Was ist der Unterschied zwischen Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration und Umkehrosmose?

Mikrofiltration (MF):

Die Filtrationsgenauigkeit beträgt im Allgemeinen 0,1–50 Mikrometer. Gängige PP-Filterelemente, Aktivkohlefilterelemente, Keramikfilterelemente usw. gehören alle zur Kategorie der Mikrofiltration. Sie dienen der einfachen Grobfiltration, um große Verunreinigungen wie Schlamm, Rost usw. im Wasser zu filtern, können jedoch keine Schadstoffe wie Bakterien im Wasser entfernen. Das Filterelement kann normalerweise nicht gereinigt werden. Es handelt sich um ein Einwegfiltermaterial, das häufig ausgetauscht werden muss. ① PP-Baumwollkern: Wird im Allgemeinen nur zur Grobfiltration mit geringen Anforderungen zur Entfernung großer Partikel wie Schlamm, Rost usw. im Wasser verwendet. ② Aktivkohle: Sie kann Verfärbungen und Gerüche im Wasser beseitigen, aber sie kann keine Bakterien im Wasser entfernen, und die Entfernungswirkung von Schlamm und Rost ist ebenfalls schlecht. ③ Keramikfilterelement: Die minimale Filtergenauigkeit beträgt nur 0,1 Mikrometer, normalerweise mit geringer Durchflussrate und schwer zu reinigen.

Ultrafiltrationsmembran (UF):

Eine mikroporöse Filtrationsmembran mit konsistenten Porengrößenspezifikationen und einem Nennporengrößenbereich von 0,001–0,02 Mikrometern. Die Membranfiltrationsmethode unter Verwendung einer Ultrafiltrationsmembran mit Druckdifferenz als treibende Kraft ist die Ultrafiltrationsmembranfiltration. Ultrafiltrationsmembranen bestehen meist aus Acetatfasern oder Polymermaterialien mit ähnlichen Eigenschaften. Es eignet sich für die Trennung und Konzentration gelöster Stoffe in der Verarbeitungslösung und wird häufig auch für die Trennung kolloidaler Suspensionen verwendet, die mit anderen Trenntechnologien nur schwer zu erreichen sind. Sein Anwendungsbereich erweitert sich ständig.

Die Membran-Ultrafiltration, die den Druckunterschied als treibende Kraft nutzt, kann in drei Kategorien unterteilt werden: Ultrafiltrations-Membranfiltration, mikroporöse Membranfiltration und Umkehrosmose-Membranfiltration. Sie werden anhand der Größe oder des Molekulargewichts kleiner Partikel unterschieden, die von der Membranschicht zurückgehalten werden können. Wenn der Nennporengrößenbereich der Membran als Unterscheidungsstandard verwendet wird, beträgt der Nennporengrößenbereich der mikroporösen Membran (MF) 0,02–10 μm; die Ultrafiltrationsmembran (UF) ist 0,001–0,02 μm; Die Umkehrosmosemembran (RO) ist 0,0001–0,001 μm groß. Es gibt viele Faktoren, die die Poren kontrollieren. Beispielsweise können Ultrafiltrationsmembranen mit unterschiedlichen Porengrößen und Porengrößenverteilungen je nach Art und Konzentration der Lösung bei der Membranvorbereitung, Verdampfungs- und Kondensationsbedingungen usw. erhalten werden.

Nanofiltration (NF):

Die Filtrationsgenauigkeit liegt zwischen Ultrafiltration und Umkehrosmose und die Entsalzungsrate ist geringer als die der Umkehrosmose. Auf dem Markt gab es ein weit verbreitetes Sprichwort: Nanofiltration ist eine lose Umkehrosmose. Tatsächlich handelt es sich hierbei um ein technisch irreführendes Konzept.

Das eigentliche Trennkonzept der Nanofiltration ist eine Filtermembran, die den Donan-Effekt erfüllt und über eine selektive Rückhaltung von Ionen verfügt. Es handelt sich um eine Membran, deren Natriumchloridpermeabilität proportional zur Natriumchloridkonzentration ist und deren Verhältnis größer als 0,4 ist. Es wird hauptsächlich zur Entsalzung und Konzentration verschiedener Speiseflüssigkeiten eingesetzt. Die 0 % NaCl-Retentionsrate wird durch Nanofiltrationsmembrantests unter der Bedingung einer Mischung aus 30.000 ppm NaCl und anderen Arten von Ionen ermittelt. Unter der Bedingung einer reinen 30.000 ppm NaCl-Lösung. Die Rückhalterate der Nanofiltrationsmembran für NaCl beträgt 5–15 %. Wenn die NaCl-Konzentration weniger als 30.000 ppm oder sogar weniger beträgt, liegt die Rückhalterate von NaCl durch die Nanofiltrationsmembran bei über 15 %. Die tatsächliche Rückhaltequote von Nanofiltrationsmembranen für Salze wie NaCl hängt hauptsächlich von der Zusammensetzung des Zuflusses und den Membraneigenschaften ab (siehe Abbildung).

Umkehrosmose (RO):

Die Filtergenauigkeit beträgt etwa 0,0001 Mikrometer. Es handelt sich um eine hochpräzise Membrantrenntechnologie, die Druckdifferenz nutzt und Anfang der 1960er Jahre in den USA entwickelt wurde. Es kann fast alle Verunreinigungen im Wasser herausfiltern (einschließlich schädlicher und nützlicher) und lässt nur Wassermoleküle durch. Es wird im Allgemeinen bei der Herstellung von reinem Wasser, industriellem Reinstwasser und medizinischem Reinstwasser verwendet. Die Umkehrosmose-Technologie erfordert Druck und Strom.

Das Prinzip der Umkehrosmose:

Zuerst müssen wir das Konzept der „Osmose“ verstehen. Osmose ist ein physikalisches Phänomen. Wenn zwei Arten von Wasser mit unterschiedlichen Salzen durch eine semipermeable Membran getrennt werden, stellt man fest, dass das Wasser auf der Seite mit weniger Salz durch die Membran in das Wasser mit höherem Salzgehalt eindringt, während das darin enthaltene Salz dies tun wird nicht eindringen. Auf diese Weise wird die Salzkonzentration auf beiden Seiten allmählich auf ein gleiches Niveau gebracht. Allerdings dauert es lange, bis dieser Prozess, der auch osmotischer Druck genannt wird, abgeschlossen ist.

Wenn aber auf der Seite mit höherem Salzgehalt ein Druck ausgeübt wird, kann die oben genannte Osmose ebenfalls gestoppt werden. Der Druck zu diesem Zeitpunkt wird osmotischer Druck genannt. Wird der Druck weiter erhöht, kann die Osmose in die entgegengesetzte Richtung erfolgen und das Salz bleibt zurück. Daher besteht das Prinzip der Umkehrosmose-Entsalzung darin, auf das Wasser mit Salz (z. B. Rohwasser) einen Druck auszuüben, der größer als der natürliche osmotische Druck ist, so dass die Osmose in die entgegengesetzte Richtung verläuft und die Wassermoleküle im Rohwasser zerstört werden auf die andere Seite der Membran gedrückt, um zu sauberem Wasser zu werden, wodurch der Zweck erreicht wird, Verunreinigungen und Salz im Wasser zu entfernen.