűrő gépeket az 1960-as években gyártották. Az ultraszűrő membránokat széles körben használják az iparban, és új kémiai műveleti egységként jelentek meg. Biológiai termékek, gyógyszeripari termékek és élelmiszerek elválasztására, koncentrálására és tisztítására, valamint vérkezelés, szennyvízkezelés és ultratiszta víz előkészítésének végberendezéseiként alkalmazzák.
A nanofiltráció (NF) szűrési pontossága az ultrafiltráció és a fordított ozmózis között van, a sótalanítási arány pedig alacsonyabb, mint a fordított ozmózisé. A piacon elterjedt volt a mondás: a nanofiltráció hanyag fordított ozmózis. Valójában ez egy megtévesztő technikai elképzelés.
A nanofiltráció fizikai térképe
A tényleges elválasztási koncepcióban a nanofiltráció egy olyan szűrőmembrán, amely kielégíti a Daunan-effektust és szelektív ioneltávolítással rendelkezik, egy olyan membrán, amelynek nátrium-klorid-permeabilitása arányos a nátrium-klorid-koncentrációval és nagyobb, mint 0,4. Elsődleges alkalmazásai a sótalanítás és a különféle bemeneti folyadékok sűrítése. 0%-os NaCl-eltávolítást figyeltek meg nanofiltrációs membránok használatával 30 000 ppm NaCl és más ionok kombinációjával.
Fordított ozmózis (RO): A szűrési pontosság körülbelül 0,0001 mikron, és ez egy ultra-nagy pontosságú membrános elválasztási módszer, amelyet az 1960-as évek elején fejlesztettek ki az Egyesült Államokban, differenciálnyomás alkalmazásával. Gyakorlatilag az összes szennyeződést (káros és hasznos egyaránt) kiszűri a vízből, csak vízmolekulákat hagyva vissza. A legtöbb esetben tiszta víz, ipari ultratiszta víz és orvosi ultratiszta víz előállítására használják. A fordított ozmózis technológiához nyomás és energia szükséges.
Az RO a fordított ozmózisú membrán angol rövidítése. Mivel a RO membrán pórusmérete a hajszál ötmilliomod része (0,0001 mikron), szabad szemmel általában láthatatlan, a baktériumok és vírusok pedig csak 5000 mikron. Ezért csak a vízmolekulák és néhány, az emberi szervezet számára hasznos ásványi ion haladhat át rajta, más szennyeződések és nehézfémek pedig a szennyvízcsőből távoznak.
A fordított ozmózis elve:
Először is, meg kell értenünk az „ozmózis” fogalmát. Az ozmózis egy fizikai folyamat. Amikor két különböző sótartalmú víztípust választunk el egymástól, például egy féligáteresztő gáttal, a kevesebb sótartalmú oldalon lévő víz szivárog be. A membrán belép a magas sótartalmú vízbe, de a só nem szivárog be, aminek következtében a sókoncentráció mindkét oldalon fokozatosan egyesül, amíg egyenlővé nem válik. Ez a folyamat azonban hosszú időt vesz igénybe, amelyet ozmotikus nyomásnak is neveznek.
Fordított ozmózis fizikai térképe
Ha azonban megpróbálunk nyomást gyakorolni a nagy sótartalmú vízoldalra, az korlátozhatja a fent említett behatolást, és ezt a nyomást ozmotikus nyomásnak nevezzük. Ha a nyomást megemeljük, a behatolás visszafordítható, és a só megmarad. Ennek eredményeként a fordított ozmózisos sótalanítás elve az, hogy a sós vízben (például a nyersvízben) a természetes ozmotikus nyomásnál nagyobb nyomást alkalmazunk, így az ozmózis az ellenkező irányba megy végbe, és a nyersvízben lévő vízmolekulák a membrán másik oldalára nyomódnak, ami tiszta vizet eredményez, hogy elérjék a szennyeződések és sók eltávolításának célját a vízből.
A RO fordított ozmózis eredete:
Egy amerikai tudós 1950-ben véletlenül felfedezte, hogy a sirályok repülés közben hatalmas korty tengervizet szívnak fel a tenger felszínéről. Néhány másodperc múlva egy kis korty tengervizet hánytak ki, ami aggodalomra adott okot, mivel a szárazföldi állatok a tüdejükön keresztül lélegeznek. A magas sótartalmú sós vizet nem lehet meginni. Boncolás után felfedezték, hogy a sirály testén egy vékony réteg található. A film valóban pontos. A sirály sós vizet lélegzik be, amelyet aztán összenyomnak, és a vízmolekulák a nyomás hatására átjutnak a filmen.
Édesvízzé alakítják, és a tengervízben található szennyeződéseket és rendkívül koncentrált sót kiköpik a szájukon. Ez a fordított ozmózis eljárás alapvető elméleti alapja, amelyet először 1953-ban alkalmazott sótalanító berendezéseken a Floridai Egyetem. Dr. S. Sidney Lode, az UCLA Orvostudományi Karának professzora, Dr. S. Soirirajannal együttműködve 2009-ben megkezdte a fordított ozmózis membránokkal kapcsolatos kutatásokat egy amerikai szövetségi kormányzati projekt támogatásával, és évente körülbelül 400 millió amerikai dollárt fektetett be az űrhajósokon történő alkalmazás kutatásába.
Közzététel ideje: 2022. márc. 31.