Inom det ständigt föränderliga området för vattenbehochling har membranfiltrering dykt upp som en hörnstensteknik för att producera rent, säkert vatten. Även om det finns många typer av membran, är två av de mest diskuterade ultrafiltrering (UF) och nanofiltrering (NF) . Även om båda är tryckdrivna processer som använder en semipermeabel barriär för att separera föroreningar från en vätska, är de designade för väldigt olika ändamål. Den grundläggoche skillnaden mellan dem ligger i en kritisk faktor: porstorlek .
Ultrafiltrering är en membranprocess som huvudsakligen fungerar på principen om uteslutning av storlek , fungerar som en mycket fin sil. UF-membran har en typisk porstorlek som sträcker sig från 0,01 till 0,1 mikron eller 10 till 100 nanometer. Denna porstruktur är mycket effektiv för att fysiskt blockera ett brett spektrum av större partiklar och mikroorganismer.
De primära föroreningarna som UF-membran är utformade för att ta bort inkluderar:
Suspenderade fasta ämnen och kolloider som orsakar grumlighet.
Bakterier och protozoer , som t.ex Giardia och Cryptosporidium .
Virus (de flesta typer, även om vissa mindre virus kan passera).
Hög molekylvikt organiska föreningar och macromolecules.
Eftersom UF-membran har relativt stora porer jämfört med andra membranteknologier som NF eller omvänd osmos (RO), kräver de lägre driftstryck typiskt i intervallet 15 till 100 psi (1 till 7 bar). Detta gör UF-system mer energieffektiva och kostnadseffektiva för applikationer där det primära målet är att ta bort partiklar och mikroorganismer. Vanliga tillämpningar inkluderar rening av dricksvatten, återvinning av avloppsvatten och som en avgörande faktor förbehandlingssteg för mer avancerade membransystem som RO, som skyddar nedströmsmembranen från nedsmutsning.
Nanofiltreringsmembran kallas ofta för "lösa" RO-membran eftersom deras porstorlek ligger mellan UF och RO. NF-membran har en mycket finare porstorlek, vanligtvis inom intervallet 0,001 till 0,01 mikron eller 1 till 10 nanometer. Denna betydligt mindre porstorlek tillåter NF att separera mycket mindre föroreningar som lätt skulle passera genom ett UF-membran.
Utöver enkel storleksuteslutning förlitar sig NF-membran också på laddningsavstötning , eller Donnan-effekten. De flesta NF-membran har en liten negativ laddning på sin yta, vilket hjälper till att stöta bort negativt laddade joner. Denna dubbla mekanism gör det möjligt för NF att ta bort inte bara de föroreningar som är listade för UF, utan också:
Tvåvärda joner som kalcium ( ) och magnesium ( ), som är den primära orsaken till vattnets hårdhet.
Viss monovalenta joner (t.ex. natrium, klorid), fastän med en lägre avvisningshastighet än RO.
Mindre organiska molekyler som t.ex bekämpningsmedel och herbicider .
På grund av deras mindre porer och behovet av att övervinna osmotiska tryck, kräver NF-system högre drifttryck än UF, vanligtvis från 50 till 200 psi (3,5 till 14 bar). Detta högre tryck leder till högre energiförbrukning och driftskostnader. Men NF:s unika egenskaper gör det till det perfekta valet för specifika applikationer, framför allt vattenmjukning , färgborttagning , och partiell avsaltning för bräckvattentäkter.
Sammanfattningsvis handlar valet mellan UF och NF inte om vilken teknik som är "bättre", utan snarare vilken som är rätt verktyg för jobbet. Om ditt mål är att helt enkelt ta bort suspenderade ämnen, bakterier och virus från en vattenkälla, är ultrafiltrering den effektivare och mer ekonomiska lösningen. Men om målet är att mjuka upp vatten, ta bort specifika lösta joner eller behandla vissa industriella avloppsvatten, är nanofiltreringens överlägsna separationsförmåga väsentliga. Att förstå dessa viktiga skillnader är avgörande för att utforma en effektiv och effektiv vattenbehandlingsprocess.
Upphovsrätt © Suzhou Runmo Water Treatment Technology Co., Ltd.
