Membrāna ir daļēji caurlaidīga barjera, kas ļauj dažām molekulām iziet cauri, saglabājot (vai aizturot) citas.
- Laika ietaupījums
- Augsta attīrīšanas pakāpe
- Efektivitāte
- Izmaksu ietaupījums
Mikrofiltrācija (MF) metode tika izstrādāta 1900. gadu sākumā, kad radās pirmā membrāna, un tā ir kļuvusi ļoti nozīmīgāka tādās nozarēs kā medicīna, farmaceitiskā ražošana, mikrobioloģija un pārtikas rūpniecībā.
Reversās osmozes membrānas bija nākamā membrānu klase, ko 1959. gadā izgudroja Loeb un Sourirajan Kalifornijas universitātē Losandželosā ar sākotnējo mērķi ražot dzeramo ūdeni no sālsūdens un jūras ūdens. Viņiem izdevās radīt funkcionālu sintētisku RO membrānu no celulozes acetāta, kas darbojās līdzīgi filtram, ļaujot iziet cauri tikai ūdens molekulām noraidot NaCl un TDS (kopējais izšķīdušo cieto vielu saturs).
Nedaudz vēlāk radās ultrafiltrācija (UF), kas labi iederējās starp sāli noraidošo RO un sāls caurlaidīgo, daļiņu aizturošo MF. RO un UF membrānas labi darbojās daudziem pielietojumiem, taču arvien vairāk bija nepieciešama membrāna ar veiktspēju raksturlielumos starp RO un UF membrānām.
Membrānu tehnoloģiju salīdzinājuma shematisks atainojums
Osmoze
Osmoze ir tīra ūdens caurlaide cauri membrānai. Skat. 1. attēlā. Daļēji caurlaidīga membrāna tiek ievietota starp diviem nodalījumiem šķīdumu tvertnē; kreisajā pusē, kas satur ūdeni ar zemu koncentrācijas pakāpi (zems sāļu saturs) un labajā pusē, kas satur ūdeni ar augstas koncentrācijas pakāpi (augsts sāļu saturs). Pieņemot, ka membrāna ir caurlaidīga tikai ūdenim, nevis izšķīdušiem sāļiem, sistēma mēģinās panākt līdzsvaru, kā rezultātā abos nodalījumos būs vienāda sāļu koncentrācija. Tīrs ūdens no atšķaidītā šķīduma trauka abās pusēs pārvietojas caur membrānu (kas saglabā sāļus) uz koncentrētu šķīdumu.
Tā kā ūdens no zemas koncentrācijas šķīduma iet caur membrānu uz augstas koncentrācijas šķīdumu, šķidruma līmenis mainās. Zemas koncentrācijas šķīdums zaudē ūdeni, tāpēc šķidruma līmenis pazeminās, bet nodalījums, kurā atrodas koncentrētais šķīdums, iegūst ūdeni, ļaujot līmenim paaugstināties. Augstas koncentrācijas šķīdums turpina celties līdz pietiekamam spiedienam (ko izraisa līmeņu starpība starp abiem nodalījumiem), lai apturētu osmozes procesu. Šo spiedienu sauc par osmotisku spiedienu un tas ir līdzvērtīgs spēkam, ko osmoze rada, lai izlīdzinātu koncentrācijas abās membrānas pusēs.
Osmoze ir tīra ūdens (zemas koncentrācijas šķīdums) dabiska migrācija caur daļēji caurlaidīgu membrānu līdz augstākas koncentrācijas šķīdumam.
Reversā osmoze
Reversā osmoze ir, kad spiediens (lielāks kā šķīduma osmotiskais spiediens)tiek pievadīts augstas koncentrācijas šķīdumam, kas liek tīram ūdenim plūst caur membrānu pretējā virzienā uz zemas koncentrācijas šķīduma nodalījumu.
Reversā osmoze ir tad, kad pievadītais spiediens piespiež tīru ūdeni no augstas koncentrācijas šķīduma pārvietoties uz zemas koncentrācijas šķīdumu.
Nanofiltracijas membrāna
Šķērsplūsmas membrānu sistēmā pastāv trīs veidu plūsmas: ienākošais ūdens, permeāts un koncentrāts (3. attēls). Ienākošā ūdens plūsma ir ūdens, kas nonāk membrānas sistēmā. Permeāta plūsma satur “tīru”, atsāļotu ūdeni ar augstu koncentrāciju. Dažreiz par permeātu sauc arī “produkta” ūdeni. Koncentrāta plūsma satur “atraidīto” ūdeni, kas atrodas sistēmā, tas satur pārsvarā piesārņojumu un izšķīdušos sāļus, kas neiziet cauri membrānai.
Šķērsplūsmas membrānu sistēmas shēma.
Esam ieviesuši šādus un līdzīgus risinājumus dažādu nozaru uzņēmumiem. Sazinies ar mums, lai uzzinātu kā varam palīdzēt Tavam uzņēmumam.
