Iedereen die op zijn minst middelbare biologie heeft gestudeerd (en aandacht heeft besteed) is bekend met het concept van een membraan, in het bijzonder een semi-permeabel membraan. Biologische levende cellen zijn verpakt in semi-permeabele membranen die hun functies gescheiden houden van de omgeving. Het semi-permeabele aspect laat alleen bepaalde ionen en organische moleculen de cel in of uit. Het membraan kan selectief zijn in een passieve of actieve capaciteit. De UF-zuiverings- en microfiltratieprocessen gebruiken een semi-permeabel membraan om microverontreinigingen te scheiden van een waterstroom.

Wat is het verschil tussen UF-zuivering en microfiltratie? We zullen eerst uitleggen hoe een semi-permeabele membranen werken. Hierna zullen we de verschillen uitleggen tussen de UF- en microfiltratiemembraanbehandelingsprocessen voor water- en afvalwaterbehandeling.

Hoe werkt een semi-permeabel membraan?

Een van de manieren is via, actief transport over een membraanoppervlak dat op verschillende manieren plaatsvindt. Elk van deze transporten vereist dat de cel een bepaalde hoeveelheid energie verbruikt om dit te doen. Eén manier is via transportkanalen die respectievelijk voedingsstoffen en metabolisch afval binnenhalen en verdrijven. Een andere is endocytose waarbij de celwand zoiets als een pseudo-mond vormt, die zich om een ​​extern voorwerp wikkelt en vervolgens als een blaasje in de cel ontluikt. Het tegenovergestelde is exocytose. Interne blaasjes versmelten met het membraan en de inhoud ervan wordt uitgescheiden in de omringende oplossing.

Een andere manier is door passieve mechanismen die bekend staan ​​als diffusie en osmose. Diffusie is de beweging van ionen en moleculen van gebieden met een hoge concentratie naar gebieden met een lage concentratie om een ​​evenwichtstoestand aan beide zijden van het membraan te creëren. Terwijl deze ionen bewegen, creëren ze een osmotisch drukverschil. Osmose werkt tegengestelde diffusie en probeert een evenwicht te creëren door een oplosmiddelvloeistof (meestal water) naar het hogere concentratiegebied te verplaatsen.

Het passieve diffusie / osmoseproces is een mechanisme dat gemakkelijk op veel grotere schaal kan worden nagebootst. Er zijn veel potentiële toepassingen voor dergelijke technologie, maar in het bijzonder is het nut ervan bij water- en afvalwaterbehandeling. Micro- en ultrafiltratiezuivering zijn twee van dergelijke membraantechnologieën. Het zijn zeer vergelijkbare filtratie- / scheidingsprocessen met een verschil dat elk ideaal maakt voor hun eigen specifieke toepassingen.

Fundamenteel vergelijkbaar

Microfiltratie en UF-zuivering lijken meer op elkaar dan ze verschillen. Zoals vermeld in de inleiding zijn het beide passieve, op membranen gebaseerde scheidingstechnologieën. Deze systeemprocessen werken door differentiaaldruk uit te oefenen over een semi-permeabel membraan en die druk water en kleine deeltjes door de membraanporiën duwt, terwijl grotere vaste stoffen aan de andere kant worden vastgehouden.

Deze processen zorgen beide ook voor nuttige voorbehandelingsstappen voor omgekeerde osmose. Membranen hebben veel zorg nodig, dus ze kunnen zo lang mogelijk meegaan zonder vervanging. Filtervoorbehandeling vermindert concentraties van grotere vaste deeltjes en verkleint de kans op membraanvervuiling.

De membranen voor deze microfiltratie- en UF-zuiveringssystemen zijn ook verkrijgbaar in dezelfde configuraties. Plaat en frame, buisvormige, holle vezel en spiraalgewonden zijn mogelijke opties. Deze verschillende configuraties bieden hun eigen voor- en nadelen. Er zijn ook verschillende materialen waaruit de membranen kunnen bestaan, namelijk polymeren en keramiek.

Vergelijkbare voordelen:

• Geen chemicaliën

• Constante productkwaliteit ongeacht de voerkwaliteit

• Compact

Vergelijkbare kosten:

• Apparatuur

  • tanks, pompen, skids, bedieningselementen, etc.

• Bouwmaterialen

• Karakterisering van water

  • Wat er in het water / afvalwater zit, bepaalt wat er moet gebeuren om het goed te behandelen. Meer complexe samenstellingen of hoge concentraties van verontreinigende stoffen zullen voorbehandelingsstappen of meer energie-intensieve processen of veerkrachtiger membranen vereisen om met deze omstandigheden om te gaan. Lage concentraties en eenvoudige verontreinigende samenstellingen vereisen meestal minder voorbehandeling en verlagen daarom de operationele kosten.

• Stroomsnelheden

  • Hogere stroomsnelheden gaan gepaard met hogere kapitaal- en operationele kosten

• Planning

• Benodigde ruimte

• Installatie

  • Voorverpakt versus niet-geassembleerde systemen

• Verzendkosten

• Operationele kosten

De verschillen

Het komt allemaal neer op poriëngrootte. Op de membraanscheidingsschaal zijn micro en ultrafiltratie grover dan nanofiltratie en omgekeerde osmose, maar zijn nog steeds fijner dan mediafiltratie. Microfilterporiën liggen binnen het bereik van 0.1 tot 10 microns en ultrafiltratiemembraanporiën binnen 0.01 tot 0.1 microns. De gekozen methode voor een behandelingssysteem is gebaseerd op de grootte van de kleinste deeltjes die in het voedingswater moeten worden vastgehouden. Het verschil in hun poriegrootte bepaalt de toepassingen waarvoor ultrafiltratiezuivering of microfiltratiebehandelingsproces het meest toepasbaar zou zijn om te worden toegepast voor de specifieke toepassing.

Verwijdering

Gebaseerd op het poriegroottebereik van deze twee scheidingstechnologieën, hieronder is een lijst van enkele van de kleinste verontreinigende stoffen die elke technologie in staat is om ruwwaterstromen te verwijderen of te verminderen.

Microfiltratie (MF)

• Zeewier

• Bacterie

• Pathogene protozoa (Giardia lamblia en Crypotosporidium)

• Sediment (zand, klei, bepaalde complexe metalen / deeltjes)

Ultrafiltratie

Alle verontreinigende stoffen die MF kan verwijderen, plus:

• endotoxinen

• Kunststoffen

• silica

• Slib

• Virussen

Toepassingen

Zowel microfiltratie als UF-zuivering zijn nuttig voor water / afvalwaterzuivering in een breed scala van industriële en commerciële omgevingen. Dit omvat de verwerking van vele soorten eindproducten. Hieronder staan ​​slechts enkele van de vele mogelijke toepassingen voor elk membraanfilterproces.

microfiltratie

• Koude sterilisatie van dranken en geneesmiddelen

• Bacteriën scheiden van water

• Verduidelijking van vruchtensappen, wijn of bier

• Aardolieraffinage

Ultrafiltratie

• Verlaging van de slibdichtheidsindex voor omgekeerde osmose

• Virusverwijdering uit water

• Scheiden van olie / water-emulsies

• Ziekteverwekkers verwijderen uit melk

• Medische toepassingen

Heeft u vragen over micro- of UF-zuiveringsprocessen voor uw specifieke behandelingstoepassing?

Neem contact op met de waterbehandelingsdeskundigen van Genesis Water Technologies, Inc. op 1-877-267-3699 of neem contact met ons op via e-mail op customersupport@genesiswatertech.com om uw behandelingskwesties te bespreken en de juiste oplossing die aan uw specifieke behoeften voldoet.