В чем разница между мембраной UF и мембраной NF?

В постоянно развивающейся области очистки воды мембранная фильтрация стала краеугольным камнем технологии производства чистой и безопасной воды. Хотя существует множество типов мембран, наиболее часто обсуждаются два типа: ультрафильтрация (УФ) и нанофильтрация (НФ) . Хотя оба процесса основаны на давлении и используют полупроницаемый барьер для отделения загрязнений от жидкости, они предназначены для совершенно разных целей. Фундаментальное различие между ними заключается в одном решающем факторе: размер пор .

Ультрафильтрационные (УФ) мембраны : Мелкое сито

Ультрафильтрация – это мембранный процесс, который действует преимущественно по принципу исключение размера , действуя как очень мелкое сито. УФ-мембраны имеют типичный размер пор от от 0,01 до 0,1 микрона или от 10 до 100 нанометров. Эта пористая структура очень эффективна при физическом блокировании широкого спектра более крупных частиц и микроорганизмов.

К основным загрязнениям, для удаления которых предназначены УФ-мембраны, относятся:

• Взвешенные вещества и коллоиды которые вызывают мутность.

• Бактерии и простейшие , такой как Лямблии и Криптоспоридии .

• Вирусы (большинство типов, хотя могут проходить и более мелкие вирусы).

• Высокая молекулярная масса органические соединения и macromolecules.

Поскольку УФ-мембраны имеют относительно большие поры по сравнению с другими мембранными технологиями, такими как NF или обратный осмос (RO), они требуют более низкое рабочее давление , обычно в диапазоне от 15 до 100 фунтов на квадратный дюйм (от 1 до 7 бар). Это делает системы УФ более энергоэффективными и экономичными для применений, где основной целью является удаление твердых частиц и микроорганизмов. Общие области применения включают очистку питьевой воды, переработку сточных вод и, как решающую роль, этап предварительной обработки для более совершенных мембранных систем, таких как RO, которые защищают мембраны, расположенные ниже по потоку, от загрязнения.

Нанофильтрационные (НФ) мембраны : За решетом

Мембраны для нанофильтрации часто называют «свободными» мембранами обратного осмоса, поскольку размер их пор находится между размером пор УФ и обратного осмоса. Мембраны NF имеют гораздо меньший размер пор, обычно в диапазоне от 0,001 до 0,01 микрона или от 1 до 10 нанометров. Этот значительно меньший размер пор позволяет NF отделять гораздо более мелкие загрязнения, которые легко проходят через УФ-мембрану.

Помимо простого исключения размера, мембраны NF также полагаются на отталкивание заряда или эффект Доннана. Большинство NF-мембран имеют небольшой отрицательный заряд на поверхности, что помогает отталкивать отрицательно заряженные ионы. Этот двойной механизм позволяет NF удалять не только загрязнения, перечисленные для UF, но также:

• Двухвалентные ионы как кальций( $С{а}^2$ ) и магний ( $М{г}^2$ ), которые являются основной причиной жесткости воды.

• Определенный одновалентные ионы (например, натрий, хлорид), хотя и с более низким процентом отбраковки, чем RO.

• Меньшие органические молекулы, такие как пестициды и гербициды .

Из-за меньших пор и необходимости преодолевать осмотическое давление системы NF требуют более высокое рабочее давление чем UF, обычно находится в диапазоне от 50 до 200 фунтов на квадратный дюйм (от 3,5 до 14 бар). Это более высокое давление приводит к более высокому потреблению энергии и эксплуатационным расходам. Однако уникальные возможности NF делают его идеальным выбором для конкретных приложений, в первую очередь умягчение воды , удаление цвета , и частичное опреснение для источников соленой воды.

Сравнительный взгляд: UF против NF