Mikrofiltrasi (MF)
Presisi penyaringan berkisar antara 0,1 hingga 50 mikron. Mikrofiltrasi mencakup berbagai elemen filter PP, elemen filter karbon aktif, elemen filter keramik, dan sebagainya. Mikrofiltrasi menghilangkan unsur-unsur berbahaya dari air, seperti mikroorganisme. Elemen filter seringkali tidak dapat dicuci dan merupakan material filter sekali pakai yang harus diganti secara berkala.
①Inti kapas PP: umumnya hanya digunakan untuk penyaringan kasar dengan persyaratan rendah untuk menghilangkan partikel besar seperti sedimen dan karat dalam air.
②Karbon aktif: Dapat menghilangkan berbagai warna dan bau dalam air, tetapi tidak dapat menghilangkan bakteri dalam air, dan efek penghilangan sedimen dan karat juga sangat buruk.
③Elemen filter keramik: Presisi penyaringan kecil hanya 0,1 mikron, dan laju aliran biasanya kecil, yang tidak mudah dibersihkan.
Membran Ultrafiltrasi (UF)
Membran filter mikropori memiliki rentang ukuran pori terukur 0,001-0,02 mikron dan standar ukuran pori yang konsisten. Filtrasi membran ultrafiltrasi adalah proses filtrasi membran yang menggunakan membran ultrafiltrasi dengan perbedaan tekanan sebagai penggeraknya. Mayoritas membran ultrafiltrasi terbuat dari serat asetat atau bahan polimer dengan karakteristik yang sebanding. Membran ini cocok untuk pemisahan dan pemekatan zat terlarut dalam larutan pengolahan, dan juga sering digunakan untuk pemisahan suspensi koloid yang sulit diselesaikan menggunakan teknik pemisahan lain, dan bidang aplikasinya terus berkembang.
Ultrafiltrasi membran berdasarkan perbedaan tekanan diklasifikasikan menjadi tiga jenis: filtrasi membran ultrafiltrasi, filtrasi membran mikropori, dan filtrasi membran osmosis balik. Ketiga jenis ini dibedakan berdasarkan ukuran partikel atau berat molekul yang sangat kecil yang dapat dipertahankan oleh lapisan membran. Jika rentang ukuran pori terukur membran digunakan sebagai standar pembeda, membran mikropori (MF) memiliki rentang ukuran pori terukur 0,02-10 m, membran ultrafiltrasi (UF) memiliki rentang ukuran pori terukur 0,001-0,02 m, dan membran osmosis balik (RO) memiliki rentang ukuran pori terukur 0,0001-0,001 m. Terdapat beberapa elemen kontrol untuk pori, seperti membran ultrafiltrasi dengan ukuran pori yang bervariasi, dan distribusi ukuran pori dapat dihasilkan berdasarkan jenis dan konsentrasi larutan, serta kondisi penguapan dan koagulasi selama produksi membran.
Peta fisik ultra-filtrasi
Membran ultrafiltrasi umumnya merupakan membran pemisah polimer, dengan material polimer yang digunakan untuk membran ultrafiltrasi sebagian besar terdiri dari turunan selulosa, polisulfon, poliakrilonitril, poliamida, dan polikarbonat. Membran ultrafiltrasi banyak digunakan dalam industri farmasi, makanan, dan lingkungan, serta dapat dibentuk menjadi membran datar, membran rol, membran tubular, atau membran serat berongga.
Membran ultrafiltrasi merupakan salah satu membran pemisah polimer pertama yang ditemukan, dan mesin ultrafiltrasi diproduksi pada tahun 1960-an. Membran ultrafiltrasi banyak digunakan dalam industri dan telah muncul sebagai unit operasi kimia baru. Membran ini digunakan dalam pemisahan, pemekatan, dan pemurnian produk biologis, produk farmasi, dan makanan, serta perangkat pengolahan terminal dalam pengolahan darah, pengolahan air limbah, dan pengolahan air ultra murni.
Presisi filtrasi nanofiltrasi (NF) berada di antara ultrafiltrasi dan osmosis terbalik, dan laju desalinasinya lebih rendah daripada osmosis terbalik. Di pasaran, terdapat pepatah yang tersebar luas: nanofiltrasi adalah osmosis terbalik yang ceroboh. Sebenarnya, ini adalah konsep teknis yang menyesatkan.
Peta fisik nanofiltrasi
Dalam konsep pemisahan yang sebenarnya, nanofiltrasi adalah membran filter yang memenuhi efek Daunan dan memiliki rejeksi ion selektif, yaitu membran yang permeabilitas natrium kloridanya sebanding dengan konsentrasi natrium klorida dan lebih dari 0,4. Aplikasi utamanya adalah desalinasi dan konsentrasi berbagai cairan masukan. Rejeksi NaCl 0% diamati menggunakan membran nanofiltrasi pada konsentrasi NaCl 30.000 ppm yang dikombinasikan dengan ion-ion lain.
Osmosis terbalik (RO): Akurasi filtrasinya sekitar 0,0001 mikron, dan merupakan metode pemisahan membran berpresisi ultra-tinggi yang dikembangkan di Amerika Serikat pada awal 1960-an dengan menggunakan tekanan diferensial. Metode ini dapat menyaring hampir semua kontaminan (baik yang berbahaya maupun bermanfaat) dalam air, sehingga hanya menyisakan molekul air. Umumnya, metode ini digunakan dalam produksi air murni, air ultra murni industri, dan air ultra murni medis. Teknologi osmosis terbalik membutuhkan tekanan dan energi.
RO adalah singkatan dari membran Reverse Osmosis (RO). Karena ukuran pori membran RO adalah seperlima juta helai rambut (0,0001 mikron), umumnya tidak terlihat oleh mata telanjang, dan bakteri serta virus berada di antara 5000 mikron. Oleh karena itu, hanya molekul air dan beberapa ion mineral yang bermanfaat bagi tubuh manusia yang dapat melewatinya, sementara kotoran dan logam berat lainnya dibuang melalui pipa air limbah.
Prinsip osmosis terbalik:
Pertama dan terpenting, kita harus memahami konsep "osmosis". Osmosis adalah proses fisika. Ketika dua jenis air dengan kadar garam yang berbeda dipisahkan, misalnya oleh penghalang semipermeabel, air di sisi dengan kadar garam lebih rendah akan terlihat meresap. Membran memasuki air dengan kadar garam tinggi, tetapi garamnya tidak meresap, menyebabkan konsentrasi garam di kedua sisi secara bertahap menyatu hingga mencapai konsentrasi yang sama. Namun, proses ini membutuhkan waktu yang lama, yang juga dikenal sebagai tekanan osmotik.
Peta fisik osmosis terbalik
Namun, jika Anda mencoba memberikan tekanan pada sisi air dengan kandungan garam yang tinggi, akibatnya dapat membatasi penetrasi yang telah disebutkan sebelumnya, dan tekanan ini dikenal sebagai tekanan osmotik. Jika tekanan dinaikkan, infiltrasi dapat dibalik, dan garam akan tetap ada. Oleh karena itu, prinsip desalinasi osmosis terbalik adalah memberikan tekanan yang lebih besar daripada tekanan osmotik alami dalam air asin (seperti air baku), sehingga osmosis berlangsung dalam arah yang berlawanan, dan molekul-molekul air dalam air baku terdorong ke sisi lain membran, menghasilkan air bersih, untuk mencapai tujuan menghilangkan pengotor dan garam dari air.
Asal usul RO reverse osmosis:
Seorang ilmuwan Amerika, secara tidak sengaja menemukan pada tahun 1950 bahwa burung camar menyedot air laut dalam jumlah besar dari permukaan laut saat terbang di laut. Mereka memuntahkan sedikit air laut setelah beberapa detik, yang menimbulkan kekhawatiran karena hewan di darat bernapas melalui paru-paru. Air garam dengan kadar garam tinggi tidak dapat dikonsumsi. Setelah dibedah, ditemukan bahwa tubuh burung camar memiliki lapisan tipis. Lapisan film ini benar-benar presisi. Burung camar menghirup air asin, yang kemudian dikompresi, dan molekul air melewati lapisan film tersebut karena efek tekanan.
Air laut diubah menjadi air tawar, dan kontaminan serta garam yang sangat pekat di dalam air laut dimuntahkan. Inilah landasan teori fundamental dari proses osmosis terbalik, yang pertama kali diterapkan pada peralatan desalinasi pada tahun 1953 oleh Universitas Florida. Dr. S. Sidney Lode, seorang profesor di Fakultas Kedokteran Universitas UCLA, berkolaborasi dengan Dr. S. Soirirajan untuk memulai penelitian tentang membran osmosis terbalik pada tahun 2009, dengan dukungan proyek pemerintah federal AS, dan menginvestasikan sekitar $400 juta dolar AS per tahun untuk penelitian penerapannya pada astronot.
Waktu posting: 31-Mar-2022