Lọc vi mô (MF)
Độ chính xác lọc dao động từ 0,1 đến 50 micron. Hệ thống lọc vi mô bao gồm các lõi lọc PP, than hoạt tính, gốm, v.v. giúp loại bỏ các thành phần nguy hiểm trong nước, chẳng hạn như vi sinh vật. Lõi lọc thường không thể rửa sạch và là vật liệu lọc một lần, cần được thay thế định kỳ.
①Lõi bông PP: thường chỉ được sử dụng để lọc thô, yêu cầu thấp để loại bỏ các hạt lớn như cặn bẩn và rỉ sét trong nước.
②Than hoạt tính: Có thể loại bỏ các màu sắc và mùi khác nhau trong nước, nhưng không thể loại bỏ vi khuẩn trong nước, hiệu quả loại bỏ cặn bẩn và rỉ sét cũng rất kém.
③ Lõi lọc gốm: Độ chính xác lọc nhỏ chỉ 0,1 micron, lưu lượng thường nhỏ, không dễ vệ sinh.
Màng siêu lọc (UF)
Màng lọc vi xốp có kích thước lỗ lọc định mức từ 0,001-0,02 micron và tiêu chuẩn kích thước lỗ lọc đồng nhất. Lọc màng siêu lọc là quy trình lọc màng sử dụng màng siêu lọc với chênh lệch áp suất làm động lực. Phần lớn màng siêu lọc được chế tạo từ sợi axetat hoặc vật liệu polymer có đặc tính tương đương. Màng siêu lọc này phù hợp để tách và cô đặc các chất tan trong dung dịch xử lý, và cũng thường được sử dụng để tách các huyền phù dạng keo khó tách bằng các kỹ thuật tách khác, và phạm vi ứng dụng của nó đang không ngừng mở rộng.
Siêu lọc màng dựa trên chênh lệch áp suất được phân loại thành ba loại: lọc màng siêu lọc, lọc màng vi xốp và lọc màng thẩm thấu ngược. Chúng được phân biệt bởi kích thước hạt nhỏ hoặc trọng lượng phân tử mà lớp màng có thể duy trì. Khi sử dụng phạm vi kích thước lỗ rỗng định mức của màng làm tiêu chuẩn phân biệt, màng vi xốp (MF) có phạm vi kích thước lỗ rỗng định mức từ 0,02-10 m, màng siêu lọc (UF) có phạm vi kích thước lỗ rỗng định mức từ 0,001-0,02 m và màng thẩm thấu ngược (RO) có phạm vi kích thước lỗ rỗng định mức từ 0,0001-0,001 m. Có một số yếu tố kiểm soát đối với các lỗ rỗng, chẳng hạn như màng siêu lọc với các kích thước lỗ rỗng khác nhau, và sự phân bố kích thước lỗ rỗng có thể được tạo ra dựa trên loại và nồng độ của dung dịch, cũng như các điều kiện bay hơi và đông tụ trong quá trình sản xuất màng.
Bản đồ vật lý siêu lọc
Màng siêu lọc thường là màng tách polymer, với vật liệu polymer được sử dụng cho màng siêu lọc chủ yếu bao gồm các dẫn xuất cellulose, polysulfone, polyacrylonitrile, polyamide và polycarbonate. Màng siêu lọc được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp dược phẩm, thực phẩm và môi trường, và có thể được chế tạo thành màng phẳng, màng cuộn, màng ống hoặc màng sợi rỗng.
Màng siêu lọc là một trong những màng tách polymer đầu tiên được phát minh, và máy siêu lọc đã được sản xuất vào những năm 1960. Màng siêu lọc được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và nổi lên như một thiết bị xử lý hóa học mới. Nó được sử dụng trong việc tách, cô đặc và tinh chế các sản phẩm sinh học, dược phẩm và thực phẩm, cũng như các thiết bị xử lý cuối cùng trong xử lý máu, xử lý nước thải và sản xuất nước siêu tinh khiết.
Độ chính xác lọc của công nghệ lọc nano (NF) nằm giữa siêu lọc và thẩm thấu ngược, và tỷ lệ khử muối thấp hơn thẩm thấu ngược. Trên thị trường, có một câu nói phổ biến: "Lọc nano là thẩm thấu ngược cẩu thả". Thực ra, đây là một quan niệm kỹ thuật đánh lừa.
Bản đồ vật lý của quá trình lọc nano
Trong khái niệm phân tách thực tế, lọc nano là màng lọc đáp ứng hiệu ứng Daunan và có khả năng loại bỏ ion chọn lọc, một màng có độ thấm natri clorua tỷ lệ thuận với nồng độ natri clorua và lớn hơn 0,4. Ứng dụng chính của nó là khử muối và cô đặc nhiều loại chất lỏng đầu vào. Khả năng loại bỏ NaCl 0% được quan sát thấy khi sử dụng màng lọc nano ở nồng độ NaCl 30.000 ppm kết hợp với các ion khác.
Thẩm thấu ngược (RO): Độ chính xác lọc khoảng 0,0001 micron, và là một phương pháp tách màng siêu chính xác được phát triển tại Hoa Kỳ vào đầu những năm 1960, sử dụng áp suất chênh lệch. Nó có thể lọc hầu như tất cả các chất gây ô nhiễm (cả có hại và có lợi) trong nước, chỉ để lại các phân tử nước. Trong hầu hết các trường hợp, nó được sử dụng trong sản xuất nước tinh khiết, nước siêu tinh khiết công nghiệp và nước siêu tinh khiết y tế. Công nghệ thẩm thấu ngược đòi hỏi áp suất và năng lượng.
RO là viết tắt của Reverse Osmosis membrane (màng thẩm thấu ngược) trong tiếng Anh. Vì kích thước lỗ lọc của màng RO chỉ bằng năm phần triệu sợi tóc (0,0001 micron), nên nhìn chung mắt thường không thể nhìn thấy, vi khuẩn và virus chỉ có thể đi qua 5000 micron. Do đó, chỉ có các phân tử nước và một số ion khoáng chất có lợi cho cơ thể con người mới có thể đi qua, còn các tạp chất và kim loại nặng khác sẽ được thải ra ngoài theo đường ống nước thải.
Nguyên lý thẩm thấu ngược:
Trước hết, chúng ta cần hiểu khái niệm "thẩm thấu". Thẩm thấu là một quá trình vật lý. Khi hai loại nước có nồng độ muối khác nhau được tách ra, chẳng hạn như bằng một màng bán thấm, nước ở phía có nồng độ muối thấp hơn sẽ thẩm thấu. Màng đi vào nước có nồng độ muối cao, nhưng muối không thẩm thấu, khiến nồng độ muối ở cả hai phía dần dần hòa tan cho đến khi bằng nhau. Tuy nhiên, quá trình này mất nhiều thời gian để hoàn thành, còn được gọi là áp suất thẩm thấu.
Bản đồ vật lý thẩm thấu ngược
Tuy nhiên, nếu bạn cố gắng tạo áp lực lên phía nước có hàm lượng muối lớn, hậu quả cũng có thể hạn chế sự thẩm thấu nói trên, và áp suất này được gọi là áp suất thẩm thấu. Nếu áp suất tăng lên, sự thẩm thấu có thể bị đảo ngược, và muối sẽ được giữ lại. Do đó, nguyên lý của quá trình khử muối thẩm thấu ngược là tạo ra áp suất lớn hơn áp suất thẩm thấu tự nhiên trong nước mặn (chẳng hạn như nước thô), để thẩm thấu diễn ra theo hướng ngược lại, và các phân tử nước trong nước thô bị ép về phía bên kia của màng, tạo ra nước sạch, nhằm đạt được mục tiêu loại bỏ tạp chất và muối khỏi nước.
Nguồn gốc của thẩm thấu ngược RO:
Một nhà khoa học người Mỹ đã tình cờ phát hiện ra vào năm 1950 rằng mòng biển đã hút một ngụm nước biển khổng lồ từ mặt nước khi bay trên biển. Chúng nôn ra một ngụm nước biển nhỏ sau vài giây, điều này gây lo ngại vì động vật trên cạn thở bằng phổi. Nước biển có nồng độ muối cao không thể tiêu thụ được. Sau khi mổ xẻ, người ta phát hiện ra rằng cơ thể mòng biển có một lớp màng mỏng. Lớp màng này thực sự rất chính xác. Mòng biển hít vào nước biển, sau đó bị nén lại, và các phân tử nước đi qua lớp màng này nhờ tác dụng của áp suất.
Nước biển được chuyển thành nước ngọt, và các chất gây ô nhiễm cùng lượng muối cực đậm đặc trong nước biển được phun ra từ miệng. Đây là nền tảng lý thuyết cơ bản của quy trình thẩm thấu ngược, lần đầu tiên được Đại học Florida áp dụng cho thiết bị khử muối vào năm 1953. Tiến sĩ S. Sidney Lode, giáo sư Khoa Y Đại học UCLA, đã hợp tác với Tiến sĩ S. Soirirajan để bắt đầu nghiên cứu về màng thẩm thấu ngược vào năm 2009, với sự hỗ trợ của một dự án của chính phủ liên bang Hoa Kỳ, và đầu tư khoảng 400 triệu đô la Mỹ mỗi năm vào nghiên cứu để ứng dụng cho các phi hành gia.
Thời gian đăng: 31-03-2022