Mikrofiltracija (MF)
Filtravimo tikslumas svyruoja nuo 0,1 iki 50 mikronų. Mikrofiltracija apima įvairius PP filtro elementus, aktyvuotos anglies filtro elementus, keraminius filtro elementus ir kt. Pašalina iš vandens pavojingus elementus, tokius kaip mikroorganizmai. Filtro elementas dažnai nėra plaunamas ir yra vienkartinė filtro medžiaga, kurią reikia reguliariai keisti.
①PP medvilnės šerdis: paprastai naudojama tik grubiam filtravimui, kai mažai reikia pašalinti dideles daleles, tokias kaip nuosėdos ir rūdys vandenyje.
2. Aktyvuota anglis: ji gali pašalinti skirtingas vandens spalvas ir kvapus, bet negali pašalinti bakterijų vandenyje, o nuosėdų ir rūdžių šalinimo efektas taip pat yra labai prastas.
3. Keraminis filtro elementas: mažas filtravimo tikslumas yra tik 0,1 mikrono, o srautas paprastai yra mažas, todėl jį sunku valyti.
Ultrafiltracijos membrana (UF)
Mikroporinės filtro membranos vardinis porų dydis yra 0,001–0,02 mikrono, o porų dydžio standartai yra pastovūs. Ultrafiltracijos membraninis filtravimas yra membraninio filtravimo procesas, kuriame naudojama ultrafiltracijos membrana, kurios varomoji jėga yra slėgio skirtumas. Dauguma ultrafiltracijos membranų yra pagamintos iš acetato pluoštų arba polimerinių medžiagų, turinčių panašias savybes. Ji tinka ištirpusių medžiagų atskyrimui ir koncentravimui apdorojimo tirpaluose, taip pat dažnai naudojama koloidinėms suspensijoms, kurias sunku atskirti naudojant kitus atskyrimo metodus, atskirti, o jos taikymo sritys nuolat plečiasi.
Membraninis ultrafiltravimas, pagrįstas slėgio skirtumu, skirstomas į tris tipus: ultrafiltracinį membraninį filtravimą, mikroporinį membraninį filtravimą ir atvirkštinio osmoso membraninį filtravimą. Jie išsiskiria mažu dalelių dydžiu arba molekuline mase, kurią gali išlaikyti membranos sluoksnis. Kai skiriamuoju standartu naudojamas membranos vardinis porų dydžio diapazonas, mikroporinės membranos (MF) vardinis porų dydžio diapazonas yra 0,02–10 μm, ultrafiltracijos membranos (UF) vardinis porų dydžio diapazonas yra 0,001–0,02 μm, o atvirkštinio osmoso membranos (RO) vardinis porų dydžio diapazonas yra 0,0001–0,001 μm. Yra keletas porų valdymo elementų, pavyzdžiui, ultrafiltracijos membranos su skirtingais porų dydžiais, o porų dydžio pasiskirstymas gali būti generuojamas pagal tirpalo tipą ir koncentraciją, taip pat garavimo ir koaguliacijos sąlygas membranos gamybos metu.
Ultrafiltracijos fizinis žemėlapis
Ultrafiltracijos membranos paprastai yra polimerinės atskyrimo membranos, o joms naudojamos polimerinės medžiagos daugiausia sudarytos iš celiuliozės darinių, polisulfono, poliakrilnitrilo, poliamido ir polikarbonato. Ultrafiltracijos membranos plačiai naudojamos farmacijos, maisto ir aplinkosaugos pramonės šakose ir gali būti suformuotos į plokščias membranas, ritinines membranas, vamzdines membranas arba tuščiavidurio pluošto membranas.
Ultrafiltracijos membrana buvo viena pirmųjų išrastų polimerų atskyrimo membranų, o ultrafiltracijos mašinos buvo pagamintos septintajame dešimtmetyje. Ultrafiltracijos membranos yra plačiai naudojamos pramonėje ir atsirado kaip nauja cheminių medžiagų gamybos operacija. Jos naudojamos biologinių produktų, farmacijos produktų ir maisto produktų atskyrimui, koncentravimui ir valymui, taip pat kaip galutinio apdorojimo įrenginiai kraujo valymui, nuotekų valymui ir itin gryno vandens ruošimui.
Nanofiltracijos (NF) filtravimo tikslumas yra tarp ultrafiltracijos ir atvirkštinio osmoso, o gėlinimo greitis yra mažesnis nei atvirkštinio osmoso. Rinkoje buvo plačiai paplitęs posakis: nanofiltracija yra aplaidus atvirkštinis osmosas. Tiesą sakant, tai yra apgaulinga techninė idėja.
Nanofiltracijos fizinis žemėlapis
Pagal tikrąją atskyrimo koncepciją, nanofiltracija yra filtro membrana, kuri atitinka Daunano efektą ir pasižymi selektyviu jonų atmetimu, membranos, kurios natrio chlorido pralaidumas yra proporcingas natrio chlorido koncentracijai ir yra didesnis nei 0,4. Pagrindinės jos taikymo sritys yra gėlinimas ir įvairių įeinančių skysčių koncentravimas. Naudojant nanofiltracijos membranas, esant 30 000 ppm NaCl kartu su kitais jonais, NaCl atmetimas buvo 0 %.
Atvirkštinis osmozė (RO): Filtravimo tikslumas yra apie 0,0001 mikrono, tai itin didelio tikslumo membraninio atskyrimo metodas, sukurtas Jungtinėse Valstijose septintojo dešimtmečio pradžioje, naudojant slėgio skirtumą. Jis gali išfiltruoti praktiškai visus vandenyje esančius teršalus (tiek kenksmingus, tiek naudingus), palikdamas tik vandens molekules. Daugeliu atvejų jis naudojamas gryno vandens, pramoninio itin gryno vandens ir medicininio itin gryno vandens gamyboje. Atvirkštinio osmoso technologijai reikalingas slėgis ir energija.
RO yra atvirkštinio osmoso membranos santrumpa anglų kalba. Kadangi RO membranos porų dydis yra penkios milijoninės plauko dalys (0,0001 mikrono), ji paprastai nematoma plika akimi, o bakterijos ir virusai yra 5000 mikronų. Todėl pro ją gali praeiti tik vandens molekulės ir kai kurie žmogaus organizmui naudingi mineralų jonai, o kitos priemaišos ir sunkieji metalai iš nuotekų vamzdžio išleidžiami.
Atvirkštinio osmoso principas:
Visų pirma, turime suprasti „osmoso“ sąvoką. Osmozė yra fizikinis procesas. Kai dviejų tipų vanduo su skirtinga druskų koncentracija yra atskirtas, pavyzdžiui, pusiau pralaidžiu barjeru, vanduo, esantis toje pusėje, kurioje yra mažiau druskos, prasiskverbia. Membrana patenka į vandenį su dideliu druskos kiekiu, tačiau druska neprasiskverbia, todėl druskos koncentracija abiejose pusėse palaipsniui susilieja, kol tampa lygi. Tačiau šiam procesui, kuris dar vadinamas osmosiniu slėgiu, užbaigti reikia daug laiko.
Atvirkštinio osmoso fizinis žemėlapis
Tačiau jei bandysite slėgti vandens pusę, kurioje yra didelis druskos kiekis, pasekmės taip pat gali apriboti minėtą prasiskverbimą, ir šis slėgis vadinamas osmosiniu slėgiu. Padidinus slėgį, infiltracija gali būti atvirkštinė, o druska liks. Todėl atvirkštinio osmoso gėlinimo principas yra taikyti slėgį, didesnį nei natūralus osmosinis slėgis sūriame vandenyje (pvz., neapdorotame vandenyje), kad osmozė vyktų priešinga kryptimi, o vandens molekulės neapdorotame vandenyje būtų spaudžiamos į kitą membranos pusę, taip gaunant švarų vandenį, siekiant pašalinti iš vandens priemaišas ir druskas.
RO atvirkštinio osmoso kilmė:
Amerikiečių mokslininkas 1950 m. atsitiktinai atrado, kad kirai, skrisdami jūroje, nuo jūros paviršiaus išsiurbia didžiulį gurkšnį jūros vandens. Po kelių sekundžių jie išvėmė nedidelį gurkšnį jūros vandens, o tai sukėlė susirūpinimą, nes sausumoje gyvūnai kvėpuoja plaučiais. Didelio druskos kiekio sūraus vandens negalima gerti. Atlikus skrodimą, buvo nustatyta, kad kiro kūnas turi ploną sluoksnį. Plėvelė yra tikrai tiksli. Kiras įkvepia sūraus vandens, kuris vėliau suspaudžiamas, o dėl slėgio vandens molekulės prasiskverbia pro plėvelę.
Jis paverčiamas gėlu vandeniu, o teršalai ir itin koncentruota jūros vandenyje esanti druska išspjaunama pro burną. Tai yra pagrindinis teorinis atvirkštinio osmoso proceso, kurį pirmą kartą gėlinimo įrangoje 1953 m. pritaikė Floridos universitetas, pagrindas. UCLA universiteto Medicinos mokyklos profesorius dr. S. Sidney Lode bendradarbiavo su dr. S. Soirirajanu, kad 2009 m., remiamas JAV federalinės vyriausybės projekto, pradėtų atvirkštinio osmoso membranų tyrimus, ir kasmet investavo apie 400 mln. JAV dolerių į tyrimus, skirtus pritaikyti juos astronautams.
Įrašo laikas: 2022 m. kovo 31 d.