Технологію мембранного розділення рідини можна загалом розділити на чотири категорії відповідно до робочого тиску та середнього розміру пор використовуваної мембрани: мікрофільтрація (MF), ультрафільтрація (UF), нанофільтрація (NF) і зворотний осмос (RO). Точність їх фільтрації зростає у зазначеному вище порядку.
01
Мікрофільтрація (MF)
Мікрофільтрація може перехоплювати частинки розміром від {{0}}.1 до 1 мікрона. Мікрофільтраційна мембрана пропускає великі молекулярні органічні речовини та розчинні тверді речовини (неорганічні солі), але може блокувати проникнення зважених речовин, бактерій, деяких вірусів і великих колоїдів. Різниця робочого тиску (ефективна рушійна сила) з обох боків мікрофільтраційної мембрани зазвичай становить 0,7 бар.
02
Ультрафільтрація (UF)
Ультрафільтрація може перехоплювати частки та домішки розміром від {{0}}.002 до 0,1 мікрона. Ультрафільтраційна мембрана пропускає невеликі молекули та розчинні тверді речовини (неорганічні солі), але ефективно блокує колоїди, білки, мікроорганізми та високомолекулярні органічні речовини. Гранична молекулярна маса, яка використовується для характеристики ультрафільтраційної мембрани, зазвичай становить від 1 000 до 100 000. Робочий тиск з обох сторін ультрафільтраційної мембрани зазвичай становить від 0,2 до 7 бар.
03
Нанофільтрація (NF)
Нанофільтрація - це особливий тип розділової мембрани. Його так назвали, тому що він може утримувати речовини розміром приблизно 1 нанометр (0.001 мікрон). Робочий діапазон нанофільтрації знаходиться між ультрафільтрацією та зворотним осмосом. Він утримує органічні речовини з молекулярною масою приблизно 200~400, а його здатність утримувати розчинні солі становить 20~98%. Швидкість видалення розчину солі одновалентного аніону нижча, ніж розчину солі високовалентного аніона. Наприклад, швидкість видалення хлориду натрію та хлориду кальцію становить 20~80%, тоді як швидкість видалення сульфату магнію та сульфату натрію становить 90~98%. Нанофільтраційні мембрани зазвичай використовуються для видалення органічних речовин і кольору з поверхневих вод, видалення жорсткості та радіоактивного радію з колодязної води, часткового видалення розчинних солей, концентрування їжі та відділення корисних речовин у ліках. Робочий тиск нанофільтраційних мембран зазвичай становить 3,5 ~ 16 бар.
04
Зворотній осмос (RO)
Зворотний осмос є найскладнішою технологією мембранного розділення рідини. Він може блокувати майже всі розчинні солі та органічні речовини з молекулярною масою понад 100, але пропускає молекули води. Швидкість опріснення мембрани зворотного осмосу з ацетату целюлози зазвичай перевищує 95%, а швидкість опріснення композитної мембрани зворотного осмосу зазвичай перевищує 98%. Вони широко використовуються для опріснення морської та солонуватої води, живлення води для котлів, промислової чистої води та підготовки надчистої води електронного класу, виробництва чистої питної води, очищення стічних вод та спеціальних процесів розділення. Використання зворотного осмосу перед іонним обміном може значно зменшити експлуатаційні витрати та скидання стічних вод. Робочий тиск зворотньоосмотичної мембрани, як правило, перевищує 5 бар, якщо вода на вході є солонуватою, і зазвичай менше 84 бар, якщо вода на вході є морською.
Ультрафільтрація є високоефективною технікою, яка фільтрує воду та видаляє домішки, які можуть зробити її непридатною для споживання. У цьому процесі використовується мембрана, яка блокує шкідливі бактерії, віруси та забруднення, залишаючи воду чистою та безпечною для використання. Система ультрафільтрації води особливо ефективна для фільтрації більших частинок, які інакше могли б пройти через інші системи фільтрації води.
Щоб краще зрозуміти ультрафільтрацію, важливо знати її механізм. Цей процес фільтрації проходить через мембрану, яка має розмір пор лише 0,02 мікрона. Будь-які зважені частинки, які занадто великі, щоб пройти через мембрану, залишаються на її поверхні. Результатом є потік свіжої, чистої води, яка не містить домішок і забруднень, але містить розчинені мінерали, необхідні для здоров’я людини.
Ультрафільтраційні мембрани працюють у різних сферах застосування: від очищення питної води для невеликих побутових потреб до очищення промислової води для більших комерційних застосувань. Цей метод також корисний для очищення стічних вод, які були забруднені промисловими викидами або іншими хімічними речовинами, які можуть бути шкідливими для навколишнього середовища та здоров'я людини.
Ультрафільтраційні мембрани мають багато переваг перед іншими, більш традиційними методами фільтрації. По-перше, системи ультрафільтрації є високоефективними та потребують дуже мало енергії для роботи, що робить їх екологічно чистим варіантом, який може допомогти зменшити ваш вуглецевий слід. Крім того, ці системи прості в установці та обслуговуванні, і вони виробляють високоякісну воду, яка ідеально підходить для широкого спектру застосувань.
