Microfiltrare (MF)
Precizia filtrării variază între 0,1 și 50 microni. Microfiltrarea include diferite elemente filtrante din PP, elemente filtrante din carbon activ, elemente filtrante ceramice și așa mai departe. Elimină elementele periculoase din apă, cum ar fi microorganismele. Elementul filtrant este adesea nespălabil și este un material filtrant de unică folosință care trebuie înlocuit periodic.
①Miez de bumbac PP: în general utilizat doar pentru filtrare grosieră cu cerințe reduse pentru îndepărtarea particulelor mari, cum ar fi sedimentele și rugina din apă.
② Cărbune activ: Poate elimina diferitele culori și mirosuri din apă, dar nu poate îndepărta bacteriile din apă, iar efectul de îndepărtare a sedimentelor și ruginii este, de asemenea, foarte slab.
③Element filtrant ceramic: Precizia de filtrare mică este de numai 0,1 microni, iar debitul este de obicei mic, ceea ce nu este ușor de curățat.
Membrană de ultrafiltrare (UF)
O membrană filtrantă microporoasă are o gamă de dimensiuni nominale ale porilor de 0,001-0,02 microni și standarde consistente de dimensiune a porilor. Filtrarea cu membrană de ultrafiltrare este un proces de filtrare cu membrană care utilizează o membrană de ultrafiltrare cu diferență de presiune ca forță motrice. Majoritatea membranelor de ultrafiltrare sunt construite din fibre de acetat sau materiale polimerice cu caracteristici comparabile. Este potrivită pentru separarea și concentrarea substanțelor dizolvate în soluțiile de tratare și este adesea utilizată și pentru separarea suspensiilor coloidale care sunt dificil de finalizat folosind alte tehnici de separare, iar domeniile sale de aplicare sunt în continuă creștere.
Ultrafiltrarea cu membrană bazată pe diferența de presiune este clasificată în trei tipuri: filtrare cu membrană de ultrafiltrare, filtrare cu membrană microporoasă și filtrare cu membrană de osmoză inversă. Acestea se disting prin dimensiunea mică a particulelor sau greutatea moleculară pe care o poate menține stratul de membrană. Atunci când intervalul de dimensiuni nominale ale porilor membranei este utilizat ca standard de diferențiere, membrana microporoasă (MF) are un interval de dimensiuni nominale ale porilor de 0,02-10 m, membrana de ultrafiltrare (UF) are un interval de dimensiuni nominale ale porilor de 0,001-0,02 m, iar membrana de osmoză inversă (RO) are un interval de dimensiuni nominale ale porilor de 0,0001-0,001 m. Există mai multe elemente de control pentru pori, cum ar fi membranele de ultrafiltrare cu dimensiuni variabile ale porilor, iar distribuțiile dimensiunilor porilor pot fi generate pe baza tipului și concentrației soluției, precum și a condițiilor de evaporare și coagulare în timpul producerii membranei.
Harta fizică a ultrafiltrării
Membranele de ultrafiltrare sunt de obicei membrane de separare polimerice, materialele polimerice utilizate pentru membranele de ultrafiltrare constând în mare parte din derivați de celuloză, polisulfonă, poliacrilonitril, poliamidă și policarbonat. Membranele de ultrafiltrare sunt utilizate pe scară largă în industria farmaceutică, alimentară și de mediu și pot fi formate în membrane plate, membrane rulouri, membrane tubulare sau membrane cu fibre tubulare.
Membrana de ultrafiltrare a fost una dintre primele membrane de separare a polimerilor inventate, iar mașinile de ultrafiltrare au fost fabricate în anii 1960. Membranele de ultrafiltrare sunt utilizate pe scară largă în industrie și au apărut ca o nouă unitate de operare chimică. Sunt utilizate în separarea, concentrarea și purificarea produselor biologice, a produselor farmaceutice și a produselor alimentare, precum și ca dispozitive de tratare terminală în tratarea sângelui, tratarea apelor uzate și prepararea apei ultrapure.
Precizia de filtrare a nanofiltrării (NF) se situează între cea a ultrafiltrării și cea a osmozei inverse, iar rata de desalinizare este mai mică decât cea a osmozei inverse. Pe piață, exista o vorbă larg răspândită: nanofiltrarea este o osmoză inversă neglijentă. De fapt, aceasta este o idee tehnică înșelătoare.
Harta fizică a nanofiltrării
În conceptul actual de separare, nanofiltrarea este o membrană filtrantă care satisface efectul Daunan și are o respingere selectivă a ionilor, o membrană a cărei permeabilitate la clorură de sodiu este proporțională cu concentrația de clorură de sodiu și este mai mare de 0,4. Principalele sale aplicații sunt desalinizarea și concentrarea diferitelor lichide de intrare. Respingere de 0% NaCl observată folosind membrane de nanofiltrare la 30.000 ppm NaCl combinat cu alți ioni.
Osmoză inversă (RO): Precizia filtrării este de aproximativ 0,0001 microni și este o metodă de separare cu membrană de ultra-înaltă precizie, dezvoltată în Statele Unite la începutul anilor 1960, care utilizează presiune diferențială. Poate filtra practic toți contaminanții (atât dăunători, cât și utili) din apă, lăsând doar moleculele de apă. În majoritatea cazurilor, este utilizată în producerea de apă pură, apă ultrapură industrială și apă ultrapură medicală. Presurizarea și energia sunt necesare pentru tehnologia osmozei inverse.
RO este abrevierea de la „membrană de osmoză inversă” în limba engleză. Deoarece dimensiunea porilor membranei RO este de cinci milionimi de fir de păr (0,0001 microni), aceasta este în general invizibilă cu ochiul liber, iar bacteriile și virusurile sunt cele 5000 de microni pe care le conține. Prin urmare, doar moleculele de apă și anumiți ioni minerali benefici pentru organismul uman pot trece prin aceasta, iar alte impurități și metale grele sunt evacuate din conducta de apă uzată.
Principiul osmozei inverse:
În primul rând, trebuie să înțelegem ideea de „osmoză”. Osmoza este un proces fizic. Când două tipuri de apă cu săruri diferite sunt separate, cum ar fi printr-o barieră semipermeabilă, apa de pe partea cu mai puțină sare va pătrunde. Membrana intră în apa cu un conținut ridicat de sare, dar sarea nu pătrunde, ceea ce face ca concentrația de sare de pe ambele părți să se contopească progresiv până când se egalizează. Cu toate acestea, durează mult timp pentru a finaliza acest proces, care este cunoscut și sub numele de presiune osmotică.
Harta fizică a osmozei inverse
Totuși, dacă încercați să puneți presiune pe partea cu apă cu un conținut mare de sare, consecința ar putea limita și penetrarea menționată anterior, iar această presiune este cunoscută sub numele de presiune osmotică. Dacă presiunea este crescută, infiltrarea poate fi inversată, iar sarea va rămâne. Drept urmare, principiul desalinizării prin osmoză inversă este de a aplica o presiune mai mare decât presiunea osmotică naturală în apa sărată (cum ar fi apa brută), astfel încât osmoza să se desfășoare în direcția opusă, iar moleculele de apă din apa brută să fie presate pe cealaltă parte a membranei, rezultând apă curată, pentru a atinge scopul de a elimina impuritățile și sărurile din apă.
Originea osmozei inverse RO:
Un om de știință american a descoperit accidental, în 1950, că pescărușii supu o gură imensă de apă de mare de la suprafața mării atunci când zburau pe mare. După câteva secunde, vomitau o mică gură de apă de mare, ceea ce a stârnit îngrijorări, deoarece animalele de pe uscat respiră prin plămâni. Apa sărată cu conținut ridicat de sare nu poate fi consumată. După disecție, s-a descoperit că corpul pescărușului are un strat subțire. Pelicula este foarte precisă. Pescărușul inhalează apă sărată, care este ulterior comprimată, iar moleculele de apă trec prin peliculă sub efectul presiunii.
Aceasta este transformată în apă dulce, iar contaminanții și sarea extrem de concentrată din apa de mare sunt scuipați din gură. Aceasta este baza teoretică fundamentală a procesului de osmoză inversă, care a fost aplicat pentru prima dată echipamentelor de desalinizare în 1953 de către Universitatea din Florida. Dr. S. Sidney Lode, profesor la Facultatea de Medicină a Universității UCLA, a colaborat cu Dr. S. Soirirajan pentru a începe cercetările asupra membranelor de osmoză inversă în 2009, cu sprijinul unui proiect al guvernului federal american, și a investit aproximativ 400 de milioane de dolari americani pe an în cercetare pentru a le aplica la astronauți.
Data publicării: 31 martie 2022