Jatkuvasti kehittyvällä vedenkäsittelyn alalla kalvosuodatus on noussut puhtaan ja turvallisen veden tuotannon kulmakiviksi. Vaikka kalvotyyppejä on monia, kaksi yleisimmin käsitellyistä ovat ultrasuodatus (UF) ja nanosuodatus (NF) . Vaikka molemmat ovat paineohjattuja prosesseja, joissa käytetään puoliläpäisevää estettä epäpuhtauksien erottamiseen nesteestä, ne on suunniteltu hyvin erilaisiin tarkoituksiin. Niiden välinen perustavanlaatuinen ero on yksi kriittinen tekijä: huokosten kokoa .
Ultrasuodatus on kalvoprosessi, joka toimii ensisijaisesti periaatteella koon poissulkeminen , joka toimii kuin erittäin hieno seula. UF-kalvojen tyypillinen huokoskoko vaihtelee 0,01 - 0,1 mikronia tai 10-100 nanometriä. Tämä huokosrakenne on erittäin tehokas estämään fyysisesti monenlaisia suurempia hiukkasia ja mikro-organismeja.
Ensisijaisia epäpuhtauksia, jotka UF-kalvot on suunniteltu poistamaan, ovat:
Suspendoituneet kiinteät aineet ja kolloidit jotka aiheuttavat sameutta.
Bakteerit ja alkueläimet , kuten Giardia ja Cryptosporidium .
Virukset (useimmat tyypit, vaikka jotkut pienemmät virukset voivat kulkeutua läpi).
Korkea molekyylipaino orgaaniset yhdisteet ja macromolecules.
Koska UF-kalvoissa on suhteellisen suuret huokoset verrattuna muihin kalvoteknologioihin, kuten NF- tai käänteisosmoosiin (RO), ne vaativat pienemmät käyttöpaineet , tyypillisesti välillä 15 - 100 psi (1 - 7 bar). Tämä tekee UF-järjestelmistä energiatehokkaampia ja kustannustehokkaampia sovelluksissa, joissa ensisijaisena tavoitteena on hiukkasten ja mikro-organismien poistaminen. Yleisiä sovelluksia ovat juomaveden puhdistus, jäteveden kierrätys ja ratkaisevan tärkeä esikäsittelyvaihe kehittyneemmille kalvojärjestelmille, kuten RO, joka suojaa alavirran kalvoja likaantumiselta.
Nanosuodatuskalvoja kutsutaan usein "löysäksi" RO-kalvoiksi, koska niiden huokoskoko on UF:n ja RO:n välillä. NF-kalvoilla on paljon hienompi huokoskoko, tyypillisesti välillä 0,001 - 0,01 mikronia tai 1-10 nanometriä. Tämä huomattavasti pienempi huokoskoko sallii NF:n erottaa paljon pienempiä epäpuhtauksia, jotka pääsisivät helposti UF-kalvon läpi.
Yksinkertaisen koon poissulkemisen lisäksi NF-kalvot luottavat myös latauksen torjuminen tai Donnan-efekti. Useimpien NF-kalvojen pinnalla on pieni negatiivinen varaus, mikä auttaa torjumaan negatiivisesti varautuneita ioneja. Tämän kaksoismekanismin avulla NF voi poistaa UF:lle lueteltujen epäpuhtauksien lisäksi myös:
Kaksiarvoiset ionit kuten kalsium ( ) ja magnesium ( ), jotka ovat veden kovuuden ensisijainen syy.
Varma yksiarvoisia ioneja (esim. natrium, kloridi), vaikka sen hylkäysnopeus on pienempi kuin RO.
Pienemmät orgaaniset molekyylit, kuten torjunta-aineet ja rikkakasvien torjunta-aineet .
Pienempien huokosten ja osmoottisen paineen ylittämisen vuoksi NF-järjestelmät vaativat korkeammat käyttöpaineet kuin UF, yleensä välillä 50 - 200 psi (3,5 - 14 bar). Tämä korkeampi paine johtaa korkeampiin energiankulutukseen ja käyttökustannuksiin. NF:n ainutlaatuiset ominaisuudet tekevät siitä kuitenkin ihanteellisen valinnan tiettyihin sovelluksiin, erityisesti veden pehmennys , värin poisto , ja osittainen suolanpoisto murtovesilähteille.
Yhteenvetona voidaan todeta, että valinta UF:n ja NF:n välillä ei riipu siitä, mikä tekniikka on "parempi", vaan pikemminkin siitä, kumpi on oikea työkalu työhön. Jos tavoitteenasi on yksinkertaisesti poistaa suspendoituneet kiintoaineet, bakteerit ja virukset vesilähteestä, ultrasuodatus on tehokkaampi ja taloudellisempi ratkaisu. Kuitenkin, jos tavoitteena on pehmentää vettä, poistaa tiettyjä liuenneita ioneja tai käsitellä tiettyjä teollisuuden jätevesiä, nanosuodatuksen ylivoimainen erotuskyky on välttämätön. Näiden keskeisten erojen ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää tehokkaan ja tehokkaan vedenkäsittelyprosessin suunnittelussa.
Tekijänoikeus © Suzhou Runmo Water Treatment Technology Co., Ltd.
