Като една от основните технологии в областта на съвременната обработка на водата, технологията за разделяне на мембраната играе важна роля в пречистването на питейната вода, обработката на индустриалните отпадни води, обезсоляването на морската вода и други области с нейните предимства на високата ефективност, спестяване на енергия и опазване на околната среда.
I. Микрофилтрация (MF): Физическа филтрация на основните бариери
Обхватът на размера на порите на микрофилтрационната мембрана е {{0}}. 1-10 микрона и главно разчита на скрининговия механизъм за прихващане на суспендираната материя, бактериите (като ешерихия и др.) И големи частици. Разликата в експлоатационното налягане обикновено е 0,7 бара, с ниска консумация на енергия, което е подходящо като процес на предварителна обработка.
Ефективност на задържане: Микрофилтрацията може да запази повече от 99% от частиците с размер на частиците> 0. 1 Micron, но има ограничен капацитет за задържане на вируси (като 20-300 nm Norovirus).
Сценарии на приложение: Микрофилтрацията може да намали мътността до по -малко от 0. 1NTU при пречистване на питейната вода, а скоростта на отстраняване на бактериите надвишава 95%; Когато се използва за изясняване на сок в хранителната индустрия, той може да запази повече от 90% от вкусовите вещества.
Ограничения: Не може да се премахне разтворената органична материя (DOM) и йонните замърсители (като калциев и магнезиеви йони) и изисква последващи процеси за постигане на дълбоко пречистване.
II. Ултрафилтрация (UF): Точно разделяне на макромолекулни вещества
Размерът на порите на ултрафилтрационната мембрана се намалява до 0. 002-0. 1 микрона (съответстващо на молекулно тегло на 1000-100000 далтони), а протеините, колоидите и някои вируси се прихващат през двойните ефекти на физическия скрининг и повърхностната адсорпуция. Разликата му в експлоатационното налягане се увеличава до 1-7 бара, което изисква по -висока консумация на енергия.
Изпълнение на задържане: Степента на задържане на макромолекулярната органична материя с молекулно тегло> 10KDa (като хуминова киселина) надвишава 90%, но почти няма въздействие върху задържането върху моновалентни йони (Na⁺, Cl⁻).
Икономическа ефективност: Цената на системата за ултрафилтрация за третиране на тон вода при общинско водоснабдяване е около 0. 3-0. 5 юана, което е с 20% по -ниска от тази на традиционния процес на филтриране на пясъка.
Типично приложение: Лечението с медицински отпадни води може да премахне повече от 90% от патогенните микроорганизми, които отговарят на „стандартите за изхвърляне на замърсители на водата в медицинските институции“. Когато предварителното обработка на морската вода се комбинира с обратна осмоза, животът на RO мембраната може да бъде удължен с 30%-40%.
Iii. Нанофилтрация (NF): Многофункционална мембрана за селективно разделяне
Размерът на порите на нанофилтрационната мембрана е около 1 nm (съответстващо на молекулно тегло 200-400 DA), който има както скрининг, така и ефекти на отблъскване. Степента на задържане на двувалентни йони (като Ca²⁺, So₄²⁻) е до 90%-98%, но скоростта на отстраняване на моновалентни йони (като Na⁺) е само 20%-80%. Работното налягане се увеличава до 3. 5-16 бар, изискващ средно и високо налягане.
Ефективност на обезсоляването: Степента на задържане на магнезиев сулфат (MGSO₄) може да достигне повече от 95%, докато тази на натриевия хлорид (NaCl) е само 40%-70%. Тази функция го прави изключително изгоден при омекотяването на твърдата вода.
Сравнение на потреблението на енергия: Консумацията на нанофилтрация на енергия е около 50% -70% от тази на обратната осмоза. Например, при лечение на солена вода, консумацията на електроенергия на нанофилтрация на тон вода е 1. 2-2. 5kWh, докато обратната осмоза изисква 2. 5-4 kWh.
Отстраняване на хрома: След като повърхностна водна инсталация прие нанофилтрация, хрома се намалява от 30 pt-CO до под 5 pt-CO и не се добавя химически окислител.
Обработка на радиоактивни материали: Степента на задържане на радий (RA²⁺) надвишава 98%, което значително намалява риска от радиоактивност на подземните води.
IV. Обратна осмоза (RO): Изключително прецизна технология за обезсоляване
Размерът на порите на мембраната за обратна осмоза е<0.1nm, which only allows water molecules to pass through, and almost completely blocks soluble salts (salinity rejection rate>95%) and organic matter with a molecular weight>100da. Работното му налягане варира в зависимост от солеността на входящата вода. Третирането на солена вода изисква 5-20 бар, а обезсоляването на морската вода е толкова високо, колкото 50-84 бар.
Капацитет на обезсоляване: Композитната мембрана на RO може да обезсолява 99,7% от морската вода (TDS 35000 mg\/L), а произведената вода TDS<500mg/L, meeting the WHO drinking water standard.
Анализ на разходите: В глобалните проекти за обезсоляване на морската вода RO технологията представлява над 65%, а цената на тон вода е спаднала до 3. 5-6 юана, което е с 60% по -ниска от метода на дестилация.