Comparació i anàlisi de l'aplicació d'electrodialisi, membrana d'osmosi inversa, membrana d'ultrafiltració i membrana de nanofiltració

Comparació i anàlisi de l'aplicació d'electrodialisi, membrana d'osmosi inversa, membrana d'ultrafiltració i membrana de nanofiltració

Per al tractament de l'aigua es poden utilitzar mètodes de separació de membranes com ara electrodialisi, osmosi inversa, ultrafiltració i nanofiltració. L’electrodiàlisi es pot eliminar efectivament els components iònics de l’aigua i s’utilitza principalment per a la dessalinització i el suavització industrial de l’aigua de mar i l’aigua salobre. La microfiltració pot separar components amb un diàmetre de 0,03 ~ 10 μm en aigua, que s'utilitza principalment per eliminar bacteris, matèries en suspensió i turbiditat a l'aigua. La ultrafiltració pot separar compostos macromoleculars i col·loides amb un diàmetre de 0,05 ~ 10 μm i un pes molecular superior a 500, cosa que pot eliminar efectivament els sòlids en suspensió, els col·loides, els virus, els bacteris i algunes substàncies orgàniques a l'aigua. La pressió és baixa a causa d’ultrafiltració (0,1 ~ 0,6MPa)), la producció d’aigua és gran (2,4 ~ 12m3 / m2 / d), fàcil d’operar, per la qual cosa s’utilitza àmpliament en el tractament de l’aigua i el desenvolupament és relativament ràpid. No obstant això, la microfiltració i la ultrafiltració tenen una baixa taxa d’eliminació de matèria orgànica amb un pes molecular baix (per sota de 300 a 400) a causa del seu gran porus. Una part considerable de la matèria orgànica en aigua natural és una matèria orgànica soluble de baix pes molecular. Si s’utilitza el mètode d’ultrafiltració, la taxa d’eliminació de matèria orgànica és baixa. Per tant, la ultrafiltració s’utilitza sovint com a unitat de posttractament en un sistema de tractament d’aigües, que s’ha utilitzat àmpliament. A més, l’osmosi inversa pot separar molècules de solut amb un pes molecular inferior a 500, de manera que té una elevada taxa d’eliminació de sals orgàniques i inorgàniques a l’aigua. Es tracta d’una tecnologia de separació efectiva en el tractament de purificació profunda d’aigües residuals i molt utilitzada. Inclou dispositius d’osmosi inversa per produir aigua pura. La membrana d'osmosi inversa té una alta pressió (1 ~ 10MPa), baixa producció d'aigua (0,4 ~ 1,8m3 / m2 / d), i la taxa de recuperació d'aigua és només del 75% ~ 80%, per la qual cosa el cost operatiu és elevat. El mètode de separació de membrana de nanofiltració pot eliminar efectivament les substàncies essencials a l’aigua conservant la major part d’ions inorgànics requerits pel cos humà, i el valor de pH de l’efluent no canvia gaire. La membrana de nanofiltració es va desenvolupar després de l’arribada de la típica membrana composta d’osmosi inversa a principis dels anys vuitanta. Sovint s'anomenava membrana fluixa d'osmosi inversa a la primera etapa. Pot eliminar efectivament els components solubles amb un pes molecular superior a 200 i una mida molecular d’uns 1 nm. La taxa d’eliminació de TOC per la membrana de nanofiltració va arribar al 93,9%, la taxa d’eliminació del mutant va ser del 85,5% i la taxa de rebuig de la sal inorgànica del 40%. La membrana d’osmosi inversa i la membrana de nanofiltració tenen una mida de porus petita (la membrana de nanofiltració i la membrana d’osmosi inversa poden eliminar efectivament la matèria orgànica amb un pes molecular superior a 200 i menys de 200, respectivament), de manera que, en teoria, tenen una elevada taxa d’eliminació de matèria orgànica. . Tot i això, requereixen un tractament estricte de l’aigua influent, en cas contrari la membrana quedarà contaminada o danyada, limitant així l’amplia aplicació de la membrana de nanofiltració i l’osmosi inversa en el tractament de l’aigua. En comparació amb la membrana d’osmosi inversa, la membrana de nanofiltració requereix menys pretractament que la membrana d’osmosi inversa. Per tant, la nanofiltració té un valor més pràctic des de la perspectiva d’eliminar la matèria orgànica i la dessalinització. En aplicacions pràctiques, la microfiltració i la ultrafiltració també es poden utilitzar com a unitats de pretractament per a membranes de nanofiltració i membranes d’osmosi inversa.