Teknologi Pemisahan Membran ialah kaedah termaju dan cekap yang menggunakan kebolehtelapan terpilih membran separa telap untuk memisahkan, menulen dan menumpukan komponen yang berbeza dalam campuran, mencapai pemisahan yang disasarkan bagi bahan tertentu. Sejak beberapa dekad yang lalu, teknologi ini telah berkembang pesat dan menjadi proses teras dalam rawatan air, pemprosesan makanan, bioperubatan dan pengeluaran kimia. Ia juga berfungsi sebagai teknologi utama yang menyokong penjimatan tenaga dan kitar semula sumber dalam industri perlindungan alam sekitar moden.
I. Definisi dan Prinsip Teknologi Pemisahan Membran
"Membran" merujuk kepada lapisan bahan nipis dengan kebolehtelapan terpilih yang membenarkan bahan tertentu melaluinya sambil menyekat bahan lain, di bawah pengaruh daya penggerak seperti perbezaan tekanan, kecerunan kepekatan, medan elektrik atau perbezaan suhu.
Prinsip asas pemisahan membran terletak pada perbezaan saiz, keterlarutan, cas atau kekutuban antara molekul, ion atau zarah, yang mengakibatkan kadar migrasi yang berbeza merentas membran-dengan itu mencapai pemisahan atau kepekatan.
Dalam bidang rawatan air, pemisahan membran terutamanya bergantung padapenapisan fizikal, dengan berkesan mengeluarkan pepejal terampai, koloid, bahan pencemar organik, ion dan mikroorganisma. Ia mencapai penulenan-kecekapan tinggi tanpa memperkenalkan reagen kimia dan menawarkan kelebihan luar biasa seperti selektiviti tinggi, penggunaan tenaga yang rendah dan kemampanan.
Mekanisme teras pemisahan membran adalah berdasarkankebolehtelapan terpilihmembran-keupayaan untuk membenarkan bahan tertentu melaluinya sambil menolak yang lain, seperti yang digambarkan dalam Rajah 1.
II. Klasifikasi Teknologi Pemisahan Membran
Teknologi pemisahan membran boleh dikategorikan mengikut saiz liang membran dan mekanisme pemisahan ke dalam jenis utama berikut:
1. Penapisan mikro (MF)
Dengan saiz liang kira-kira 0.1–10 μm, membran MF terutamanya mengeluarkan zarah terampai, bakteria dan organik makromolekul daripada air. Bahan biasa termasuk polipropilena (PP) dan polivinilidena fluorida (PVDF). Sistem MF mempunyai fluks tinggi dan tekanan operasi yang rendah dan digunakan secara meluas dalam pembersihan air minuman dan pemprosesan makanan.
2. Ultrafiltrasi (UF)
Dengan saiz liang sekitar 0.01–0.1 μm, membran UF boleh mengekalkan virus, koloid dan sebatian organik makromolekul. Ia biasanya digunakan dalam biofarmaseutikal, rawatan air sisa industri, dan sistem bioreaktor membran (MBR).
3. Penapisan Nano (NF)
Dengan saiz liang antara 1–10 nm, membran NF jatuh antara UF dan RO dalam prestasi. Ia berkesan membuang ion divalen dan molekul organik kecil, menjadikannya sesuai untuk melembutkan air minuman, penggunaan semula air sisa industri dan sebagai prarawatan untuk sistem RO.
4. Osmosis Songsang (RO)
Dengan saiz liang lebih kecil daripada 1 nm, RO ialah teknologi pemisahan membran terbaik yang ada. Ia boleh mengeluarkan hampir semua bahan terlarut dalam air, termasuk garam, logam berat, dan bahan cemar organik kecil.
Membran RO (Reverse Osmosis Membrane) berfungsi sebagai komponen teras dalam penyahgaraman air laut,-pengeluaran air ketulenan tinggi dan sistem air tulen.
Selain itu, bentuk khusus sepertiElektrodialisis (ED), Dialisis (DS), Pengasingan Gas (GS), danPenyejatan (PV)telah meluaskan lagi skop dan potensi aplikasi teknologi pemisahan membran.
