Sürekli Gelişen su Arıtma alanında membran filtrasyonu, temiz, güvenli su üretimi için temel teknoloji olarak ortaya çıkmıştır. Pek çok membran türü olmasına rağmen en çok tartışılanlardan ikisi ultrafiltrasyon (UF) Ve nanofiltrasyon (NF) . Her ikisi de kirletici maddeleri bir sıvıdan ayırmak için yarı geçirgen bir bariyer kullanan basınçla çalışan işlemler olmasına rağmen, çok farklı amaçlar için tasarlanmıştır. Aralarındaki temel ayrım tek bir kritik faktörde yatmaktadır: gözenek boyutu .
Ultrafiltrasyon, esas olarak şu prensiple çalışan bir membran işlemidir: boyut hariç tutma çok ince bir elek görevi görüyor. UF membranları tipik bir gözenek boyutuna sahiptir. 0,01 ila 0,1 mikron veya 10 ila 100 nanometre. Bu gözenek yapısı, çok çeşitli büyük parçacıkların ve mikroorganizmaların fiziksel olarak engellenmesinde oldukça etkilidir.
UF membranlarının gidermek üzere tasarlVeığı başlıca kirletici maddeler şunları içerir:
-
Askıda katı maddeler Ve kolloidler bulanıklığa neden olur.
-
Bakteriler Ve tek hücreli hayvan , örneğin Giardia Ve Kriptosporidyum .
-
Virüsler (çoğu tür, ancak bazı küçük virüsler geçebilir).
-
Yüksek moleküler ağırlık organik bileşikler Ve macromolecules.
UF membranları, NF veya ters ozmoz (RO) gibi diğer membran teknolojileriyle karşılaştırıldığında nispeten büyük gözeneklere sahip olduğundan, daha düşük çalışma basınçları tipik olarak 15 ila 100 psi (1 ila 7 bar) aralığındadır. Bu, UF sistemlerini, birincil amacın partikül madde ve mikroorganizmaların giderilmesi olduğu uygulamalar için daha enerji verimli ve uygun maliyetli hale getirir. Yaygın uygulamalar arasında içme suyu arıtımı, atık su geri dönüşümü ve çok önemli ön tedavi adımı Aşağı akış membranlarını kirlenmeye karşı koruyan RO gibi daha gelişmiş membran sistemleri için.
Nanofiltrasyon membranları genellikle "gevşek" RO membranları olarak anılır çünkü gözenek boyutları UF ve RO'nunkiler arasındadır. NF membranları çok daha ince gözenek boyutuna sahiptir; tipik olarak 0,001 ila 0,01 mikron veya 1 ila 10 nanometre. Bu önemli ölçüde daha küçük gözenek boyutu, NF'nin, bir UF membranından kolayca geçebilecek çok daha küçük kirletici maddeleri ayırmasına olanak tanır.
Basit boyut dışlamanın ötesinde, NF membranları aynı zamanda yük itme veya Donnan etkisi. Çoğu NF membranının yüzeyinde hafif bir negatif yük bulunur ve bu, negatif yüklü iyonları itmeye yardımcı olur. Bu ikili mekanizma, NF'nin yalnızca UF için listelenen kirletici maddeleri değil aynı zamanda şunları da gidermesini sağlar:
-
İki değerlikli iyonlar kalsiyum gibi ( C a 2 ) ve magnezyum ( M g 2 ), bunlar su sertliğinin başlıca nedenidir.
-
Kesin tek değerlikli iyonlar (örneğin sodyum, klorür), ancak RO'dan daha düşük bir reddetme oranına sahiptir.
-
Daha küçük organik moleküller gibi pestisitler Ve herbisitler .
NF sistemleri, gözeneklerinin daha küçük olması ve ozmotik basıncın üstesinden gelme ihtiyacı nedeniyle daha yüksek çalışma basınçları UF'den daha fazladır ve genellikle 50 ila 200 psi (3,5 ila 14 bar) arasındadır. Bu daha yüksek baskı, daha yüksek enerji tüketimi ve işletme maliyetleri anlamına gelir. Ancak NF'nin benzersiz yetenekleri, onu belirli uygulamalar için ideal seçim haline getiriyor; özellikle de su yumuşatma , renk kaldırma , Ve kısmi tuzdan arındırma acı su kaynakları için.
Karşılaştırmalı Bir Bakış: UF ve NF
