Ħafna nies ma jifhmux bis-sħiħ id-differenzi bejn diversi teknoloġiji ta 'filtrazzjoni tal-membrana. F'dan l-artikolu, aħna se nipprovdu spjegazzjoni dettaljata.
Minbarra t-tneħħija tal-katjoni u l-anjoni (jiġifieri, id-desalinizzazzjoni), l-osmosis inversa (RO) tista 'wkoll telimina firxa wiesgħa ta' kontaminanti, u huwa għalhekk li huwa meqjus bħala tip ta 'filtrazzjoni. Il-firxiet ta 'impuritajiet imneħħija minn RO, nanofiltrazzjoni (NF), ultrafiltrazzjoni (UF), mikrofiltrazzjoni (MF), u filtrazzjoni konvenzjonali (CF) huma murija fil-Figura 1, filwaqt li d-daqsijiet tas-sustanzi komuni jistgħu jinstabu fit-Tabella 2.
Reverse osmosis (RO), nanofiltrazzjoni (NF), mikrofiltrazzjoni (MF), u ultrafiltrazzjoni (UF) huma tipi ta 'filtrazzjoni ta' fluss inkroċjat. Matul il-proċess, l-ilma ta 'l-għalf huwa maqsum fi nixxiegħa permeate (ilma tal-prodott) u nixxiegħa konċentrat li fiha soluti konċentrati jew partiċelli sospiżi, bil-biċċa l-kbira tas-soluti u l-impuritajiet jinġarru fil-konċentrat (ara l-figura hawn taħt).
B'kuntrast, il-filtrazzjoni konvenzjonali tippermetti li l-ilma jgħaddi direttament mill-midja tal-filtru (bħal sodod tal-filtri jew membrani), fejn l-impuritajiet jinżammu fuq jew fil-midja (ara l-figura hawn taħt).
Ibbażat fuq l-informazzjoni miċ-ċifri ta 'hawn fuq, nistgħu nġabru fil-qosor il-karatteristiċi ta' teknoloġiji differenti ta 'filtrazzjoni tal-membrana:
1.Mikrofiltrazzjoni (MF)
Tneħħi partiċelli ta 'madwar 0.1–1 μm fid-daqs. Prinċipalment użat għall-eliminazzjoni ta 'batterja, solidi sospiżi, u materja kollojdali. Solidi maħlula u molekuli kbar jistgħu jgħaddu. Pressjoni operattiva hija tipikament madwar 0.07 MPa.
2.Ultrafiltrazzjoni (UF)
Tneħħi partiċelli akbar minn bejn wieħed u ieħor 0.002–0.1 μm. Użat primarjament għat-tneħħija ta 'kollojdi, proteini, solidi sospiżi, u mikro-organiżmi. Kapaċi jirrifjuta sustanzi b'piż molekulari (MWCO) 'il fuq minn 1,000–100,000 filwaqt li jħalli solidi maħlula u molekuli żgħar jgħaddu. Pressjoni operattiva ġeneralment tvarja minn 0.1 sa 0.7 MPa.
3.Nanofiltrazzjoni (NF)
Imsemmi għall-kapaċità tiegħu li jneħħi partiċelli madwar 1 nm (0.001 μm). Tipikament tneħħi sustanzi organiċi b'piż molekulari 'l fuq minn 200–400, b'rata ta' desalinizzazzjoni ta '20%–98%. It-tneħħija tal-jone monovalenti tvarja minn 20%-98%, filwaqt li l-joni divalenti jistgħu jitneħħew b'rati ogħla ta '90%-98%. Adattat għat-tneħħija tal-koloranti, karbonju organiku totali (TOC), u ebusija. Pressjoni operattiva normalment tvarja minn 0.35 sa 1.6 MPa.
4.Reverse Osmosis (RO)
Tneħħi partiċelli żgħar daqs 0.0001 μm u sustanzi organiċi b'piż molekulari 'l fuq minn 150–200. Ir-rati tad-desalinizzazzjoni jistgħu jaqbżu l-95%, u jagħmluha metodu primarju ta' trattament minn qabel għal ilma ta'-salinità għolja u waħda mill-aktar teknoloġiji avvanzati ta' trattament tal-ilma llum. L-applikazzjonijiet tagħha huma dejjem aktar wesgħin. Pressjoni operattiva ġeneralment tvarja minn 1.4 sa 6.0 MPa.
Il-membrani tar-reverse osmosis (RO) mhux biss joffru rati għoljin ta 'desalinizzazzjoni iżda jiffunzjonaw ukoll bħala filtri preċiżi ħafna. Id-daqs effettiv tal-pori tagħhom jista 'jkun iżgħar minn 0.001 μm (id-dijametru tax-xagħar uman huwa aktar minn 30 μm), li jippermetti li s-sistemi RO ineħħu solidi sospiżi fini, batterji, endotossini u kontaminanti oħra. Madankollu, għandu jiġi nnutat li l-pori fis-sens fiżiku fil-fatt ma jeżistux fil-membrani RO; pori bħal dawn qatt ma ġew osservati, anke taħt mikroskopji ta'-ingrandiment għoli. Dan jagħmel il-filtrazzjoni RO fundamentalment differenti minn proċessi b'pori tal-membrana vera, bħall-ultrafiltrazzjoni.
Il-figura turi kif l-ilma jgħaddi minn membrana RO. Juri li matul il-filtrazzjoni, l-ilma jgħaddi minn kważi l-wiċċ kollu tal-membrana, u l-veloċità tal-fluss prinċipali ħdejn il-wiċċ tal-membrana hija essenzjalment l-istess bħall-fluss attwali tal-permeat mill-membrana.
Meta l-ilma jgħaddi mill-pori ta 'membrana ta' ultrafiltrazzjoni (UF), l-erja tas-sezzjoni trasversali totali-tal-pori hija ħafna iżgħar mill-wiċċ ġenerali tal-membrana. Bħala riżultat, l-ilma ħdejn il-wiċċ tal-membrana UF huwa sfurzat mill-pori taħt pressjoni, u jikkawża li l-veloċità tal-fluss minn kull pori tkun ogħla b'mod sinifikanti mill-veloċità tal-fluss prinċipali ħdejn il-wiċċ tal-membrana.
Kemm għall-proċessi RO u UF, hekk kif l-ilma jgħaddi mill-wiċċ tal-membrana, partiċelli sospiżi u impuritajiet oħra fl-ilma tal-għalf jinżammu fuq il-wiċċ tal-membrana. Il-fluss kontinwu tal-permeat jeżerċita forza fuq dawn il-kontaminanti, u ma jħallihomx jerġgħu jidħlu fil-fluss prinċipali li jimxi b'mod parallel mal-wiċċ tal-membrana. Biex il-kontaminanti jerġgħu lura għall-fluss prinċipali, il-forza ta 'shear tal-fluss parallel tul il-wiċċ tal-membrana għandha tegħleb il-forza ta' shear tal-ilma li jippenetra. Dan jispjega għaliex iż-żamma ta 'ċerta rata tal-fluss tal-ilma tal-għalf hija kritika għas-sistemi RO. Madankollu, fil-membrani UF, il-veloċità lokali mill-pori hija għolja ħafna, u l-shear tal-fluss parallel ħdejn il-wiċċ tal-membrana mhix biżżejjed biex tipprevjeni kontaminanti miżmuma milli jibqgħu fuq il-membrana.
