Мембранная фильтрация
Мембранная фильтрация - это процесс физического разделения, при котором вода проходит через полупроницаемую мембрану под действием разницы давления и таким образом очищается от растворенных веществ.
Для пористых мембран действует следующее соотношение:
Сохранение вещества, если: размер вещества > диаметр пор
Процесс фильтрации
Процесс основан на фильтрации воды через мембрану с определенным размером пор. Это обеспечивает постоянную величину фильтрации даже при изменении условий подачи. Диффузия и силы электростатического отталкивания, особенно при малом диаметре пор, также вносят свой вклад в результат фильтрации. В этом случае вода способна проходить через мембрану, но вещества задерживаются в зависимости от их размера и состава. Эффект концентрационной поляризации, о котором часто говорят в науке, также должен учитываться при очистке воды с помощью мембран.
Диаграмма процесса фильтрации:
Влияние концентрационной поляризации
Вследствие накопления веществ на поверхности мембраны образуется ламинарный пограничный слой, при этом концентрация частиц в этой точке значительно выше, чем в турбулентной части притока. Как показано на диаграмме, концентрация частиц Cp предельного слоя увеличивается от Cp,0 турбулентной части притока до максимального значения Cp,max у поверхности мембраны. Со временем это создает все большее сопротивление прохождению дальнейших частиц. Повышение давления на стороне притока увеличивает прохождение воды через мембрану (выход), но это также способствует и ускоряет дальнейшее формирование пограничного слоя и связанное с ним сопротивление.
Чтобы противостоять этому эффекту, компания Chriwa Wasseraufbereitungstechnik GmbH предлагает подходящую систему очистки и защиты от накипи для каждой мембранной фильтрации.
Диаграмма концентрационной поляризации:
Сравнение мембранных процессов Chriwa
В зависимости от размера пор или удержания определенных веществ различают микро-, ультра- и нанофильтрацию, а также обратный осмос. Какой именно процесс необходим для вашего технологического процесса, мы можем быстро определить в ходе консультации и анализа параметров исходной воды.
Обзор мембранных процессов:
Микрофильтрация
Микрофильтрация в основном используется в пищевой и фармацевтической промышленности. Другие возможные применения включают очистку сточных вод и использование в качестве ступени очистки перед системой обратного осмоса.
Среди прочего, из воды могут быть удалены следующие вещества:
- Зоопланктон
- Водоросли
- Бактерии
- Взвешенные частицы
Процесс фильтрации в основном основан на проницаемости пористой мембраны. Крупные частицы образуют на поверхности фильтрующий слой (поверхностная фильтрация), а более мелкие проникают в поры мембраны и удерживаются там за счет адсорбции или электростатического притяжения (глубинная фильтрация).
Благодаря использованию системы микрофильтрации Chriwa вода не деминерализуется. Это означает, что соли остаются в воде и не задерживаются мембраной.
Ультрафильтрация
Ультрафильтрация в основном используется для очистки питьевой воды и в производстве напитков.
Среди прочего, из воды могут быть удалены следующие вещества:
- Вещества, которые могут быть удалены из воды с помощью микрофильтрации, следующие
- Макромолекулы
- Вирусы
- Коллоидно растворенные твердые вещества
Процесс фильтрации в основном основан на проницаемости пористой мембраны. Крупные частицы образуют на поверхности фильтрующий слой (поверхностная фильтрация), а более мелкие проникают в поры мембраны и удерживаются там за счет адсорбции или электростатического притяжения (глубинная фильтрация). Таким образом, наилучшие результаты фильтрации достигаются при минимальных потерях давления, что также означает, что общее давление в системе можно поддерживать на низком уровне.
Благодаря использованию системы ультрафильтрации Chriwa вода не деминерализуется. Это означает, что соли остаются в воде и не задерживаются мембраной.
Нанофильтрация
Нанофильтрация в основном используется в химической, фармацевтической, пищевой или текстильной промышленности. Другая область применения - очистка сточных вод.
Среди прочего, из воды могут быть удалены следующие вещества:
- Вещества, которые могут быть удалены из воды с помощью микрофильтрации и ультрафильтрации
- Органические вещества
- Многозарядные более крупные ионы (восстановление бикарбоната и т.д.)
Процесс фильтрации в основном основан на силах электростатического притяжения и диффузии частиц через непористую мембрану.
Обратный осмос
Обратный осмос в основном используется для производства воды для малосолевых продуктов и очистки котловой воды, очистки солоноватой и морской воды, а также для очистки воды для производства напитков.
Среди прочего, из воды могут быть удалены следующие вещества:
- Вещества, которые могут быть удалены из воды с помощью микро-, ультра- и нанофильтрации
- Многозарядные ионы
- Однозарядные ионы
Процесс фильтрации в основном основан на диффузии частиц через непористую мембрану. Реминерализация возможна с помощью специально подобранных солей или путем смешивания сырой воды.
