Membrānas šķidruma atdalīšanas tehnoloģiju kopumā var iedalīt četrās kategorijās atbilstoši darba spiedienam un izmantotās membrānas vidējā poru izmēram: mikrofiltrācija (MF), ultrafiltrācija (UF), nanofiltrācija (NF) un reversā osmoze (RO). To filtrēšanas precizitāte palielinās iepriekš minētajā secībā.
01
Mikrofiltrācija (MF)
Mikrofiltrācija var pārtvert daļiņas no {{0}},1 līdz 1 mikronam. Mikrofiltrācijas membrāna ļauj iziet cauri lielām molekulārām organiskām vielām un šķīstošām cietām vielām (neorganiskajiem sāļiem), bet var bloķēt suspendēto vielu, baktēriju, dažu vīrusu un liela mēroga koloīdu iekļūšanu. Darba spiediena starpība (efektīvais dzinējspēks) abās mikrofiltrācijas membrānas pusēs parasti ir 0,7 bāri.
02
Ultrafiltrācija (UF)
Ultrafiltrācija var aizturēt daļiņas un piemaisījumus no {{0}}.002 līdz 0,1 mikronam. Ultrafiltrācijas membrāna ļauj iziet cauri mazām molekulām un šķīstošām cietām vielām (neorganiskajiem sāļiem), bet efektīvi bloķēs koloīdus, olbaltumvielas, mikroorganismus un makromolekulāras organiskās vielas. Maksimālā molekulmasa, ko izmanto, lai raksturotu ultrafiltrācijas membrānu, parasti ir no 1,000 līdz 100,000. Darba spiediens abās ultrafiltrācijas membrānas pusēs parasti ir no 0,2 līdz 7 bāriem.
03
Nanofiltrācija (NF)
Nanofiltrācija ir īpašs atdalīšanas membrānas veids. Tas ir nosaukts, jo tas var aizturēt aptuveni 1 nanometru (0,001 mikronu) lielas vielas. Nanofiltrācijas darbības diapazons ir starp ultrafiltrāciju un reverso osmozi. Tas saglabā organiskās vielas ar molekulmasu aptuveni 200–400, un tā spēja saglabāt šķīstošos sāļus ir no 20 līdz 98%. Vienvērtīgā anjonu sāls šķīduma atdalīšanas ātrums ir mazāks nekā augstas vērtības anjonu sāls šķīdumam. Piemēram, nātrija hlorīda un kalcija hlorīda atdalīšanas ātrums ir 20–80%, savukārt magnija sulfāta un nātrija sulfāta atdalīšanas ātrums ir 90–98%. Nanofiltrācijas membrānas parasti izmanto organisko vielu un krāsu noņemšanai no virszemes ūdeņiem, cietības un radioaktīvā rādija noņemšanai no akas ūdens, šķīstošo sāļu daļējai atdalīšanai, pārtikas koncentrēšanai un lietderīgo vielu atdalīšanai medikamentos. Nanofiltrācijas membrānu darba spiediens parasti ir 3,5–16 bāri.
04
Reversā osmoze (RO)
Reversā osmoze ir vismodernākā membrānas šķidruma atdalīšanas tehnoloģija. Tas var bloķēt gandrīz visus šķīstošos sāļus un organiskās vielas, kuru molekulmasa ir lielāka par 100, bet ļauj ūdens molekulām iziet cauri. Celulozes acetāta reversās osmozes membrānas atsāļošanas ātrums parasti ir lielāks par 95%, un reversās osmozes kompozītmateriālu membrānas atsāļošanas ātrums parasti ir lielāks par 98%. Tos plaši izmanto jūras ūdens un iesāļa ūdens atsāļošanā, katlu padeves ūdenī, rūpnieciskā tīrā ūdenī un elektroniskās kvalitātes ultratīrā ūdens sagatavošanā, dzeramā tīra ūdens ražošanā, notekūdeņu attīrīšanā un īpašos atdalīšanas procesos. Reversās osmozes izmantošana pirms jonu apmaiņas var ievērojami samazināt ekspluatācijas izmaksas un notekūdeņu novadīšanu. Reversās osmozes membrānas darba spiediens parasti ir lielāks par 5 bāriem, ja ieplūdes ūdens ir iesāļš ūdens, un parasti ir mazāks par 84 bāriem, ja ieplūdes ūdens ir jūras ūdens.
Ultrafiltrācija ir ļoti efektīva tehnika, kas filtrē ūdeni un noņem piemaisījumus, kas var padarīt to nederīgu patēriņam. Šajā procesā tiek izmantota membrāna, kas bloķē kaitīgās baktērijas, vīrusus un piesārņotājus, atstājot aiz sevis tīru un droši lietojamu ūdeni. Ultrafiltrācijas ūdens sistēma ir īpaši efektīva, lai filtrētu lielākas daļiņas, kas citādi varētu iziet cauri citām ūdens filtrēšanas sistēmām.
Lai labāk izprastu ultrafiltrāciju, ir svarīgi zināt tās mehāniku. Šis filtrēšanas process darbojas, izspiežot ūdeni caur membrānu, kuras poru izmērs ir tikai 0,02 mikroni. Visas suspendētās daļiņas, kas ir pārāk lielas, lai izietu cauri membrānai, tiek atstātas uz tās virsmas. Rezultāts ir svaiga, tīra ūdens straume, kas ir brīva no piemaisījumiem un piesārņotājiem, bet satur izšķīdušas minerālvielas, kas ir būtiskas cilvēka veselībai.
Ultrafiltrācijas membrānas darbojas dažādos pielietojumos, sākot no dzeramā ūdens apstrādes maza mēroga dzīvojamo māju vajadzībām līdz rūpnieciskās apstrādes ūdens attīrīšanai lielākiem komerciāliem lietojumiem. Šis paņēmiens ir noderīgs arī notekūdeņu attīrīšanai, kas ir piesārņoti ar rūpnieciskām izplūdēm vai citām ķīmiskām vielām, kas var būt kaitīgas videi un cilvēku veselībai.
Ultrafiltrācijas membrānām ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar citām, tradicionālākām filtrēšanas metodēm. Pirmkārt, ultrafiltrācijas sistēmas ir ļoti efektīvas un prasa ļoti maz enerģijas, lai tās darbotos, padarot tās par videi draudzīgu iespēju, kas var palīdzēt samazināt jūsu oglekļa pēdas nospiedumu. Turklāt šīs sistēmas ir viegli uzstādīt un uzturēt, un tās ražo augstas kvalitātes ūdeni, kas ir ideāli piemērots plašam lietojumu klāstam.