När många människor först möter membranvattenbehandlingssystem verkar ultrafiltrering, nanofiltrering och omvänd osmos ofta vara väldigt lika. De är alla "membranfiltreringstekniker", alla kräver tryckdriven-drift, och till och med utrustningens utseende ser ganska lika ut. Men när de väl tillämpats i verkliga industriprojekt blir det tydligt att dessa tre processer faktiskt löser helt olika problem. Vissa är lämpliga för behandling av grumligt vatten; vissa är utformade för att minska hårdheten; medan andra används specifikt för djup avsaltning.
I många projekt orsakas högt driftstryck, frekvent nedsmutsning av membranet och ökade driftskostnader inte av utrustningsproblem i sig, utan för att förhållandet mellan UF, NF och RO inte var klart förstått under det tidiga designstadiet.
Den största skillnaden mellan de tre membransystemen är inte bara "filtreringsprecision"
När många användare först förstår membransystem är det första de lägger märke tillfiltreringsprecision. Ultrafiltrering har relativt hög filtreringsprecision; nanofiltrering är finare; och omvänd osmos är det finaste. Men i verkliga ingenjörstillämpningar är det som verkligen spelar roll inte "vilket filtrerar mindre partiklar", utan snarare: vad exakt tar det bort?
Till exempel i samma hink med råvatten, därkan vara sand, rost, suspenderade ämnen, bakterier, kolloider, organiskt material, såväl som kalcium- och magnesiumjoner, salter, tungmetaller och lösta föroreningar.Behandlingsmålen för UF-, NF- och RO-system är dock helt olika.
Ultrafiltrering är mer som "Föroreningsscreening"
Kärnfunktionen hos ett ultrafiltreringssystem är att först separera "synliga eller föroreningsbenägna- stora-partiklar" från vatten. Till exempel:
- Suspenderade fasta ämnen
- Kolloider
- Sediment och sand
- Makromolekylärt organiskt material
- Vissa bakterier
Dessa ämnen är relativt stora i storlek och kan direkt hållas kvar av ultrafiltreringsmembranet. Ultrafiltrering har dock en uppenbar egenskap: den tar inte bort lösta salter i stor skala. Med andra ord, kalcium- och magnesiumjoner samt vissa mineralsalter i vatten finns fortfarande kvar.
Det är därför många användare märker att även om vattnet blir väldigt klart efter ultrafiltrering så förändras inte konduktiviteten nämnvärt. Det är också därför som ultrafiltrering ofta används i förbehandlingsstadiet i många uf-systems vattenreningsprojekt. Dess verkliga värde är inte slutlig avsaltning, menminska risken för nedsmutsning av nedströms system.
Nanofiltrering går in i stadiet av "selektiv separation"
Om ultrafiltrering huvudsakligen löser det "stora partikelproblemet", så har ett nanofiltreringssystem redan börjat ta itu med "problemet med partiell jonseparation." Detta är också den mest missförstådda aspekten av nanofiltrering.
Många tror att nanofiltrering helt enkelt är "mellan ultrafiltrering och omvänd osmos", men i verkligheten är dess största egenskap att denbörjar ge selektiv avsaltningsförmåga.Till exempel, vid industriell vattenbehandling innehåller vissa vattenkällor med hög-hårdhet stora mängder kalcium- och magnesiumjoner. Om dessa direkt kommer in i nedströms system kan skalning lätt uppstå.
Vid denna tidpunkt kan nanofiltrering företrädesvis avlägsna vissa tvåvärda joner samtidigt som en del av de envärda jonerna bibehålls. Därför är nanofiltrering varken som ultrafiltrering, som nästan inte utför någon avsaltning, eller som omvänd osmos, som utför djup avsaltning. Det är detmer lämplig för tillämpningar som kräver "måttlig separation."
Det är därför som många industriella vattenavhärdningssystem prioriterar NF-processer. Dessutom kräver nanofiltrering även tryckdriven-drift och producerar koncentratutsläpp under drift. Därför övervägs vanligtvis återvinningsgrad och koncentratbehandling samtidigt under systemdesign.
Omvänd osmos är den sanna "djupa avsaltningsprocessen".
Den största skillnaden mellan ett system för omvänd osmos och UF eller NF är att det inte längre är enkel filtrering, mendjup separation. RO har extremt hög filtreringsprecision. Det tillåter vattenmolekyler att passera igenom samtidigt som de behåller de flesta salter, joner och spårföroreningar på andra sidan av membranet. Med andra ord,ultrafiltrering hanterar huvudsakligen "partiklar"; nanofiltrering hanterar huvudsakligen "partiella joner"; medan omvänd osmos direkt hanterar "de flesta lösta ämnen."
Som ett resultat av detta används RO i stor utsträckning i industriellt rent vatten, hög-rent vatten och ultrarent vattensystem. Särskilt i hög-processapplikationer som elektronik, precisionstillverkning ochläkemedel för omvänd osmos, har omvänd osmos blivit en av kärnteknologierna.
Men många användare förbiser en viktig fråga: ju mer exakt RO-systemet är, desto högre krav på matarvattenkvalitet. Om råvattnet innehåller för mycket suspenderade ämnen, kolloider eller organiska föroreningar, kan membranföroreningar lätt uppstå. Därför, i verkliga ingenjörsprojekt, används RO sällan ensam.
Vanligare är akombinerad "ultrafiltrering + omvänd osmos"-processär antagen. Den främre-ultrafiltreringen minskar föroreningsbelastningen, medan den bakre- RO utför djup avsaltning. Detta har blivit en mogen processlogik i industriella projekt.
Varför använder många industriprojekt UF, NF och RO tillsammans?
Många användare frågar: eftersom RO har högsta precision, varför inte direkt använda omvänd osmos enbart? Anledningen är enkel. Membransystem är inte "ju högre precision, desto mer mångsidigt system." I själva verket,ju mer exakt systemet är, desto känsligare blir det för matningsvattenförhållandena.Om alla föroreningar hanteras direkt av RO:
- Drifttrycket ökar
- Membranpåväxt accelererar
- Städfrekvensen ökar också
Därför betonar industriprojekt "etappvis behandling".
Till exempel,ultrafiltrering på framsidan tar först bort suspenderade partiklar och kolloider, mellanliggande nanofiltrering minskar en del av hårdheten och slutligen utför RO djup avsaltning.Varje steg hanterar bara det problem som det är bäst lämpat för. Som ett resultat fungerar hela systemet mer stabilt. För närvarande är det många iindustriella ultrafiltreringssystemutvecklas också mot modularisering och automatisering. Deras kärnmål är inte bara att förbättra filtreringsprecisionen, utan att förbättra driftsstabiliteten för hela membransystemet.
Fokusera inte bara på "Om vattnet ser rent ut" under systemval
Många företag hamnar lätt i ett missförstånd under det tidiga urvalsstadiet: fokuserar endast på den slutliga vattenkvaliteten. Men vad som verkligen betyder något vid industriell vattenbehandling är om systemet kan fungera stabilt på lång sikt. Detta beror på att olika processer involverar olika:
- Energiförbrukning
- Återvinningsgrad
- Rengöringscykler
- Driftstryck
- Anti{0}}fouling-förmåga
Därför handlar en verkligt rimlig systemdesign vanligtvis inte om att "välja bara ett membran", utan om att kombinera olika tekniker beroende på råvattenförhållandena. För industriella användare är en lämplig processkombination ofta viktigare än en enda hög-utrustning.