Mikrofiltrering (MF)
Filtreringsnoggrannheten varierar mellan 0,1 och 50 mikron. Mikrofiltrering inkluderar olika PP-filterelement, aktivt kolfilterelement, keramiska filterelement och så vidare. Avlägsnar farliga ämnen från vatten, som mikroorganismer. Filterelementet är ofta inte tvättbart och är ett engångsfiltermaterial som måste bytas ut regelbundet.
①PP-bomullskärna: används vanligtvis endast för grovfiltrering med låga krav på att avlägsna stora partiklar som sediment och rost i vatten.
②Aktivt kol: Det kan eliminera olika färger och lukter i vattnet, men det kan inte ta bort bakterierna i vattnet, och borttagningseffekten av sediment och rost är också mycket dålig.
③Keramiskt filterelement: Den lilla filtreringsnoggrannheten är endast 0,1 mikron, och flödeshastigheten är vanligtvis liten, vilket är svårt att rengöra.
Ultrafiltreringsmembran (UF)
Ett mikroporöst filtermembran har en nominell porstorlek på 0,001–0,02 mikron och konsekventa porstorleksstandarder. Ultrafiltreringsmembranfiltrering är en membranfiltreringsprocess som använder ett ultrafiltreringsmembran med tryckskillnad som drivkraft. Majoriteten av ultrafiltreringsmembran är konstruerade av acetatfibrer eller polymermaterial med jämförbara egenskaper. Det är lämpligt för separation och koncentrering av lösta ämnen i behandlingslösningar, och det används också ofta för separation av kolloidala suspensioner som är svåra att färdigställa med andra separationstekniker, och dess tillämpningsområden växer ständigt.
Membranultrafiltrering baserad på tryckskillnad klassificeras i tre typer: ultrafiltreringsmembranfiltrering, mikroporös membranfiltrering och omvänd osmosmembranfiltrering. De kännetecknas av den lilla partikelstorlek eller molekylvikt som membranlagret kan bibehålla. När membranets nominella porstorlek används som särskiljande standard har det mikroporösa membranet (MF) ett nominellt porstorleksområde på 0,02–10 m, ultrafiltreringsmembranet (UF) har ett nominellt porstorleksområde på 0,001–0,02 m, och omvänd osmosmembranet (RO) har ett nominellt porstorleksområde på 0,0001–0,001 m. Det finns flera kontrollelement för porer, såsom ultrafiltreringsmembran med varierande porstorlekar, och porstorleksfördelningar kan genereras baserat på lösningens typ och koncentration, samt avdunstnings- och koaguleringsförhållanden under membranproduktionen.
Ultrafiltrerings fysisk karta
Ultrafiltreringsmembran är vanligtvis polymerseparationsmembran, där de polymermaterial som används för ultrafiltreringsmembran mestadels består av cellulosaderivat, polysulfon, polyakrylonitril, polyamid och polykarbonat. Ultrafiltreringsmembran används ofta inom läkemedels-, livsmedels- och miljöindustrin och kan formas till plana membran, rullmembran, rörformiga membran eller hålfibermembran.
Ultrafiltreringsmembranet var ett av de första polymerseparationsmembranen som uppfanns, och ultrafiltreringsmaskiner tillverkades på 1960-talet. Ultrafiltreringsmembran används i stor utsträckning inom industrin och har framstått som en ny kemisk enhetsoperation. Det används för separation, koncentrering och rening av biologiska produkter, läkemedel och livsmedel, samt för slutbehandlingsanordningar vid blodbehandling, avloppsrening och beredning av ultrarent vatten.
Filtreringsprecisionen för nanofiltrering (NF) ligger mellan ultrafiltreringens och omvänd osmosens, och avsaltningshastigheten är lägre än för omvänd osmos. På marknaden fanns det ett utbrett talesätt: nanofiltrering är slarvig omvänd osmos. Detta är faktiskt en vilseledande teknisk idé.
Fysisk karta över nanofiltrering
I det faktiska separationskonceptet är nanofiltrering ett filtermembran som uppfyller Daunan-effekten och har selektiv jonavstötning, ett membran vars natriumkloridpermeabilitet är proportionell mot natriumkloridkoncentrationen och är mer än 0,4. Dess primära tillämpningar är avsaltning och koncentrationen av olika ingående vätskor. 0 % NaCl-avstötning observerades med nanofiltreringsmembran vid 30 000 ppm NaCl i kombination med andra joner.
Omvänd osmos (RO): Filtreringsnoggrannheten är cirka 0,0001 mikron, och det är en ultrahögprecisionsmembranseparationsmetod som utvecklades i USA i början av 1960-talet med hjälp av differentialtryck. Den kan filtrera bort praktiskt taget alla föroreningar (både skadliga och nyttiga) i vatten, vilket bara lämnar vattenmolekyler. I de flesta fall används den vid produktion av rent vatten, industriellt ultrarent vatten och medicinskt ultrarent vatten. Trycksättning och energi krävs för omvänd osmosteknik.
RO är förkortningen för Reverse Osmosis membrane på engelska. Eftersom porstorleken hos ett RO-membran är fem miljontedelar av ett hårstrå (0,0001 mikron) är det i allmänhet osynligt för blotta ögat, och bakterier och virus är dess 5000. Därför kan endast vattenmolekyler och vissa mineraljoner som är gynnsamma för människokroppen passera igenom, och andra föroreningar och tungmetaller släpps ut från avloppsröret.
Principen för omvänd osmos:
Först och främst måste vi förstå konceptet "osmos". Osmos är en fysikalisk process. När två typer av vatten med olika salter separeras, till exempel genom en semipermeabel barriär, kommer vattnet på sidan med mindre salt att tränga igenom. Membranet kommer in i vattnet med hög salthalt, men saltet tränger inte igenom, vilket gör att saltkoncentrationen på båda sidor gradvis smälter samman tills de är lika. Det tar dock lång tid att slutföra denna process, som också kallas osmotiskt tryck.
Omvänd osmos fysisk karta
Om man däremot försöker lägga ett tryck på vattensidan med hög salthalt kan konsekvensen också begränsa den ovannämnda penetrationen, och detta tryck kallas osmotiskt tryck. Om trycket höjs kan infiltrationen reverseras och saltet stannar kvar. Principen för avsaltning med omvänd osmos är därför att man applicerar ett tryck som är större än det naturliga osmotiska trycket i saltvatten (såsom råvatten), så att osmosen fortskrider i motsatt riktning och vattenmolekylerna i råvattnet pressas mot andra sidan av membranet, vilket resulterar i rent vatten, för att uppnå målet att avlägsna föroreningar och salter från vattnet.
Ursprunget till RO omvänd osmos:
En amerikansk forskare upptäckte av en slump år 1950 att måsar sög i sig en enorm munfull havsvatten från havsytan när de flög till sjöss. De kräktes upp en liten munfull havsvatten efter några sekunder, vilket väckte oro eftersom djur på land andas via lungorna. Saltvatten med hög salthalt kan inte konsumeras. Efter dissektion upptäcktes det att måsens kropp har ett tunt lager. Filmen är verkligen exakt. Måsen andas in saltvatten, som sedan komprimeras, och vattenmolekylerna passerar genom filmen på grund av tryckets inverkan.
Det omvandlas till sötvatten, och föroreningarna och det extremt koncentrerade saltet i havsvattnet spottas ut ur munnen. Detta är den grundläggande teoretiska grunden för omvänd osmosprocessen, som först tillämpades på avsaltningsutrustning 1953 av University of Florida. Dr. S. Sidney Lode, professor vid UCLA University School of Medicine, samarbetade med Dr. S. Soirirajan för att påbörja forskning om omvänd osmomembran 2009, med stöd av ett amerikanskt federalt regeringsprojekt, och investerade cirka 400 miljoner dollar per år i forskning för att tillämpa den på astronauter.
Publiceringstid: 31 mars 2022