Mikrofiltrācija (MF)
Filtrēšanas precizitāte ir no 0,1 līdz 50 mikroniem. Mikrofiltrācija ietver dažādus PP filtra elementus, aktivētās ogles filtra elementus, keramikas filtra elementus utt. No ūdens noņem bīstamus elementus, piemēram, mikroorganismus. Filtra elements bieži vien nav mazgājams, un tas ir vienreiz lietojams filtra materiāls, kas regulāri jānomaina.
①PP kokvilnas serde: parasti izmanto tikai rupjai filtrēšanai ar zemām prasībām, lai no ūdens atdalītu lielas daļiņas, piemēram, nogulsnes un rūsu.
2. Aktivētā ogle: tā var novērst dažādas krāsas un smakas ūdenī, bet tā nevar noņemt baktērijas ūdenī, un arī nogulumu un rūsas noņemšanas efekts ir ļoti vājš.
3. Keramikas filtra elements: maza filtrācijas precizitāte ir tikai 0,1 mikrons, un plūsmas ātrums parasti ir mazs, ko nav viegli tīrīt.
Ultrafiltrācijas membrāna (UF)
Mikroporainas filtra membrānas nominālais poru izmērs ir 0,001–0,02 mikroni, un tai ir konsekventi poru izmēru standarti. Ultrafiltrācijas membrānas filtrācija ir membrānas filtrācijas process, kurā tiek izmantota ultrafiltrācijas membrāna, kuras virzītājspēks ir spiediena starpība. Lielākā daļa ultrafiltrācijas membrānu ir izgatavotas no acetāta šķiedrām vai polimēru materiāliem ar salīdzināmām īpašībām. Tā ir piemērota izšķīdušo vielu atdalīšanai un koncentrēšanai apstrādes šķīdumos, un to bieži izmanto arī koloīdu suspensiju atdalīšanai, kuras ir grūti pabeigt, izmantojot citas atdalīšanas metodes, un tās pielietojuma jomas nepārtraukti paplašinās.
Membrānas ultrafiltrācija, kuras pamatā ir spiediena starpība, tiek iedalīta trīs veidos: ultrafiltrācijas membrānas filtrācija, mikroporainā membrānas filtrācija un reversās osmozes membrānas filtrācija. Tās atšķiras ar sīko daļiņu izmēru vai molekulmasu, ko membrānas slānis var saglabāt. Ja par atšķirības standartu izmanto membrānas nominālo poru izmēru diapazonu, mikroporainajai membrānai (MF) ir nominālais poru izmērs 0,02–10 μm, ultrafiltrācijas membrānai (UF) ir nominālais poru izmērs 0,001–0,02 μm, un reversās osmozes membrānai (RO) ir nominālais poru izmērs 0,0001–0,001 μm. Ir vairāki poru kontroles elementi, piemēram, ultrafiltrācijas membrānas ar dažādu poru izmēru, un poru izmēru sadalījumu var ģenerēt, pamatojoties uz šķīduma veidu un koncentrāciju, kā arī iztvaikošanas un koagulācijas apstākļiem membrānas ražošanas laikā.
Ultrafiltrācijas fizikālā karte
Ultrafiltrācijas membrānas parasti ir polimēru atdalīšanas membrānas, un ultrafiltrācijas membrānās izmantotie polimēru materiāli galvenokārt sastāv no celulozes atvasinājumiem, polisulfona, poliakrilnitrila, poliamīda un polikarbonāta. Ultrafiltrācijas membrānas plaši izmanto farmācijas, pārtikas un vides rūpniecībā, un tās var veidot plakanās membrānās, ruļļu membrānās, cauruļveida membrānās vai dobu šķiedru membrānās.
Ultrafiltrācijas membrāna bija viena no pirmajām polimēru atdalīšanas membrānām, kas tika izgudrota, un ultrafiltrācijas iekārtas tika ražotas 20. gs. sešdesmitajos gados. Ultrafiltrācijas membrānas tiek plaši izmantotas rūpniecībā un ir parādījušās kā jauna ķīmiskās ražošanas iekārta. Tās izmanto bioloģisko produktu, farmaceitisko preču un pārtikas produktu atdalīšanā, koncentrēšanā un attīrīšanā, kā arī terminālajās apstrādes ierīcēs asins attīrīšanā, notekūdeņu attīrīšanā un īpaši tīra ūdens sagatavošanā.
Nanofiltrācijas (NF) filtrācijas precizitāte ir starp ultrafiltrācijas un reversās osmozes precizitāti, un atsāļošanas ātrums ir zemāks nekā reversās osmozes gadījumā. Tirgū bija plaši izplatīts teiciens: nanofiltrācija ir pavirša reversā osmoze. Patiesībā šis tehniskais priekšstats ir maldinošs.
Nanofiltrācijas fizikālā karte
Faktiskajā atdalīšanas koncepcijā nanofiltrācija ir filtra membrāna, kas atbilst Daunana efektam un kurai ir selektīva jonu atgrūšana, membrāna, kuras nātrija hlorīda caurlaidība ir proporcionāla nātrija hlorīda koncentrācijai un ir lielāka par 0,4. Tās galvenie pielietojumi ir atsāļošana un dažādu ievades šķidrumu koncentrēšana. Izmantojot nanofiltrācijas membrānas ar 30 000 ppm NaCl kombinācijā ar citiem joniem, novērota 0% NaCl atgrūšana.
Reversā osmoze (RO): Filtrēšanas precizitāte ir aptuveni 0,0001 mikrons, un tā ir īpaši augstas precizitātes membrānas atdalīšanas metode, kas tika izstrādāta Amerikas Savienotajās Valstīs 20. gs. sešdesmito gadu sākumā, izmantojot diferenciālo spiedienu. Tā var filtrēt praktiski visus ūdenī esošos piesārņotājus (gan kaitīgos, gan labvēlīgos), atstājot tikai ūdens molekulas. Vairumā gadījumu to izmanto tīra ūdens, rūpnieciski īpaši tīra ūdens un medicīniski īpaši tīra ūdens ražošanā. Reversās osmozes tehnoloģijai ir nepieciešams spiediens un enerģija.
RO ir reversās osmozes membrānas saīsinājums angļu valodā. Tā kā RO membrānas poru izmērs ir piecas miljonās daļas mata (0,0001 mikrons), tā parasti nav redzama ar neapbruņotu aci, un baktērijas un vīrusi ir tikai 5000 mikronu. Tāpēc caur to var iziet tikai ūdens molekulas un daži minerālu joni, kas ir labvēlīgi cilvēka organismam, bet citi piemaisījumi un smagie metāli tiek izvadīti no notekūdeņu caurules.
Reversās osmozes princips:
Pirmkārt un galvenokārt, mums ir jāsaprot "osmozes" jēdziens. Osmoze ir fizisks process. Kad divu veidu ūdens ar atšķirīgu sāļu saturu tiek atdalīti, piemēram, ar daļēji caurlaidīgu barjeru, ūdens pusē ar mazāku sāls saturu iesūcas. Membrāna iekļūst ūdenī ar augstu sāls saturu, bet sāls neiesūcas, kā rezultātā sāls koncentrācija abās pusēs pakāpeniski saplūst, līdz tā ir vienāda. Tomēr šī procesa pabeigšanai nepieciešams ilgs laiks, ko sauc arī par osmotisko spiedienu.
Reversās osmozes fiziskā karte
Tomēr, ja mēģināt radīt spiedienu ūdens pusē ar lielu sāls saturu, sekas var arī ierobežot iepriekšminēto iesūkšanos, un šo spiedienu sauc par osmotisko spiedienu. Ja spiediens tiek paaugstināts, infiltrāciju var mainīt, un sāls paliks. Tā rezultātā reversās osmozes atsāļošanas princips ir pielietot spiedienu, kas ir lielāks par dabisko osmotisko spiedienu sāļā ūdenī (piemēram, neapstrādātā ūdenī), lai osmoze notiktu pretējā virzienā un neapstrādātā ūdenī esošās ūdens molekulas tiktu piespiestas membrānas otrai pusei, kā rezultātā tiek iegūts tīrs ūdens, lai sasniegtu mērķi – no ūdens noņemt piemaisījumus un sāļus.
RO reversās osmozes izcelsme:
Amerikāņu zinātnieks 1950. gadā nejauši atklāja, ka kaijas, lidojot jūrā, iesūc milzīgu muti jūras ūdens no jūras virsmas. Pēc dažām sekundēm tās izvemj nelielu muti jūras ūdens, kas rada bažas, jo dzīvnieki uz sauszemes elpo caur plaušām. Sālsūdeni ar augstu sāls saturu nedrīkst lietot uzturā. Pēc preparēšanas tika atklāts, ka kaijas ķermenim ir plāns slānis. Plēvīte ir patiešām precīza. Kaija ieelpo sālsūdeni, kas pēc tam tiek saspiests, un ūdens molekulas spiediena ietekmē iziet cauri plēvei.
Tas tiek pārvērsts saldūdenī, un jūras ūdenī esošie piesārņotāji un ārkārtīgi koncentrētais sāls tiek izspļauti pa muti. Šis ir reversās osmozes procesa fundamentālais teorētiskais pamatojums, ko pirmo reizi atsāļošanas iekārtām 1953. gadā pielietoja Floridas Universitāte. Dr. S. Sidnijs Lods, UCLA Universitātes Medicīnas skolas profesors, sadarbojās ar Dr. S. Soiriradžanu, lai 2009. gadā ar ASV federālās valdības projekta atbalstu sāktu pētījumus par reversās osmozes membrānām, un ieguldīja aptuveni 400 miljonus ASV dolāru gadā pētījumos, lai to pielietotu astronautiem.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 31. marts