Technologię separacji cieczy membranowej można ogólnie podzielić na cztery kategorie według ciśnienia roboczego i średniej wielkości porów stosowanej membrany: mikrofiltracja (MF), ultrafiltracja (UF), nanofiltracja (NF) i odwrócona osmoza (RO). Ich dokładność filtracji wzrasta w powyższej kolejności.
01
Mikrofiltracja (MF)
Mikrofiltracja może przechwytywać cząstki o wielkości od {{0}}.1 do 1 mikrona. Membrana mikrofiltracyjna pozwala na przechodzenie przez nią dużych cząsteczek materii organicznej i rozpuszczalnych ciał stałych (soli nieorganicznych), ale może blokować penetrację materii zawieszonej, bakterii, niektórych wirusów i koloidów na dużą skalę. Różnica ciśnień roboczych (efektywna siła napędowa) po obu stronach membrany mikrofiltracyjnej wynosi zazwyczaj 0,7 bara.
02
Ultrafiltracja (UF)
Ultrafiltracja może przechwytywać cząstki i zanieczyszczenia o wielkości od {{0}}.002 do 0,1 mikrona. Membrana ultrafiltracyjna pozwala na przechodzenie małych cząsteczek i rozpuszczalnych ciał stałych (soli nieorganicznych), ale skutecznie blokuje koloidy, białka, mikroorganizmy i makrocząsteczkową materię organiczną. Graniczna masa cząsteczkowa stosowana do charakteryzowania membrany ultrafiltracyjnej wynosi na ogół od 1,000 do 100,000. Ciśnienie robocze po obu stronach membrany ultrafiltracyjnej wynosi na ogół od 0,2 do 7 barów.
03
Nanofiltracja (NF)
Nanofiltracja to specjalny rodzaj membrany separacyjnej. Nazwano ją tak, ponieważ może zatrzymywać substancje o wielkości około 1 nanometra (0.001 mikrona). Zakres działania nanofiltracji mieści się między ultrafiltracją a odwróconą osmozą. Zatrzymuje materię organiczną o masie cząsteczkowej około 200~400, a jej zdolność do zatrzymywania rozpuszczalnych soli wynosi od 20~98%. Szybkość usuwania roztworu soli anionów jednowartościowych jest niższa niż roztworu soli anionów wysokowartościowych. Na przykład szybkość usuwania chlorku sodu i chlorku wapnia wynosi 20~80%, podczas gdy szybkość usuwania siarczanu magnezu i siarczanu sodu wynosi 90~98%. Membrany nanofiltracyjne są na ogół stosowane do usuwania materii organicznej i koloru z wód powierzchniowych, usuwania twardości i radioaktywnego radu z wody studziennej, częściowego usuwania rozpuszczalnych soli, zagęszczania żywności i oddzielania użytecznych substancji w lekach. Ciśnienie robocze membran nanofiltracyjnych wynosi na ogół 3,5~16 barów.
04
Odwrócona osmoza (RO)
Odwrócona osmoza jest najbardziej zaawansowaną technologią separacji cieczy membranowej. Może blokować prawie wszystkie rozpuszczalne sole i materię organiczną o masie cząsteczkowej większej niż 100, ale pozwala na przepływ cząsteczek wody. Współczynnik odsalania membrany odwróconej osmozy octanu celulozy jest na ogół większy niż 95%, a współczynnik odsalania membrany kompozytowej odwróconej osmozy jest na ogół większy niż 98%. Są one szeroko stosowane w odsalaniu wody morskiej i słonawej, wody zasilającej kotły, przemysłowej czystej wody i przygotowywaniu ultraczystej wody klasy elektronicznej, produkcji czystej wody pitnej, oczyszczaniu ścieków i specjalnych procesach separacji. Zastosowanie odwróconej osmozy przed wymianą jonową może znacznie obniżyć koszty operacyjne i odprowadzanie ścieków. Ciśnienie robocze membrany odwróconej osmozy jest na ogół większe niż 5 barów, gdy woda wlotowa jest wodą słonawą i jest na ogół mniejsze niż 84 bary, gdy woda wlotowa jest wodą morską.
Ultrafiltracja to wysoce skuteczna technika filtrowania wody i usuwania zanieczyszczeń, które mogą sprawić, że stanie się ona niezdatna do spożycia. Proces ten wykorzystuje membranę, która blokuje szkodliwe bakterie, wirusy i zanieczyszczenia, pozostawiając czystą i bezpieczną w użyciu wodę. System ultrafiltracji wody jest szczególnie skuteczny w filtrowaniu większych cząstek, które w przeciwnym razie mogłyby przedostać się przez inne systemy filtracji wody.
Aby lepiej zrozumieć ultrafiltrację, ważne jest poznanie jej mechaniki. Ten proces filtracji działa poprzez przepychanie wody przez membranę o rozmiarze porów wynoszącym zaledwie 0.02 mikrona. Wszelkie zawieszone cząsteczki, które są zbyt duże, aby przejść przez membranę, pozostają na jej powierzchni. Rezultatem jest strumień świeżej, czystej wody, która jest wolna od zanieczyszczeń i skażeń, ale zawiera rozpuszczone minerały, które są niezbędne dla zdrowia człowieka.
Membrany ultrafiltracyjne działają w wielu zastosowaniach, od uzdatniania wody pitnej na potrzeby małych gospodarstw domowych po uzdatnianie wody przemysłowej do większych zastosowań komercyjnych. Ta technika jest również przydatna do oczyszczania ścieków, które zostały zanieczyszczone przez ścieki przemysłowe lub inne substancje chemiczne, które mogą być szkodliwe dla środowiska i zdrowia ludzi.
Membrany ultrafiltracyjne mają wiele zalet w porównaniu z innymi, bardziej konwencjonalnymi technikami filtracji. Po pierwsze, systemy ultrafiltracji są wysoce wydajne i wymagają bardzo mało energii do działania, co czyni je przyjazną dla środowiska opcją, która może pomóc zmniejszyć Twój ślad węglowy. Ponadto systemy te są łatwe w instalacji i konserwacji oraz produkują wysokiej jakości wodę, która jest idealna do szerokiego zakresu zastosowań.