I det stendig utviklende feltet for vannbehogling har membranfiltrering dukket opp som en hjørnesteinsteknologi for å produsere rent, trygt vann. Mens det er mange typer membraner, er to av de mest diskuterte ultrafiltrering (UF) og nanofiltrering (NF) . Selv om begge er trykkdrevne prosesser som bruker en semipermeabel barriere for å skille forurensninger fra en væske, er de designet for vidt forskjellige formål. Det grunnleggende skillet mellom dem ligger i en kritisk faktor: porestørrelse .
Ultrafiltrering er en membranprosess som hovedsakelig opererer etter prinsippet om utelukkelse av størrelse , fungerer som en veldig fin sil. UF-membraner har en typisk porestørrelse som strekker seg fra 0,01 til 0,1 mikron , eller 10 til 100 nanometer. Denne porestrukturen er svært effektiv til fysisk å blokkere et bredt spekter av større partikler og mikroorganismer.
De primære forurensningene som UF-membraner er designet for å fjerne inkluderer:
Suspenderte faste stoffer og kolloider som forårsaker turbiditet.
Bakterie og protozoer , som f.eks Giardia og Cryptosporidium .
Virus (de fleste typer, selv om noen mindre virus kan passere).
Høy molekylvekt organiske forbindelser og macromolecules.
Fordi UF-membraner har relativt store porer sammenlignet med andre membranteknologier som NF eller omvendt osmose (RO), krever de lavere driftstrykk , typisk i området 15 til 100 psi (1 til 7 bar). Dette gjør UF-systemer mer energieffektive og kostnadseffektive for applikasjoner der hovedmålet er fjerning av partikler og mikroorganismer. Vanlige bruksområder inkluderer rensing av drikkevann, resirkulering av avløpsvann, og som et avgjørende forbehandlingstrinn for mer avanserte membransystemer som RO, som beskytter nedstrømsmembranene mot begroing.
Nanofiltreringsmembraner blir ofte referert til som "løse" RO-membraner fordi deres porestørrelse faller mellom UF og RO. NF-membraner har en mye finere porestørrelse, typisk i området 0,001 til 0,01 mikron , eller 1 til 10 nanometer. Denne betydelig mindre porestørrelsen gjør at NF kan separere mye mindre forurensninger som lett vil passere gjennom en UF-membran.
Utover enkel størrelsesekskludering er NF-membraner også avhengige av ladningsfrastøtning , eller Donnan-effekten. De fleste NF-membraner har en liten negativ ladning på overflaten, noe som bidrar til å avvise negativt ladede ioner. Denne doble mekanismen lar NF fjerne ikke bare forurensningene som er oppført for UF, men også:
Toverdige ioner som kalsium ( ) og magnesium ( ), som er den primære årsaken til vannhardhet.
Sikker monovalente ioner (f.eks. natrium, klorid), men med en lavere avvisningsrate enn RO.
Mindre organiske molekyler som f.eks plantevernmidler og ugressmidler .
På grunn av deres mindre porer og behovet for å overvinne osmotisk trykk, krever NF-systemer høyere driftstrykk enn UF, vanligvis fra 50 til 200 psi (3,5 til 14 bar). Dette høyere trykket betyr høyere energiforbruk og driftskostnader. Imidlertid gjør NFs unike egenskaper den til det ideelle valget for spesifikke bruksområder, spesielt mykgjøring av vann , fargefjerning , og delvis avsalting for brakkvannskilder.
Avslutningsvis handler ikke valget mellom UF og NF om hvilken teknologi som er «bedre», men heller hvilken som er det rette verktøyet for jobben. Hvis målet ditt er å fjerne suspenderte stoffer, bakterier og virus fra en vannkilde, er ultrafiltrering den mer effektive og økonomiske løsningen. Men hvis målet er å myke opp vann, fjerne spesifikke oppløste ioner eller behandle visse industrielle avløp, er de overlegne separasjonsevnene til nanofiltrering avgjørende. Å forstå disse nøkkelforskjellene er avgjørende for å utforme en effektiv og effektiv vannbehandlingsprosess.
Opphavsrett © Suzhou Runmo Water Treatment Technology Co., Ltd.
