Ramai orang tidak memahami sepenuhnya perbezaan antara pelbagai teknologi penapisan membran. Dalam artikel ini, kami akan memberikan penjelasan terperinci.
Selain mengalihkan kation dan anion (iaitu, penyahgaraman), osmosis songsang (RO) juga boleh menghapuskan pelbagai jenis bahan cemar, itulah sebabnya ia dianggap sebagai sejenis penapisan. Julat kekotoran yang dikeluarkan oleh RO, penapisan nano (NF), penapisan ultra (UF), penapisan mikro (MF), dan penapisan konvensional (CF) ditunjukkan dalam Rajah 1, manakala saiz bahan biasa boleh didapati dalam Jadual 2.
Osmosis songsang (RO), penapisan nano (NF), penapisan mikro (MF) dan penapisan ultra (UF) ialah jenis penapisan-alir silang. Semasa proses, air suapan dibahagikan kepada aliran meresap (air produk) dan aliran pekat yang mengandungi bahan terlarut pekat atau zarah terampai, dengan kebanyakan bahan terlarut dan kekotoran terbawa-bawa dalam pekat (lihat rajah di bawah).
Sebaliknya, penapisan konvensional membenarkan air mengalir terus melalui media penapis (seperti katil penapis atau membran), di mana bendasing dikekalkan pada atau dalam media (lihat rajah di bawah).
Berdasarkan maklumat daripada angka di atas, kita boleh meringkaskan ciri-ciri teknologi penapisan membran yang berbeza:
1.Turasan Mikro (MF)
Mengeluarkan zarah kira-kira 0.1–1 μm dalam saiz. Terutamanya digunakan untuk menghapuskan bakteria, pepejal terampai, dan bahan koloid. Pepejal terlarut dan molekul besar boleh melaluinya. Tekanan operasi biasanya sekitar 0.07 MPa.
2.Penapisan Ultra (UF)
Mengeluarkan zarah yang lebih besar daripada kira-kira 0.002–0.1 μm. Digunakan terutamanya untuk mengeluarkan koloid, protein, pepejal terampai dan mikroorganisma. Mampu menolak bahan dengan berat molekul (MWCO) melebihi 1,000–100,000 sambil membenarkan pepejal terlarut dan molekul kecil berlalu. Tekanan operasi biasanya berkisar antara 0.1 hingga 0.7 MPa.
3.Penapisan Nano (NF)
Dinamakan kerana keupayaannya untuk mengeluarkan zarah sekitar 1 nm (0.001 μm). Biasanya mengeluarkan bahan organik dengan berat molekul melebihi 200–400, dengan kadar penyahgaraman 20%–98%. Penyingkiran ion monovalen berkisar antara 20%–98%, manakala ion divalen boleh dikeluarkan pada kadar yang lebih tinggi iaitu 90%–98%. Sesuai untuk menanggalkan pewarna, jumlah karbon organik (TOC), dan kekerasan. Tekanan operasi biasanya berkisar antara 0.35 hingga 1.6 MPa.
4. Osmosis Songsang (RO)
Mengeluarkan zarah sekecil 0.0001 μm dan bahan organik dengan berat molekul melebihi 150–200. Kadar penyahgaraman boleh melebihi 95%, menjadikannya kaedah prarawatan utama untuk-air dengan kemasinan tinggi dan salah satu teknologi rawatan air paling maju hari ini. Aplikasinya semakin luas. Tekanan operasi biasanya berkisar antara 1.4 hingga 6.0 MPa.
Membran osmosis songsang (RO) bukan sahaja menawarkan kadar penyahgaraman yang tinggi tetapi juga berfungsi sebagai penapis yang sangat tepat. Saiz liang berkesan mereka boleh lebih kecil daripada 0.001 μm (diameter rambut manusia melebihi 30 μm), membolehkan sistem RO mengeluarkan pepejal terampai halus, bakteria, endotoksin dan bahan cemar lain. Walau bagaimanapun, perlu diingatkan bahawa liang dalam erti kata fizikal sebenarnya tidak wujud dalam membran RO; liang sedemikian tidak pernah diperhatikan, walaupun di bawah-mikroskop pembesaran tinggi. Ini menjadikan penapisan RO secara asasnya berbeza daripada proses dengan liang membran sebenar, seperti ultrafiltrasi.
Rajah menggambarkan bagaimana air melalui membran RO. Ia menunjukkan bahawa semasa penapisan, air mengalir melalui hampir keseluruhan permukaan membran, dan halaju aliran utama berhampiran permukaan membran pada asasnya adalah sama dengan aliran meresap sebenar melalui membran.
Apabila air melalui liang membran ultraturasan (UF), jumlah luas-keratan rentas liang adalah jauh lebih kecil daripada keseluruhan permukaan membran. Akibatnya, air berhampiran permukaan membran UF dipaksa melalui liang di bawah tekanan, menyebabkan halaju aliran melalui setiap liang menjadi jauh lebih tinggi daripada halaju aliran utama berhampiran permukaan membran.
Untuk kedua-dua proses RO dan UF, apabila air meresap melalui permukaan membran, zarah terampai dan kekotoran lain dalam air suapan dikekalkan pada permukaan membran. Aliran resapan berterusan mengenakan daya ke atas bahan cemar ini, menghalangnya daripada-memasuki semula aliran utama yang bergerak selari dengan permukaan membran. Untuk bahan cemar kembali ke aliran utama, daya ricih aliran selari di sepanjang permukaan membran mesti mengatasi daya ricih air yang meresap. Ini menjelaskan mengapa mengekalkan kadar aliran air suapan tertentu adalah penting untuk sistem RO. Walau bagaimanapun, dalam membran UF, halaju tempatan melalui liang adalah sangat tinggi, dan ricih aliran selari berhampiran permukaan membran tidak mencukupi untuk menghalang bahan cemar tertahan daripada kekal pada membran.
