Care este diferența dintre membrana UF și membrana NF?

În domeniul în continuă evoluție ol tratării apei, filtrarea cu membrană a apărut ca o tehnologie de bază pentru producerea de apă curată și sigură. Deși există multe tipuri de membrane, două dintre cele mai frecvent discutate sunt ultrafiltrare (UF) şi nanofiltrare (NF) . Deși ambele sunt procese bazate pe presiune care utilizează o barieră semi-permeabilă pentru a separa contaminanții dintr-un fluid, ele sunt concepute pentru scopuri foarte diferite. Distincția fundamentală dintre ele constă într-un factor critic: dimensiunea porilor .

Ultrafiltrare (UF) Membranes : Sita fină

Ultrafiltrarea este un proces membranar care funcționează în primul rând pe principiul excluderea mărimii , acting like a very fine sieve. Membranele UF au o dimensiune tipică a porilor variind de la 0,01 până la 0,1 microni , or 10 to 100 nanometers. Această structură a porilor este foarte eficientă în blocarea fizică a unei game largi de particule și microorganisme mai mari.

Contaminanții primari pe care membranele UF sunt proiectate să îi elimine includ:

• Solide în suspensie şi coloizi care provoacă turbiditate.

• Bacteriile şi protozoare , ca Giardia şi Cryptosporidium .

• Viruși (majoritatea tipurilor, deși unii viruși mai mici pot trece).

• Greutate moleculară mare compuși organici şi macromolecules.

Deoarece membranele UF au pori relativ mari în comparație cu alte tehnologii membranare precum NF sau osmoza inversă (RO), acestea necesită lower operating pressures , de obicei în intervalul de la 15 până la 100 psi (1 până la 7 bar). Acest lucru face ca sistemele UF să fie mai eficiente din punct de vedere energetic și mai rentabile pentru aplicațiile în care scopul principal este îndepărtarea particulelor și a microorganismelor. Aplicațiile obișnuite includ purificarea apei potabile, reciclarea apelor uzate și ca un element crucial etapa de pretratare pentru sisteme cu membrane mai avansate, cum ar fi RO, care protejează membranele din aval de murdărie.

Membrane de nanofiltrare (NF). : Dincolo de Sită

Membranele de nanofiltrare sunt adesea denumite membrane RO „slăbite” deoarece dimensiunea porilor lor se încadrează între cea a UF și RO. Membranele NF au o dimensiune a porilor mult mai fine, de obicei în intervalul de 0,001 până la 0,01 microni , sau 1 până la 10 nanometri. Această dimensiune semnificativ mai mică a porilor permite NF să separe contaminanții mult mai mici care ar trece cu ușurință printr-o membrană UF.

Dincolo de simpla excludere a dimensiunilor, membranele NF se bazează și pe repulsie a sarcinii , sau efectul Donnan. Majoritatea membranelor NF au o ușoară sarcină negativă pe suprafața lor, ceea ce ajută la respingerea ionilor încărcați negativ. Acest mecanism dublu permite NF să elimine nu numai contaminanții enumerați pentru UF, ci și:

• Ioni divalenți ca calciul ( $C{a}^2$ ) și magneziu ( $M{g}^2$ ), care sunt cauza principală a durității apei.

• Anumit ioni monovalenți (de exemplu, sodiu, clorură), deși cu o rată de respingere mai mică decât RO.

• Molecule organice mai mici precum pesticide şi erbicide .

Datorită porilor mai mici și a necesității de a depăși presiunea osmotică, sistemele NF necesită presiuni de operare mai mari decât UF, variind în general de la 50 la 200 psi (3,5 la 14 bar). Această presiune mai mare se traduce printr-un consum mai mare de energie și costuri operaționale. Cu toate acestea, capacitățile unice ale NF îl fac alegerea ideală pentru aplicații specifice, în special dedurizarea apei , îndepărtarea culorii , și desalinizare parțială pentru sursele de apă salmastre.

O privire comparativă: UF vs. NF