Система мембран
Что такое мембранная система?
Из-за функции разделения, концентрации, очистки и рафинирования, а также таких характеристик, как высокая эффективность, энергосбережение, защита окружающей среды, молекулярная фильтрация, простота процесса фильтрации и легкость управления, мембранные технологии разделения широко используются в различных областях, таких как пищевая промышленность, медицина, биология, экология, химическая промышленность, энергетика, очистка сточных вод, электроника и бионика. Это принесло огромные экономические и социальные выгоды, став одним из самых важных средств в науке о разделении.
Технологии и приложения
Мембранная концентрация — это процесс концентрации и уменьшения сточных вод с использованием селективной проницаемости мембраны. В настоящее время общепринятые технологии обработки мембранами включают микрофильтрацию (MF), ультрафильтрацию (UF), нанофильтрацию (NF), обратный осмос (RO) и мембранную дистилляцию. Их можно примерно разделить в зависимости от способности к десалинизации:
микрофильтрация < ультрафильтрация < нанофильтрация ≤ электродиализ < обратный осмос.
- микрофильтрацию (MF), ультрафильтрацию (UF), нанофильтрацию (NF)
- Обратный осмос (RO)
- Передний осмос (FO)
- Электродиализ
- мембранную дистилляцию
микрофильтрацию (MF), ультрафильтрацию (UF), нанофильтрацию (NF)
- Микрофильтрация: При наличии разности давлений в качестве движущей силы и пористой фильтровальной мембраны в качестве фильтрационного материала, используется принцип фильтрации для разделения нерастворимых частиц (0,1–10 мкм). Рабочий диапазон давления составляет 0,05–0,5 МПа. Мембрана микрофильтрации позволяет проходить макромолекулам и растворимым твердым веществам (неорганическим солям), но задерживает взвешенные вещества, бактерии и коллоиды.
- Ультрафильтрация: Она может перехватывать вещества размером 0,001–0,01 мкм с молекулярной массой от 1 000 до 300 000. Ультрафильтрация позволяет проходить небольшим молекулам и растворимым твердым веществам (неорганическим солям) и удаляет макромолекулярные органические вещества, коллоиды, белки, микроорганизмы и т. д. Ультрафильтрация в основном используется в питьевой воде, очистке промышленных сточных вод и подготовке высокочистой воды.
- Нанофильтрация: Находится между обратным осмосом и ультрафильтрацией, в основном удаляет солевые ионы размером 1 нм и перехватывает вещества с относительной молекулярной массой от 200 до 1000. Отверстия нанофильтрационной мембраны находятся в наномасштабе, позволяя воде проходить, перехватывая или частично перехватывая вещества, большие молекулярной массы воды. Нанофильтрационная мембрана может перехватывать Ca²⁺, Mg²⁺, SO₄²⁻ и COD, но позволяет проходить Na⁺ и Cl⁻.
Обратный осмос (RO)
- Обратный осмос — это технология, которая создает давление на стороне с высоким осмотическим давлением, позволяя молекулам воды проходить через мембрану обратного осмоса на сторону с низким осмотическим давлением. С переносом молекул воды концентрация высококонцентрированного раствора постоянно увеличивается. Теоретически обратный осмос может задерживать вещества размером более 0,1 нм и эффективно задерживает неорганические соли, коллоиды и органические вещества с относительной молекулярной массой более 100 в воде. Его степень десалинизации достигает 95%–97%, что обеспечивает безопасность, надежность и стабильность качества сбрасываемой воды.
Обратный осмос обычно используется для смягчения воды, обработки сточных вод, очистки, концентрации и разделения в пищевой, фармацевтической и химической промышленностях.
Передний осмос (FO)
- В отличие от технологии обратного осмоса, передний осмос — это технология, использующая селективную проницаемость мембраны FO, позволяющая молекулам воды течь через мембрану FO с более низкого осмотического давления на более высокое. Это новая мембранная сепарационная технология, управляемая концентрацией, которая обладает такими преимуществами, как высокая степень десалинизации, сильная концентрация, низкое загрязнение мембраны и высокая скорость восстановления. В процессе концентрации сточных вод необходимо подготовить и регенерировать абсорбционный раствор с очень высокой концентрацией, чтобы молекулы воды в сточных водах постоянно переносились в абсорбционный раствор через мембрану FO.
Передний осмос нашел применение во многих областях, таких как опреснение морской воды, обработка сточных вод, пищевая промышленность и обработка лекарств. Он стал горячей темой в исследованиях мембранной сепарации по всему миру.
Справочная информация Введение
Электродиализ
- Электродиализ используется для переноса солевых ионов из одного раствора через ионообменные мембраны в другой под воздействием приложенной разности электрического потенциала. Под действием электрического поля ионы в сточных водах будут перемещаться к противоположному электроду, движимые электродом. Поскольку анионы не могут проходить через катионную мембрану, а катионы — через анионную мембрану, между двумя полюсами будет образовываться чередование пресной воды и концентрата. Концентрационный эффект электродиализа очень значителен, и TDS концентрата может достигать более 200 г/л, что может значительно снизить сброс сточных вод.
Мембранную дистилляцию
- Мембранную дистилляцию использует гидрофобную мембрану, которая является технологией мембранного разделения, управляемой парциальным давлением с обеих сторон мембраны, и подходит для концентрации растворов с неулетучивающимися солями.
Узнать больше о решениях
Соответствующие ресурсы
Многодисциплинарное сотрудничество в проектировании трубопроводов испарительных систем
Во время испарения предотвращается образование и удаление накипи.
5 уведомлений о блокировке во время сброса фармацевтических сточных вод с нулевой жидкостью