Quan moltes persones troben per primera vegada sistemes de tractament d'aigua de membrana, l'ultrafiltració, la nanofiltració i l'osmosi inversa sovint semblen molt similars. Totes són tecnologies de "filtració de membrana", totes requereixen un funcionament basat en pressió-i fins i tot l'aspecte de l'equip sembla força semblant. Tanmateix, un cop aplicats en projectes industrials reals, queda clar que aquests tres processos resolen problemes completament diferents. Alguns són aptes per tractar aigües tèrboles; alguns estan dissenyats per reduir la duresa; mentre que d'altres s'utilitzen específicament per a la dessalinització profunda.
En molts projectes, l'alta pressió de funcionament, l'encrassement freqüent de la membrana i l'augment dels costos operatius no són causats pels problemes de l'equip, sinó perquè la relació entre UF, NF i RO no es va entendre clarament durant l'etapa inicial de disseny.
La diferència més gran entre els tres sistemes de membrana no és només la "precisió de filtració"
Quan molts usuaris entenen per primera vegada els sistemes de membrana, el primer que noten ésprecisió de filtració. La ultrafiltració té una precisió de filtració relativament alta; la nanofiltració és més fina; i l'osmosi inversa és la millor. Però en les aplicacions reals d'enginyeria, el que realment importa no és "què filtra partícules més petites", sinó: què elimina exactament?
Per exemple, a la mateixa galleda d'aigua crua, allàpoden ser sorra, òxid, sòlids en suspensió, bacteris, col·loides, matèria orgànica, així com ions de calci i magnesi, sals, metalls pesants i contaminants dissolts.Tanmateix, els objectius de tractament dels sistemes UF, NF i RO són completament diferents.
La ultrafiltració s'assembla més a la "detecció d'impureses"
La funció principal d'un sistema d'ultrafiltració és separar primer les "substàncies de partícules grans{-visibles o susceptibles a la contaminació" de l'aigua. Per exemple:
- Sòlids en suspensió
- Col·loides
- Sediment i sorra
- Matèria orgànica macromolecular
- Alguns bacteris
Aquestes substàncies són de mida relativament gran i poden ser retingudes directament per la membrana d'ultrafiltració. Tanmateix, la ultrafiltració té una característica òbvia: no elimina les sals dissoltes a gran escala. És a dir, encara es conserven ions de calci i magnesi, així com algunes sals minerals de l'aigua.
És per això que molts usuaris noten que tot i que l'aigua es torna molt clara després de la ultrafiltració, la conductivitat no canvia significativament. També és per això que l'ultrafiltració s'utilitza sovint en l'etapa de pretractament en molts projectes de tractament d'aigua del sistema uf. El seu valor real no és la dessalinització final, sinóreduint el risc de contaminació dels sistemes aigües avall.
La nanofiltració entra a l'etapa de "separació selectiva"
Si l'ultrafiltració resol principalment el "problema de les partícules grans", aleshores un sistema de nanofiltració ja ha començat a abordar el "problema de la separació parcial d'ions". Aquest és també l'aspecte més mal entès de la nanofiltració.
Molta gent creu que la nanofiltració és simplement "entre la ultrafiltració i l'osmosi inversa", però en realitat, la seva característica més important és quecomença a oferir capacitat de dessalinització selectiva.Per exemple, en el tractament d'aigües industrials, algunes fonts d'aigua d'alta -duresa contenen grans quantitats d'ions calci i magnesi. Si aquests entren directament als sistemes aigües avall, es pot produir fàcilment l'escala.
En aquest punt, la nanofiltració pot eliminar preferentment alguns ions divalents mentre reté part dels ions monovalents. Per tant, la nanofiltració no és ni com l'ultrafiltració, que pràcticament no realitza dessalinització, ni com l'osmosi inversa, que realitza una dessalinització profunda. Ho ésmés adequat per a aplicacions que requereixen "separació moderada".
És per això que molts sistemes industrials de descalcificació d'aigua prioritzen els processos NF. A més, la nanofiltració també requereix un funcionament basat en pressió-i produeix una descàrrega de concentrat durant el funcionament. Per tant, la taxa de recuperació i el tractament del concentrat solen considerar-se simultàniament durant el disseny del sistema.
L'osmosi inversa és el veritable procés de "desalinització profunda".
La diferència més gran entre un sistema d'osmosi inversa i UF o NF és que ja no és una simple filtració, sinó queseparació profunda. RO té una precisió de filtració extremadament alta. Permet que les molècules d'aigua passin tot conservant la majoria de sals, ions i traces d'impureses a l'altre costat de la membrana. En altres paraules,la ultrafiltració gestiona principalment "partícules"; la nanofiltració gestiona principalment "ions parcials"; mentre que l'osmosi inversa maneja directament "la majoria de substàncies dissoltes".
Com a resultat, l'OI s'utilitza àmpliament en sistemes d'aigua pura industrial, aigua d'alta -puresa i aigua ultrapura. Especialment en aplicacions de procés-alt estàndard, com ara l'electrònica, la fabricació de precisió iproductes farmacèutics d'osmosi inversa, l'osmosi inversa s'ha convertit en una de les tecnologies bàsiques.
No obstant això, molts usuaris passen per alt una qüestió important: com més precís és el sistema RO, més alts són els requisits de qualitat de l'aigua d'alimentació. Si l'aigua bruta conté sòlids en suspensió excessius, col·loides o contaminants orgànics, es pot produir fàcilment l'encrassement de la membrana. Per tant, en projectes d'enginyeria reals, la RO rarament s'utilitza sola.
Més habitualment, aprocés combinat "ultrafiltració + osmosi inversa".s'adopta. L'ultrafiltració-frontal redueix la càrrega de contaminació, mentre que la-RO posterior realitza una dessalinització profunda. Això s'ha convertit en una lògica de procés madura en projectes industrials.
Per què molts projectes industrials utilitzen UF, NF i RO junts?
Molts usuaris pregunten: com que RO té la màxima precisió, per què no utilitzar directament l'osmosi inversa sola? El motiu és senzill. Els sistemes de membranes no són "com més gran sigui la precisió, més versàtil és el sistema". De fet,com més precís és el sistema, més sensible es torna a les condicions de l'aigua d'alimentació.Si RO manipula directament tots els contaminants:
- La pressió de funcionament augmenta
- La contaminació de la membrana s'accelera
- La freqüència de neteja també augmenta
Per tant, els projectes industrials posen l'accent en el "tractament escenificat".
Per exemple,L'ultrafiltració frontal-primer elimina els sòlids en suspensió i els col·loides, la nanofiltració intermèdia redueix part de la duresa i, finalment, la RO realitza una dessalinització profunda.Cada etapa només gestiona el problema per al qual és més adequat. Com a resultat, tot el sistema funciona de manera més estable. Actualment, molts iSistemes d'ultrafiltració industrialtambé s'estan desenvolupant cap a la modularització i l'automatització. El seu objectiu principal no és simplement millorar la precisió de filtració, sinó millorar l'estabilitat operativa de tot el sistema de membranes.
No us centreu només en "Si l'aigua sembla neta" durant la selecció del sistema
Moltes empreses cauen fàcilment en un malentès durant l'etapa de selecció inicial: centrar-se només en la qualitat final de l'aigua. Tanmateix, el que realment importa en el tractament d'aigües industrials és si el sistema pot funcionar de manera estable a llarg termini. Això és degut a que els diferents processos impliquen diferents:
- Consum d'energia
- Taxes de recuperació
- Cicles de neteja
- Pressions de funcionament
- Capacitats anti-incrustacions
Per tant, un disseny de sistema veritablement raonable no sol tractar-se d'"escollir només una membrana", sinó de combinar diferents tecnologies segons les condicions de l'aigua bruta. Per als usuaris industrials, sovint és més important una combinació de processos adequada que un únic equip d'-alta especificació.