เมมเบรนนาโนฟิลเตรชันเป็นเมมเบรนแยกที่ขับเคลื่อนด้วยแรงดัน ซึ่งอยู่ระหว่างอัลตราฟิลเตรชันและรีเวิร์สออสโมซิส โดยมีจุดตัดน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 200 ถึง 1,000 ดาลตัน โดยจะปิดกั้นไอออน โมเลกุลอินทรีย์ และจุลินทรีย์ชนิดไดวาเลนต์และหลายวาเลนต์ส่วนใหญ่ ในขณะที่ปล่อยให้เกลือและน้ำชนิดโมโนวาเลนท์ไหลผ่านด้วยแรงดันใช้งานที่ค่อนข้างต่ำ เนื่องจากพฤติกรรมที่เลือกสรรนี้ เมมเบรนนาโนฟิลเตรชันจึงเป็นตัวเลือกเมื่อใดก็ตามที่กระบวนการต้องการการทำให้อ่อนลง ลดสี หรือกำจัดไอออนแบบกำหนดเป้าหมาย แทนที่จะแยกเกลือออกทั้งหมด
ส่วนที่เหลือของคู่มือนี้จะแจกแจงวิธีการทำงานของส่วนประกอบเมมเบรนกรองระดับนาโน วิธีการเปรียบเทียบกับระบบรีเวิร์สออสโมซิสและการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน ลักษณะของประเภทผลิตภัณฑ์ทั่วไป และวิธีการเลือกและบำรุงรักษาองค์ประกอบสำหรับอุตสาหกรรม เทศบาล หรือที่อยู่อาศัย
ข้อมูลโดยย่อ: เมมเบรนกรองนาโนทำหน้าที่อะไรจริงๆ
0.5-2 นาโนเมตร ขนาดรูขุมขนที่มีประสิทธิภาพ
200-1,000ดาต้า การตัดน้ำหนักโมเลกุล
20-98% ช่วงการปฏิเสธในเกรด NF
0.3-8MPa ช่วงแรงดันใช้งานทั่วไป
การแพร่กระจายในรูปสุดท้ายเป็นเรื่องราวทั้งหมดของการเลือกเมมเบรน NF: เมมเบรน NF ในประเทศสำหรับน้ำพุสำหรับดื่มมีปริมาณใกล้ 0.3 MPa ในขณะที่เมมเบรน NF แรงดันสูงที่มีน้ำเกลือทางอุตสาหกรรมเข้มข้นสามารถดันเกิน 6 MPa ได้ การจับคู่เกรดกับหน้าที่คือสิ่งที่แยกเมมเบรนที่มีอายุห้าปีออกจากเมมเบรนที่ล้มเหลวในห้าเดือน
เมมเบรนกรองนาโนแยกสิ่งที่แยกออกจากกันได้อย่างไร
กลไกสองประการทำงานร่วมกันภายในส่วนประกอบเมมเบรนกรองนาโนทุกชิ้น ประการแรกคือการยกเว้นขนาดตรงไปตรงมา: ชั้นโพลีเอไมด์ที่มีฤทธิ์มีความหนาแน่นเพียงพอที่จะหยุดยั้งโมเลกุลอินทรีย์ ไวรัส และแบคทีเรียที่มีขนาดใหญ่กว่าจุดตัดได้ทางกายภาพ อย่างที่สองคือปรากฏการณ์ Donnan ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ไฟฟ้าสถิตที่พื้นผิวเมมเบรนมีประจุลบเล็กน้อยที่ pH เป็นกลาง ประจุดังกล่าวจะขับไล่แอนไอออนหลายตัว และลากไอออนบวกที่จับคู่กันในทางอ้อม ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเมมเบรนนาโนฟิลเตรชันจึงปฏิเสธแคลเซียมและแมกนีเซียมซัลเฟตได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการปฏิเสธโซเดียมคลอไรด์ธรรมดามาก
- ขั้นตอนที่ 1 น้ำป้อนเข้าสู่องค์ประกอบที่เป็นเกลียวและเคลื่อนที่ไปตามช่องป้อนสเปเซอร์ภายใต้แรงกดที่ใช้
- ขั้นตอนที่ 2 สารอินทรีย์ขนาดใหญ่ ไอออนหลายวาเลนท์ และจุลินทรีย์จะถูกแยกออกทางกายภาพที่พื้นผิวของชั้นที่ทำงานอยู่
- ขั้นตอนที่ 3 ประจุที่พื้นผิวจะผลักไอออนหลายวาเลนท์ออกไป โดยดึงแคตไอออนที่เกี่ยวข้องออกจากเส้นทางการซึมผ่าน
- ขั้นตอนที่ 4 น้ำและเกลือโมโนวาเลนต์จะผ่านผิวหนังโพลีเอไมด์เข้าไปในหลอดเก็บเพอร์มิเอต
การผสมผสานนี้อธิบายว่าทำไมระบบเทศบาลที่ใช้เมมเบรนนาโนฟิลเตรชันจึงสามารถลดความแข็งของทางออกลงอย่างรวดเร็วในขณะที่ยังคงส่งผ่านส่วนหนึ่งของปริมาณโซเดียมและโพแทสเซียมดั้งเดิม โดยรักษารสชาติและโปรไฟล์ของแร่ธาตุที่ระบบรีเวอร์สออสโมซิสแบบเต็มอาจดึงออกมาได้
เมมเบรนกรองนาโนเทียบกับอัลตราฟิลเตรชันเทียบกับรีเวิร์สออสโมซิส
การเลือกระหว่างเทคโนโลยีทั้งสามนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณที่คุณต้องใช้ในการขจัดออก และปริมาณความกดดันและพลังงานที่คุณสามารถใช้ในการขจัดออกได้
| พารามิเตอร์ | การกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน | เมมเบรนกรองนาโน | รีเวิร์สออสโมซิส |
| ขนาดรูขุมขน | 2-100 นาโนเมตร | 0.5-2 นาโนเมตร | ต่ำกว่า 0.5 นาโนเมตร |
| แรงดันใช้งาน | 0.1-0.5MPa | 0.3-8MPa | 1.5-10MPa |
| การปฏิเสธเกลือแบบโมโนวาเลนท์ | เล็กน้อย | 20-80% | สูงกว่า 99% |
| การปฏิเสธไอออนไดเวเลนต์ | ต่ำ | สูงกว่า 95% | สูงกว่า 99% |
| พอดีที่สุด | ความขุ่นและอุปสรรคของเชื้อโรค | การทำให้อ่อนลง, การลดสี, การแยกแบบเลือกสรร | การแยกเกลือออกอย่างสมบูรณ์และน้ำที่มีความบริสุทธิ์สูง |
เกรดเมมเบรนกรองนาโนทั่วไปและตำแหน่งที่พอดี
แค็ตตาล็อกส่วนใหญ่จัดกลุ่มองค์ประกอบเมมเบรน NF ตามทางเดินโซเดียมคลอไรด์ที่อนุญาต เนื่องจากตัวเลขดังกล่าวจะบอกวิศวกรได้ทันทีว่าปริมาณแร่ธาตุจะยังคงอยู่ในน้ำเพอมิเอตมากน้อยเพียงใด
โดยทั่วไปแล้วทั้งสามเกรดมีการปฏิเสธ MgSO4 แบบไดเวเลนต์ที่ 97% หรือสูงกว่า ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้โซเดียมคลอไรด์เป็นตัวสร้างความแตกต่างอย่างแท้จริงระหว่างเกรดทั้งสอง
| หมวดหมู่ | ช่วงความดัน | หน้าที่ทั่วไป |
| เมมเบรน NF อุตสาหกรรม | 4.0-8.0MPa | น้ำเสียที่ปล่อยเป็นศูนย์, ความเข้มข้นของน้ำเกลือ, การนำลิเธียมกลับมาใช้ใหม่ |
| เทศบาล เมมเบรน NF | 0.5-1.5MPa | การทำให้น้ำอ่อนลง การกำจัดสารอินทรีย์และ TOC |
| เครื่องกรองน้ำ NF Membrane | 0.2-0.5MPa | น้ำพุดื่มโดยตรง เครื่องฟอกในครัวเรือน |
| ความต้านทานต่อกรดหรือด่าง NF Membrane | 1.0-4.0MPa | เคมีภัณฑ์ การพิมพ์และการย้อมสี เคมีถ่านหิน น้ำเสีย |
สายผลิตภัณฑ์องค์ประกอบเมมเบรนกรองนาโน
ตารางด้านบนจัดเรียงตามระดับความดัน ส่วนประกอบต่างๆ มีขนาดสำหรับตัวเรือนมาตรฐาน 4040 และ 8040 และให้คะแนนตามทางเดินเกลือ ดังนั้นวิศวกรจึงสามารถจับคู่การปฏิเสธกับคุณภาพน้ำเป้าหมายได้โดยไม่ต้องใช้แรงดันมากเกินไป
องค์ประกอบเมมเบรนกรองนาโนสร้างขึ้นจากอะไร
เมมเบรนกรองนาโนเชิงพาณิชย์เกือบทุกตัวใช้โครงสร้างคอมโพสิตแบบฟิล์มบาง และคุณภาพของแต่ละชั้นจะกำหนดวิธีการทำงานขององค์ประกอบที่เสร็จแล้วในภาคสนาม
ชั้นโพลีเอไมด์แอคทีฟ หนา 50-150 นาโนเมตร บรรทุกประจุพื้นผิวที่รับผิดชอบในการปฏิเสธของ Donnan
ชั้นรองรับโพลีซัลโฟน วัสดุซับสเตรตเกรดอัลตราฟิลเตรชันที่ให้ความแข็งแรงทางกลโดยไม่ต้องเพิ่มความต้านทานการไหล
การสนับสนุนแบบไม่ทอ ชั้นผ้าที่ยึดคอมโพสิตให้เรียบและต้านทานการฉีกขาดระหว่างการพัน
ศักย์ไฟฟ้าซีตาของพื้นผิวบนชั้นแอคทีฟที่สร้างขึ้นอย่างดีมักจะอยู่ระหว่างลบ 15 ถึงลบ 25 มิลลิโวลต์ที่ pH เป็นกลาง ซึ่งเป็นสัญญาณทางไฟฟ้าที่อยู่เบื้องหลังพฤติกรรมการป้องกันการเปรอะเปื้อนที่เชื่อถือได้และการปฏิเสธไอออนไดวาเลนต์ที่สอดคล้องกันตลอดอายุการใช้งานของเมมเบรน
โดยที่ความต้องการเมมเบรนกรองนาโนเข้มข้น
NF Membrane
ความต้องการผสม
- น้ำเสียอุตสาหกรรมและการแยกวัสดุ - 35%
- การทำให้อ่อนตัวของเทศบาลและการกำจัดสารอินทรีย์ - 25%
- เครื่องกรองน้ำที่อยู่อาศัย - 20%
- การแยกอาหาร ยา และสินค้าเฉพาะทาง - 20%
การแบ่งแยกนี้เป็นรูปแบบตัวอย่างที่อิงจากการใช้งานทั่วไปในภาคส่วนต่างๆ ที่ระบุไว้ข้างต้น ไม่ใช่สถิติตลาดที่ได้รับการรับรอง และจะเปลี่ยนไปตามคุณภาพน้ำและกฎระเบียบของภูมิภาค
การเลือกและการบำรุงรักษาเมมเบรนกรองนาโน
รายการตรวจสอบการคัดเลือก
- ยืนยันความแข็งของเป้าหมายหรือการกำจัดแบบอินทรีย์ ไม่ใช่แค่ของแข็งที่ละลายทั้งหมด
- จับคู่ระดับแรงดันกับแหล่งป้อน อย่าเพิ่มขนาดองค์ประกอบแรงดันทางอุตสาหกรรมมากเกินไปสำหรับฟีดเทศบาลที่มี TDS ต่ำ
- ตรวจสอบความเข้ากันได้ทางเคมีว่ากระแสน้ำมีคลอรีนอิสระ กรดแก่ หรือด่างแก่หรือไม่
- ตรวจสอบความเพียงพอของ SDI และการปรับสภาพก่อนการเลือกองค์ประกอบขั้นสุดท้าย
สิ่งจำเป็นในการบำรุงรักษา
- เริ่มวงจรการทำความสะอาดสารเคมีเมื่อปริมาณเพอร์มิเอตที่ได้มาตรฐานลดลง 10 เปอร์เซ็นต์
- ทำความสะอาดก่อนหน้านี้หากค่าความดันของเมมเบรนเพิ่มขึ้น 15 เปอร์เซ็นต์
- เปลี่ยนตัวกรองล่วงหน้าทุกๆ 6 ถึง 12 เดือนในระบบที่อยู่อาศัย
- ติดตาม SDI และคลอรีนอิสระที่จุดป้อนเพื่อปกป้องชั้นที่ใช้งานอยู่
คำถามที่พบบ่อย
เมมเบรนกรองนาโนแตกต่างจากเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสอย่างไร
เมมเบรนนาโนฟิลเตรชันมีน้ำหนักโมเลกุลที่ตัดออกประมาณ 200 ถึง 1,000 ดาลตัน และปฏิเสธไดวาเลนต์ไอออนอย่างรุนแรงในขณะเดียวกันก็ปล่อยให้เกลือโมโนวาเลนต์ส่วนหนึ่งผ่านไป โดยทั่วไปที่ 0.3 ถึง 8 MPa เมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสปฏิเสธเกือบทุกอย่างและต้องการแรงดันที่สูงกว่า ซึ่งมักจะอยู่ที่ 1.5 ถึง 10 MPa ทำให้เหมาะกว่าสำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำจืดแบบเต็มแทนที่จะเลือกการทำให้อ่อนลงแบบเฉพาะจุด
เมมเบรนกรองระดับนาโนทางอุตสาหกรรมมักมีอายุการใช้งานนานเท่าใด
ภายใต้วินัยในการปรับสภาพและการทำความสะอาดที่เหมาะสม องค์ประกอบเกรดอุตสาหกรรมโดยทั่วไปจะมีอายุการใช้งาน 3 ถึง 5 ปี และเมมเบรน NF แรงดันสูงที่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างดีอาจมีอายุการใช้งานเกิน 7 ปี SDI ของน้ำป้อน, การสัมผัสคลอรีนที่ตกค้าง และความถี่ในการทำความสะอาดเป็นปัจจัยหลักสามประการที่ทำให้กรอบเวลานั้นสั้นลงหรือขยายออก
เมมเบรนกรองนาโนสามารถกำจัดโลหะหนักได้
ใช่ ไอออนของโลหะหนักชนิดไดวาเลนต์ เช่น ตะกั่ว แคดเมียม และโครเมียม โดยทั่วไปจะถูกปฏิเสธเกินกว่า 95 เปอร์เซ็นต์โดยเมมเบรนนาโนฟิลเตรชัน ในขณะที่แร่ธาตุที่เป็นประโยชน์ เช่น แคลเซียมและแมกนีเซียม จะถูกเก็บไว้เพียงบางส่วนเท่านั้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม NF จึงเป็นที่นิยมสำหรับเครื่องกรองในที่พักอาศัยซึ่งจำเป็นต้องทำความสะอาดน้ำโดยไม่ต้องลอกน้ำออกจนหมด
อะไรทำให้ฟลักซ์ลดลงในองค์ประกอบเมมเบรนกรองนาโน
ตะกรันอนินทรีย์ การเปรอะเปื้อนแบบอินทรีย์ และการเกิดคราบทางชีวภาพเป็นสาเหตุหลักสามประการ ซึ่งมักประกอบขึ้นด้วยโพลาไรเซชันของความเข้มข้นที่พื้นผิวเมมเบรน การควบคุมอัตราการฟื้นตัว การปรับปรุงการปรับสภาพ และการรักษาตารางการทำความสะอาดอย่างมีระเบียบวินัยเป็นวิธีมาตรฐานในการลดปริมาณฟลักซ์ประจำปีให้ต่ำกว่า 5 เปอร์เซ็นต์
เมื่อใดควรเปลี่ยนเมมเบรนนาโนฟิลเตรชันแทนที่จะทำความสะอาด
การเปลี่ยนทดแทนถือเป็นแนวทางที่ถูกต้อง เมื่อปริมาณเพอมิเอตที่ได้มาตรฐานลดลงมากกว่า 20 เปอร์เซ็นต์ ความแตกต่างของแรงดันเพิ่มขึ้นมากกว่า 25 เปอร์เซ็นต์ การคัดแยกเกลือลดลงมากกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ หรือวงจรการทำความสะอาดด้วยสารเคมีไม่สามารถฟื้นฟูประสิทธิภาพได้ การใช้งานที่มีความแม่นยำสูง เช่น การแยกยารับประกันการตรวจสอบที่เข้มงวดกว่าเกณฑ์ทั่วไปเหล่านี้
EN
