Teknologi pemisahan membran ialah proses yang menggunakan kebolehtelapan terpilih membran untuk memisahkan komponen yang berbeza dalam campuran. Teknologi ini membolehkan pengasingan, penulenan dan kepekatan bahan tanpa perubahan fasa, menjadikannya proses{1}} cekap tenaga. Proses membran utama termasukpenapisan mikro (MF), penapisan ultra (UF), penapisan nano (NF), osmosis terbalik (RO), elektrodialisis (ED), membran cecair, resapan, danpenyulingan membran. Antaranya, enam yang pertama kini paling banyak digunakan dalam industri.
Kelebihan Teras Pemisahan Membran
Penggunaan tenaga yang rendah
Proses membran secara amnya tidak melibatkan perubahan fasa, yang menjadikannya lebih cekap tenaga-daripada kaedah pemisahan tradisional. Jadual 1 memberikan keperluan tenaga untuk pelbagai kaedah penyahgaraman air laut, menunjukkan bahawa osmosis songsang menggunakan tenaga paling sedikit.
| Kaedah Pemisahan | Penggunaan Kuasa (kW·h/m³) | Penggunaan Haba (kJ/m³) |
|---|---|---|
| Osmosis Songsang | 3.5 | 12.6×10³ |
| membeku | 9.3 | 33.5×10³ |
| Pengekstrakan | 25.6 | 92.1×10³ |
| Elektrodialisis | 32.2 | 116×10³ |
| Penyulingan Denyar berbilang-peringkat | 62.8 | 220×10³ |
Teknologi pemisahan membran mewakili proses pemisahan yang maju, cekap dan mesra alam. Kelebihannya-penggunaan tenaga yang rendah, keadaan sederhana dan kebolehgunaan luas-menjadikannya sesuai untuk rawatan air sisa dalam industri seperti penyaduran elektrik, kimia dan pembuatan kertas.
Pemisahan membran beroperasi dalam keadaan sederhana, menjadikannya sesuai untuk bahan sensitif haba seperti jus, asid amino, enzim, dan farmaseutikal. Ia boleh memisahkan sebatian organik dan bukan organik, koloid, bakteria, virus, dan juga titisan teremulsi atau campuran azeotropik. Sistem membran menggunakan tekanan sebagai daya penggerak utama, mudah dan lebih rendah, untuk penggerak peralatan yang kecil, mudah dan lebih rendah, untuk operasi yang kecil. kos modal.
Pembangunan Perindustrian dan Pertumbuhan Pasaran
Dalam dekad yang lalu, teknologi membran global telah berkembang pesat, dengan pertumbuhan yang ketara di AS, Eropah dan Jepun. Pasaran untuk membran meningkat daripada USD 13.53 bilion pada tahun 1986 kepada 30.89 bilion pada tahun 1996, menunjukkan pengembangan industri yang kukuh.
| Wilayah | 1986 (Billion USD) | 1991 (Billion USD) | 1996 (Billion USD) |
|---|---|---|---|
| USA | 5.9 | 8.83 | 13.31 |
| Eropah Barat | 4.35 | 6.63 | 8.23 |
| Jepun | 2.98 | 3.78 | 5.30 |
| Lain-lain | 0.3 | 1.25 | 4.05 |
| Jumlah | 13.53 | 20.49 | 30.89 |
Aplikasi Kejuruteraan Alam Sekitar
1)Pemurnian Air Minuman
Proses membran seperti penapisan mikro, ultraturasan, dan osmosis terbalik digunakan untuk membuang bakteria, virus, logam berat, racun perosak dan surfaktan daripada air minuman. Mereka menawarkan alternatif yang lebih selamat dan lebih cekap kepada kaedah pemberbukuan dan pengklorinan tradisional.
2) Penyaduran Elektronik Pemulihan Air Sisa
Sejak tahun 1970-an, membran RO telah digunakan untuk mendapatkan semula nikel, kromium, zink dan kuprum daripada penyaduran air sisa. Sebagai contoh, RO boleh menumpukan nikel daripada 650 mg/L kepada 13,000 mg/L, mencapai kadar pemisahan 92% dengan kekerapan pembersihan bulanan.
(3) Rawatan Air Sisa Logam Berat
Elektrodialisis berkesan membuang ion kuprum daripada etsa dan air sisa proses elektronik, di mana kepekatan kuprum berjulat antara 1000–3000 mg/L. Air penyahgaraman boleh mengurangkan paras kuprum di bawah 20 mg/L dengan penggunaan kuasa di bawah 3 kWj/m³, menunjukkan kebolehlaksanaan teknikal dan ekonomi.
Teknologi pemisahan membran mewakili proses pemisahan yang maju, cekap dan mesra alam. Kelebihannya-penggunaan tenaga yang rendah, keadaan sederhana dan kebolehgunaan luas-menjadikannya sesuai untuk rawatan air sisa dalam industri seperti penyaduran elektrik, kimia dan pembuatan kertas.
