Микрофилтрација (МФ)
Прецизност филтрирања креће се између 0,1 и 50 микрона. Микрофилтрација укључује различите ПП филтер елементе, филтер елементе од активног угља, керамичке филтер елементе и тако даље. Уклања опасне елементе из воде, попут микроорганизама. Филтер елемент се често не може прати и представља једнократни филтер материјал који се мора редовно мењати.
①ПП памучно језгро: генерално се користи само за грубу филтрацију са ниским захтевима за уклањање великих честица као што су седимент и рђа у води.
②Активни угаљ: Може елиминисати различите боје и мирисе у води, али не може уклонити бактерије у води, а ефекат уклањања седимента и рђе је такође веома лош.
③Керамички филтерски елемент: Мала прецизност филтрације је само 0,1 микрона, а проток је обично мали, што није лако за чишћење.
Ултрафилтрациона мембрана (UF)
Микропорозна филтерска мембрана има номинални распон величине пора од 0,001-0,02 микрона и конзистентне стандарде величине пора. Ултрафилтрациона мембранска филтрација је процес мембранске филтрације који користи ултрафилтрациону мембрану са разликом притиска као покретачком снагом. Већина ултрафилтрационих мембрана је направљена од ацетатних влакана или полимерних материјала са упоредивим карактеристикама. Погодна је за раздвајање и концентровање растворених материја у растворима за третман, а често се користи и за раздвајање колоидних суспензија које је тешко завршити коришћењем других техника раздвајања, а њене области примене стално расту.
Мембранска ултрафилтрација заснована на разлици притиска класификује се у три типа: ултрафилтрациона мембранска филтрација, микропорозна мембранска филтрација и филтрација реверзном осмозом. Разликују се по ситној величини честица или молекулској тежини коју мембрански слој може да одржи. Када се номинални распон величине пора мембране користи као стандард за разликовање, микропорозна мембрана (MF) има номинални распон величине пора од 0,02-10 μm, ултрафилтрациона мембрана (UF) има номинални распон величине пора од 0,001-0,02 μm, а реверзна осмотична мембрана (RO) има номинални распон величине пора од 0,0001-0,001 μm. Постоји неколико контролних елемената за поре, као што су ултрафилтрационе мембране са различитим величинама пора, а расподела величине пора може се генерисати на основу врсте и концентрације раствора, као и услова испаравања и коагулације током производње мембране.
Физичка мапа ултрафилтрације
Ултрафилтрационе мембране су обично полимерне мембране за раздвајање, при чему се полимерни материјали који се користе за ултрафилтрационе мембране углавном састоје од деривата целулозе, полисулфона, полиакрилонитрила, полиамида и поликарбоната. Ултрафилтрационе мембране се широко користе у фармацеутској, прехрамбеној и еколошкој индустрији и могу се обликовати у равне мембране, ролне мембране, цевасте мембране или мембране од шупљих влакана.
Ултрафилтрациона мембрана била је једна од првих мембрана за раздвајање полимера која је изумљена, а машине за ултрафилтрацију произведене су 1960-их. Ултрафилтрационе мембране се широко користе у индустрији и појавиле су се као нова хемијска јединична операција. Користе се у раздвајању, концентрацији и пречишћавању биолошких производа, фармацеутске робе и прехрамбених производа, као и у терминалним уређајима за третман крви, пречишћавању отпадних вода и припреми ултрачисте воде.
Прецизност филтрације нанофилтрације (НФ) је између ултрафилтрације и реверзне осмозе, а брзина десалинизације је нижа од реверзне осмозе. На тржишту је постојала широко распрострањена изрека: нанофилтрација је немарна реверзна осмоза. Заправо, ово је обмањујућа техничка идеја.
Физичка мапа нанофилтрације
У стварном концепту сепарације, нанофилтрација је филтерска мембрана која задовољава Даунанов ефекат и има селективно одбацивање јона, мембрана чија је пропустљивост натријум хлорида пропорционална концентрацији натријум хлорида и већа је од 0,4. Њене примарне примене су десалинизација и концентрација различитих улазних течности. 0% одбацивање NaCl примећено је коришћењем нанофилтрационих мембрана при 30.000 ppm NaCl у комбинацији са другим јонима.
Реверзна осмоза (RO): Тачност филтрације је око 0,0001 микрона, и то је ултра-прецизна метода мембранске сепарације развијена у Сједињеним Државама почетком 1960-их која користи диференцијални притисак. Може да филтрира практично све загађиваче (и штетне и корисне) у води, остављајући само молекуле воде. У већини случајева, користи се у производњи чисте воде, индустријске ултрачисте воде и медицинске ултрачисте воде. За технологију реверзне осмозе потребни су притисак и енергија.
RO је скраћеница од Reversed Osmosis Membrane (мембрана за реверзну осмозу). Пошто је величина пора RO мембране пет милионитих делова длаке (0,0001 микрона), она је генерално невидљива голим оком, а бактерије и вируси су њених 5000. Стога, само молекули воде и неки минерални јони који су корисни за људски организам могу да прођу, док се друге нечистоће и тешки метали испуштају из цеви за отпадне воде.
Принцип реверзне осмозе:
Пре свега, морамо схватити идеју „осмозе“. Осмоза је физички процес. Када се две врсте воде са различитим солима раздвоје, на пример полупропусном баријером, вода на страни са мање соли ће проћи. Мембрана улази у воду са високим садржајем соли, али со не продире, што узрокује да се концентрација соли на обе стране постепено спаја док се не изједначи. Међутим, потребно је дуго времена да се овај процес заврши, што је познато и као осмотски притисак.
Физичка мапа реверзне осмозе
Међутим, ако покушате да извршите притисак на страни воде са великим садржајем соли, последица може ограничити и горе поменуто продирање, а овај притисак је познат као осмотски притисак. Ако се притисак повећа, инфилтрација се може обрнути, а со ће остати. Као резултат тога, принцип десалинизације реверзном осмозом је примена притиска већег од природног осмотског притиска у сланој води (као што је сирова вода), тако да осмоза тече у супротном смеру, а молекули воде у сировој води се притискају на другу страну мембране, што резултира чистом водом, како би се постигао циљ уклањања нечистоћа и соли из воде.
Порекло RO реверзне осмозе:
Амерички научник је случајно 1950. године открио да галебови усисавају огроман залогај морске воде са површине мора када лете на мору. Повраћали би мали залогај морске воде након неколико секунди, што је изазвало забринутост јер животиње на копну дишу плућима. Слана вода са високим садржајем соли не може се конзумирати. Након дисекције, откривено је да тело галеба има танак слој. Филм је заиста прецизан. Галеб удише слану воду, која се потом компримује, а молекули воде пролазе кроз филм због дејства притиска.
Претвара се у слатку воду, а загађивачи и изузетно концентрована со у морској води се испљују из уста. Ово је фундаментална теоријска основа процеса реверзне осмозе, који је први пут примењен на опрему за десалинизацију 1953. године на Универзитету Флориде. Др С. Сидни Лоде, професор Медицинског факултета Универзитета UCLA, сарађивао је са др С. Соирирајаном како би започео истраживање мембрана за реверзну осмозу 2009. године, уз подршку пројекта савезне владе САД, и улагао је приближно 400 милиона америчких долара годишње у истраживање како би се применио на астронауте.
Време објаве: 31. март 2022.