Microfiltratie (MF)
De filternauwkeurigheid varieert van 0,1 tot 50 micron. Microfiltratie omvat verschillende PP-filterelementen, actievekoolfilterelementen, keramische filterelementen, enzovoort. Het filter verwijdert gevaarlijke elementen uit het water, zoals micro-organismen. Het filterelement is vaak niet wasbaar en is een eenmalig filtermateriaal dat regelmatig vervangen moet worden.
①PP-katoenen kern: wordt over het algemeen alleen gebruikt voor grove filtratie met lage vereisten om grote deeltjes zoals sediment en roest in water te verwijderen.
2 Actieve kool: Deze kool kan de verschillende kleuren en geuren uit het water verwijderen, maar kan de bacteriën in het water niet verwijderen. Bovendien is het verwijderingseffect van sediment en roest zeer slecht.
③Keramisch filterelement: De kleine filtratieprecisie bedraagt slechts 0,1 micron en de stroomsnelheid is doorgaans klein, waardoor het niet gemakkelijk te reinigen is.
Ultrafiltratiemembraan (UF)
Een microporeus filtermembraan heeft een poriegroottebereik van 0,001-0,02 micron en consistente poriegroottenormen. Ultrafiltratiemembraanfiltratie is een membraanfiltratieproces waarbij een ultrafiltratiemembraan wordt gebruikt met drukverschil als drijvende kracht. De meeste ultrafiltratiemembranen zijn gemaakt van acetaatvezels of polymeermaterialen met vergelijkbare eigenschappen. Het is geschikt voor de scheiding en concentratie van opgeloste stoffen in behandelingsoplossingen en wordt ook vaak gebruikt voor de scheiding van colloïdale suspensies die moeilijk te scheiden zijn met andere scheidingstechnieken. Het aantal toepassingsdomeinen neemt voortdurend toe.
Membraanultrafiltratie op basis van drukverschil wordt ingedeeld in drie typen: ultrafiltratiemembraanfiltratie, microporeuze membraanfiltratie en omgekeerde-osmosemembraanfiltratie. Ze onderscheiden zich door de kleine deeltjesgrootte of het molecuulgewicht dat de membraanlaag kan behouden. Wanneer het nominale poriegroottebereik van het membraan als onderscheidende standaard wordt gebruikt, heeft het microporeuze membraan (MF) een nominale poriegroottebereik van 0,02-10 μm, het ultrafiltratiemembraan (UF) een nominale poriegroottebereik van 0,001-0,02 μm en het omgekeerde-osmosemembraan (RO) een nominale poriegroottebereik van 0,0001-0,001 μm. Er zijn verschillende controle-elementen voor poriën, zoals ultrafiltratiemembranen met variërende poriegroottes, en poriegrootteverdelingen kunnen worden gegenereerd op basis van het type en de concentratie van de oplossing, evenals de verdampings- en coagulatieomstandigheden tijdens de membraanproductie.
Fysische kaart van ultrafiltratie
Ultrafiltratiemembranen zijn meestal polymeerscheidingsmembranen. De polymeermaterialen die voor ultrafiltratiemembranen worden gebruikt, bestaan meestal uit cellulosederivaten, polysulfon, polyacrylonitril, polyamide en polycarbonaat. Ultrafiltratiemembranen worden veel gebruikt in de farmaceutische, voedingsmiddelen- en milieu-industrie en kunnen worden gevormd tot vlakke membranen, rolmembranen, buisvormige membranen of hollevezelmembranen.
Het ultrafiltratiemembraan was een van de eerste polymeerscheidingsmembranen die werd uitgevonden en ultrafiltratiemachines werden in de jaren 60 geproduceerd. Ultrafiltratiemembranen worden veel gebruikt in de industrie en zijn uitgegroeid tot een nieuwe chemische eenheid. Ze worden gebruikt voor de scheiding, concentratie en zuivering van biologische producten, farmaceutische producten en voedingsmiddelen, en als terminale behandelingsapparatuur bij de behandeling van bloed, afvalwater en ultrapuur water.
De filtratieprecisie van nanofiltratie (NF) ligt tussen die van ultrafiltratie en omgekeerde osmose in, en de ontziltingsgraad is lager dan die van omgekeerde osmose. Op de markt was er een veelgehoorde uitspraak: nanofiltratie is slordige omgekeerde osmose. In werkelijkheid is dit een misleidende technische gedachte.
Fysische kaart van nanofiltratie
In het huidige scheidingsconcept is nanofiltratie een filtermembraan dat voldoet aan het Daunan-effect en selectieve ionenafstoting biedt. De natriumchloridepermeabiliteit is evenredig met de natriumchlorideconcentratie en bedraagt meer dan 0,4. De belangrijkste toepassingen zijn ontzilting en het concentreren van verschillende invoervloeistoffen. 0% NaCl-afstoting werd waargenomen met nanofiltratiemembranen bij 30.000 ppm NaCl gecombineerd met andere ionen.
Omgekeerde osmose (RO): De filtratienauwkeurigheid bedraagt ongeveer 0,0001 micron. Het is een uiterst nauwkeurige membraanscheidingsmethode die begin jaren 60 in de Verenigde Staten is ontwikkeld en gebruikmaakt van drukverschil. Het filtert vrijwel alle verontreinigingen (zowel schadelijke als nuttige) uit water, waardoor alleen watermoleculen overblijven. In de meeste gevallen wordt het gebruikt bij de productie van zuiver water, industrieel ultrapuur water en medisch ultrapuur water. Omgekeerde osmosetechnologie vereist druk en energie.
RO is de afkorting van Reverse Osmosis Membrane (omgekeerde osmosemembraan). Omdat de poriegrootte van een RO-membraan vijf miljoenste van een haar (0,0001 micron) bedraagt, is het over het algemeen onzichtbaar voor het blote oog. Bacteriën en virussen zijn slechts 5000 micrometer groot. Alleen watermoleculen en enkele mineraalionen die goed zijn voor het menselijk lichaam kunnen erdoorheen. Andere onzuiverheden en zware metalen worden via de afvalwaterleiding afgevoerd.
Het principe van omgekeerde osmose:
Allereerst moeten we het begrip "osmose" begrijpen. Osmose is een fysisch proces. Wanneer twee soorten water met verschillende zouten van elkaar worden gescheiden, bijvoorbeeld door een semi-permeabele barrière, zal het water aan de kant met het minste zout doordringen. Het membraan dringt het water met een hoog zoutgehalte binnen, maar het zout dringt niet door, waardoor de zoutconcentratie aan beide kanten geleidelijk samensmelt tot ze gelijk zijn. Het duurt echter lang om dit proces, dat ook wel osmotische druk wordt genoemd, te voltooien.
Omgekeerde osmose fysieke kaart
Probeer je echter druk uit te oefenen op de waterzijde met een hoog zoutgehalte, dan kan dit ook de bovengenoemde penetratie beperken. Deze druk staat bekend als osmotische druk. Als de druk wordt verhoogd, kan de infiltratie worden omgekeerd en blijft het zout achter. Het principe van omgekeerde osmose-ontzilting is dan ook om een druk toe te passen die groter is dan de natuurlijke osmotische druk in zout water (zoals ruw water), waardoor de osmose in de tegenovergestelde richting verloopt en de watermoleculen in het ruwe water naar de andere kant van het membraan worden gedrukt, wat resulteert in schoon water, om het doel te bereiken van het verwijderen van onzuiverheden en zouten uit het water.
De oorsprong van RO-omgekeerde osmose:
Een Amerikaanse wetenschapper ontdekte in 1950 bij toeval dat meeuwen een enorme mondvol zeewater van het zeeoppervlak zogen tijdens hun vlucht op zee. Na een paar seconden braakten ze een kleine mondvol zeewater uit, wat tot bezorgdheid leidde, omdat dieren op het land via hun longen ademen. Zout water met een hoog zoutgehalte kan niet worden geconsumeerd. Na dissectie werd ontdekt dat het lichaam van de meeuw een dunne laag heeft. De film is echt nauwkeurig. De meeuw inhaleert zout water, dat vervolgens wordt samengedrukt, en de watermoleculen passeren de film door de druk.
Het wordt omgezet in zoet water, waarna de verontreinigingen en het extreem geconcentreerde zout in het zeewater uit de mond worden gespuugd. Dit is de fundamentele theoretische onderbouwing van het omgekeerde-osmoseproces, dat in 1953 voor het eerst door de Universiteit van Florida werd toegepast op ontziltingsapparatuur. Dr. S. Sidney Lode, hoogleraar aan de medische faculteit van de Universiteit van Californië in Los Angeles, werkte in 2009 samen met Dr. S. Soirirajan om onderzoek te starten naar omgekeerde-osmosemembranen, met steun van een project van de Amerikaanse federale overheid. Hij investeerde jaarlijks ongeveer 400 miljoen dollar in onderzoek naar de toepassing ervan op astronauten.
Plaatsingstijd: 31-03-2022