Як працює система нанофільтрації?

Між зворотним осмосом і ультрафільтрацією

Нанофільтрація - це процес з використанням спеціальної мембрани, яка відхиляє розчинені солюти приблизно в діапазоні розміру 1 нанометр (10 ангстремів) — звідси й термін «нанофільтрація».

Для отримання додаткової інформації, будь ласка, відвідайте наш вебсайт.

Щодо розміру та ваги солютів, які мембрани нанофільтрації відхиляють, NF працює в межах між зворотним осмосом (RO) і ультрафільтрацією (UF): органічні молекули з молекулярною масою понад 200 — 400 відхиляються. Мембрани нанофільтрації можуть ефективно відхиляти, серед інших забруднюючих речовин:

• Розчинені органічні сполуки.
• Ендотоксини/піровиди.
• Інсектициди/пестициди.
• Гербіциди.
• Антибіотики.
• Нітрати.
• Цукри.
• Латексні емульсії.
• Металеві йони.

Вона також відхиляє певні розчинні солі. Конкретно, NF відхиляє розчинні солі в діапазоні від 20 до 98 відсотків. Солі з моновалентними аніонами (наприклад, хлорид натрію або хлорид кальцію) мають відхилення в межах 20 — 80 відсотків, тоді як солі з двовалентними аніонами (наприклад, сульфат магнію) мають вищі відхилення 90 — 98 відсотків. Трансмембранні тиски зазвичай складають 50 — 225 psi (3,5 — 16 бар).

Ідеальна мембрана нанофільтрації має дуже високу водопроникність, але ідеальна проникливість для солютів може бути близька до нуля або мати певне вищий значення, залежно від солюту та застосування. Наприклад, для одного застосування може знадобитися близька до нуля проникливість для пестицидів і 50 відсотків для іонів кальцію.

Типові застосування систем мембранної нанофільтрації включають:

• Видалення кольору та загального органічного вуглецю (TOC) з поверхневих вод.
• Видалення жорсткості або радію з води з колодязя.
• Загальне зменшення загальних розчинених речовин (TDS).
• Розділення органічних і неорганічних речовин у спеціалізованих харчових та стічних водах.

Пресування і перехресний потік

Подібно до зворотнього осмосу, мембрани нанофільтрації використовуються в системах розділення, що використовують прикладений тиск, щоб ефективно подолати осмотичний тиск системи, змінюючи потік розчинника через напівпроникну мембрану з області вищої концентрації солютів до області нижчої концентрації. Цей «зворотний» потік та ступінь проникності мембрани нанофільтрації призводять до того, що солюти, які занадто великі для проходження через мембрану, залишаються на стороні з вищою концентрацією, тоді як чистіша вода, що містить бажані або прийнятні солюти, проходить крізь.

Мембрани нанофільтрації подібні до мембран RO ще однією рисою: вони використовуються в конфігураціях з перехресним потоком. Перехресний потік допомагає мінімізувати засмічення, або накопичення солютів, які не можуть пройти через напівпроникну мембрану. Дуже просто кажучи, у перехресному потоці під тиском потік води з джерела змушує воду з нижчою концентрацією проходити через мембрану NF, в той час як тепер ізольований потік води з вищою концентрацією переміщується поверхнею мембрани, виводячи відхилені солі та інші домішки. Очищена вода називається пермеатом, тоді як вода з вищою концентрацією називається конценратом або відходами.

Нанофільтрація

Нанофільтрація - це процес фільтрації, що використовує нанопористу мембрану, яка застосовується у водах з низьким загальним вмістом розчинених твердих речовин. Мета полягає в тому, щоб видалити багатозарядні іони, а також дезінфікувати воду, затримуючи органічні речовини.

Процес використовує мембрану під контролем тиску, здатність якої відштовхувати іонні або молекулярні частинки є проміжною фільтрацією між ультрафільтрацією та зворотним осмосом. Мембрани для нанофільтрації, органічні або керамічні, можуть бути щільними або пористими. Мембрани нанофільтрації можуть збільшувати простір void, або нанопори, доступні для транспорту (Baker,; Van der Bruggen,; Crespo,).

Розміри цих нано-структур, що формують перехід між мікропоруватими та щільними плівками, можуть становити від 0.5 до 1 нм (Baker). Загалом вважається, що мембрани нанофільтрації мають номінальне граничне значення між 200 Da.

У порівнянні з ультрафільтрацією та зворотним осмосом, нанофільтрацію важче визначити та описати (Van der Bruggen et al.; Geens et al.). Специфічні властивості мембран нанофільтрації в основному є комбінацією дуже високої здатності до видалення (>99%) для багатозарядних іонів в поєднанні з низькою до помірною здатністю до видалення (90%) для однозарядних іонів.

Органічні сполуки мають вищу молекулярну масу, ніж мембрани. Механізм масового транспорту значною мірою залежить від структури мембрани та взаємодій між мембраною і транспортними молекулами. Ефективність поділу може контролюватися екранувальними ефектами (де розмір нанопор та частинок розчиненої речовини відіграють важливу роль), або властивостями розчинності та дифузії частинок розчиненої речовини.

У випадку заряджених частинок електричне поле має певний транспортний ефект. Три параметри важливі для продуктивності пристрою нанофільтрації: проникність розчинника або потік мембрани, видалення розчиненої речовини та вихід або відновлення. Розгляньмо найважливіші вирази, які можуть передбачити ефективність сепарації нанофільтрації.

Як працюють ці системи?

Нанофільтрація - це технологія фільтрації поперечним потоком. Розмір пори мембрани становить приблизно 1 нм, а тиск для її використання (75 psi) нижчий, ніж у зворотному осмосі (150 psi).

Найбільшим недоліком цієї системи є те, що вона дозволяє проходити однозарядним іонам.

Процес нанофільтрації здатен знижувати концентрацію загальних розчинених твердих речовин, хоча й у меншій мірі, ніж RO.

Нанофільтрація може бути використана в різних застосуваннях, таких як:

Якщо ви хочете дізнатися більше, будь ласка, відвідайте наш веб-сайт

Усі ці згадані застосування є водонасиченими, але нанофільтрація не обмежується обробкою водних суспензій. Фактично, один з найбільших заводів з нанофільтрації встановлений на нафтопереробному заводі для сепарації нафти. У своєму огляді нанофільтрації органічних розчинників Бом та Нозарі вказують, що багато процесів сепарації в органічних системах споживають багато енергії, і що НФ може бути економічною альтернативою, яка заощаджує багато енергії (порівняно з дистиляцією, наприклад).

Якщо ви хочете дізнатися більше, будь ласка, відвідайте наш веб-сайт система нанофільтрації(de,ru,fr)(tl,ja,tr).