В последние десятилетия мембранная технология превратилась в полноценную технологию разделения. Сила мембранной технологии заключается в том, что она работает без добавления дополнительных веществ, при относительно низком потреблении энергии и в процессе, который можно легко контролировать и масштабировать. Мембранная технология — это собирательное название различных процессов разделения, сильно различающихся по своему характеру. Общим знаменателем этих процессов разделения является то, что мембрана занимает центральное место во всех случаях.
Мембраны все чаще используются для получения технической воды из подземных, поверхностных или сточных вод. Мембраны, по-видимому, становятся все более конкурентоспособными по сравнению с традиционными методами. Мембранные процессы основывают свое разделяющее действие на наличии полупроницаемых мембран. Принцип прост.
Мембрана работает как чрезвычайно тонкий фильтр, который, например, пропускает воду, но не пропускает содержащиеся в ней загрязняющие вещества. Существует несколько способов проникновения веществ через мембрану. Это можно сделать, применяя высокое давление, поддерживая разность концентраций с обеих сторон или даже поддерживая разность электрических потенциалов. А сами мембранные фильтры для воды на заказ можно купить здесь.
Таким образом, мембрана работает как селективная разделительная стенка. Некоторые вещества могут проходить через мембрану, в то время как другие задерживаются. Мембранная фильтрация является альтернативой флокуляции/осаждению, адсорбции (песок/угольный фильтр, ионообменник), экстракции и дистилляции.
Есть два фактора, которые определяют работу процесса мембранной фильтрации: селективность и производительность. Селективность выражается в параметре удерживания или коэффициенте разделения (выражается в единицах л/м2·ч), производительность – в параметре потока (выражается в единицах л/м2·ч). Селективность и производительность зависят от типа мембраны.
При мембранной фильтрации можно провести различие между микро- и ультрафильтрацией, с одной стороны, и нанофильтрацией и обратным осмосом (также называемым гиперфильтрацией или обратным осмосом), с другой. При мембранной фильтрации для удаления крупных частиц применяют микро- и ультрафильтрацию. Благодаря открытому характеру этих мембран производительность высока при низком перепаде давления.
Когда из воды необходимо удалить соли, применяют нанофильтрацию и обратный осмос. Эти мембраны больше не имеют пор, а разделение происходит за счет диффузии через мембрану. Давление, необходимое для нанофильтрации и обратного осмоса, значительно выше, чем для микро- и ультрафильтрации, а производительность значительно ниже.
Мембранная фильтрация имеет ряд важных преимуществ перед существующими альтернативами очистки:
— Это мягкий процесс, он может протекать при низких температурах, что особенно важно при работе с термочувствительным материалом. Поэтому он также имеет важное применение в пищевой промышленности.
— Это процесс, который требует относительно мало энергии. Большая часть энергии уходит на перекачивание жидкости. Однако это лишь небольшое количество по сравнению с потреблением в альтернативном процессе, таком как выпаривание.
— Процесс легко масштабировать и расширять.
Эксплуатация систем мембранной фильтрации
Мембранные системы фильтрации могут работать по-разному, в тупиковом или перекрестном режиме. Оптимизация этих методик направлена на получение максимально возможного выхода в течение длительного периода времени при допустимом уровне загрязнения.
Мембранные системы
Выбор используемой мембранной системы определяется большим количеством аспектов, таких как стоимость, вероятность засорения мембраны, плотность упаковки и возможности очистки. Различные мембранные системы обсуждаются здесь по ссылкам ниже, а различные аспекты обсуждаются более подробно. Мембраны никогда не проектируются как одна плоская горизонтальная пластина, поскольку это приводит к большой площади поверхности и, следовательно, к высоким инвестиционным затратам.
Вот почему мы ищем компактные системы, чтобы хранить как можно больше поверхности мембраны в наименьшем возможном объеме. Мембраны поэтому разработаны в различных формах модулей. Здесь можно выделить две основные формы: трубчатые и плоские мембранные системы. Трубчатые мембраны подразделяются на трубчатые, капиллярные и половолоконные, плоские мембраны — на спирально-навитые и подушкообразные.