Når mange mennesker først møder membranvandbehandlingssystemer, virker ultrafiltrering, nanofiltrering og omvendt osmose ofte meget ens. De er alle "membranfiltrerings"-teknologier, alle kræver tryk-drevet drift, og endda udstyrets udseende ser ret ens ud. Men når de først er blevet anvendt i rigtige industrielle projekter, bliver det klart, at disse tre processer faktisk løser helt forskellige problemer. Nogle er velegnede til behandling af grumset vand; nogle er designet til at reducere hårdhed; mens andre specifikt bruges til dyb afsaltning.
I mange projekter er højt driftstryk, hyppig membranbegroning og øgede driftsomkostninger ikke forårsaget af udstyrsproblemer i sig selv, men fordi forholdet mellem UF, NF og RO ikke var klart forstået i den tidlige designfase.
Den største forskel mellem de tre membransystemer er ikke bare "filtreringspræcision"
Når mange brugere først forstår membransystemer, er det første de bemærkerfiltreringspræcision. Ultrafiltrering har relativt høj filtreringspræcision; nanofiltrering er finere; og omvendt osmose er det fineste. Men i egentlige tekniske applikationer er det, der virkelig betyder noget, ikke "hvilken filtrerer mindre partikler", men snarere: hvad fjerner det præcist?
For eksempel i den samme spand med råvand, derkan være sand, rust, suspenderede stoffer, bakterier, kolloider, organisk materiale samt calcium- og magnesiumioner, salte, tungmetaller og opløste forurenende stoffer.Imidlertid er behandlingsmålene for UF-, NF- og RO-systemer helt forskellige.
Ultrafiltrering er mere som "urenhedsscreening"
Kernefunktionen i et ultrafiltreringssystem er først at adskille "synlige eller forurenende-tilbøjelige store-partikelstoffer" fra vand. For eksempel:
- Suspenderede faste stoffer
- kolloider
- Sediment og sand
- Makromolekylært organisk stof
- Nogle bakterier
Disse stoffer er relativt store i størrelse og kan tilbageholdes direkte af ultrafiltreringsmembranen. Ultrafiltrering har dog én indlysende egenskab: den fjerner ikke opløste salte i stor skala. Med andre ord er calcium- og magnesiumioner samt nogle mineralsalte i vand stadig tilbageholdt.
Derfor bemærker mange brugere, at selvom vandet bliver meget klart efter ultrafiltrering, ændres ledningsevnen ikke væsentligt. Det er også derfor, ultrafiltrering ofte bruges i forbehandlingsstadiet i mange uf-system vandbehandlingsprojekter. Dens reelle værdi er ikke endelig afsaltning, menreducerer risikoen for tilsmudsning for downstream-systemer.
Nanofiltrering går ind i stadiet af "selektiv adskillelse"
Hvis ultrafiltrering hovedsageligt løser "problemet med store partikler", så er et nanofiltreringssystem allerede begyndt at adressere "problemet med delvis ionadskillelse." Dette er også det mest misforståede aspekt af nanofiltrering.
Mange mennesker tror, at nanofiltrering simpelthen er "mellem ultrafiltrering og omvendt osmose", men i virkeligheden er dens største egenskab, at denbegynder at give selektiv afsaltningsevne.Ved industriel vandbehandling indeholder nogle vandkilder med høj-hårdhed f.eks. store mængder calcium- og magnesiumioner. Hvis disse kommer direkte ind i downstream-systemer, kan der let opstå skalering.
På dette tidspunkt kan nanofiltrering fortrinsvis fjerne nogle divalente ioner, mens en del af de monovalente ioner bibeholdes. Derfor er nanofiltrering hverken som ultrafiltrering, der næsten ingen afsaltning udfører, eller som omvendt osmose, der udfører dyb afsaltning. Det er detmere velegnet til applikationer, der kræver "moderat adskillelse".
Dette er grunden til, at mange industrielle blødgøringssystemer prioriterer NF-processer. Derudover kræver nanofiltrering også tryk-drevet drift og producerer koncentratudledning under drift. Derfor overvejes genvindingsgrad og koncentratbehandling normalt samtidigt under systemdesign.
Omvendt osmose er den sande "dyb afsaltning"-proces
Den største forskel mellem et omvendt osmosesystem og UF eller NF er, at det ikke længere er simpel filtrering, mendyb adskillelse. RO har ekstrem høj filtreringspræcision. Det tillader vandmolekyler at passere igennem, mens de tilbageholder de fleste salte, ioner og sporurenheder på den anden side af membranen. Med andre ord,ultrafiltrering håndterer hovedsageligt "partikler"; nanofiltrering håndterer hovedsageligt "partielle ioner"; mens omvendt osmose direkte håndterer "de fleste opløste stoffer."
Som følge heraf bruges RO i vid udstrækning i industrielt rent vand, vand med høj-renhed og ultrarent vand. Især i høj-procesapplikationer som f.eks. elektronik, præcisionsfremstilling oglægemidler til omvendt osmose, er omvendt osmose blevet en af kerneteknologierne.
Mange brugere overser dog et vigtigt spørgsmål: Jo mere præcist RO-systemet er, jo højere er kravene til fodervandskvalitet. Hvis råvandet indeholder for store mængder suspenderede faste stoffer, kolloider eller organiske forurenende stoffer, kan membranbegroning let forekomme. Derfor bruges RO i egentlige ingeniørprojekter sjældent alene.
Mere almindeligt, akombineret "ultrafiltrering + omvendt osmose" proceser vedtaget. Den forreste-ultrafiltrering reducerer forureningsbelastningen, mens den bagerste- RO udfører dyb afsaltning. Dette er blevet en moden proceslogik i industrielle projekter.
Hvorfor bruger mange industrielle projekter UF, NF og RO sammen?
Mange brugere spørger: da RO har den højeste præcision, hvorfor ikke direkte bruge omvendt osmose alene? Årsagen er enkel. Membransystemer er ikke "jo højere præcision, jo mere alsidigt system." Faktiskjo mere præcist systemet er, jo mere følsomt bliver det over for fodervandsforholdene.Hvis alle forurenende stoffer håndteres direkte af RO:
- Driftstrykket stiger
- Membranbegroning accelererer
- Rengøringsfrekvensen stiger også
Derfor lægger industriprojekter vægt på "iscenesat behandling".
f.eks.front-ultrafiltrering fjerner først suspenderede faste stoffer og kolloider, mellemliggende nanofiltrering reducerer en del af hårdheden, og til sidst udfører RO dyb afsaltning.Hver fase håndterer kun det problem, den er bedst egnet til. Som et resultat, fungerer hele systemet mere stabilt. På nuværende tidspunkt er der mange iindustrielle ultrafiltreringssystemerudvikler sig også mod modularisering og automatisering. Deres kerneformål er ikke blot at forbedre filtreringspræcisionen, men at forbedre driftsstabiliteten af hele membransystemet.
Fokuser ikke kun på "Om vandet ser rent ud" under systemvalg
Mange virksomheder falder let ind i en misforståelse i den tidlige udvælgelsesfase: fokuserer kun på den endelige vandkvalitet. Det, der virkelig betyder noget ved industriel vandbehandling, er, om systemet kan fungere stabilt på lang sigt. Dette skyldes, at forskellige processer involverer forskellige:
- Energiforbrug
- Inddrivelsesrater
- Rengøringscyklusser
- Driftstryk
- Anti-begroningsevner
Derfor handler et virkelig fornuftigt systemdesign normalt ikke om "kun at vælge én membran", men om at kombinere forskellige teknologier i henhold til råvandsforholdene. For industrielle brugere er en passende proceskombination ofte vigtigere end et enkelt udstyr med høje-specifikationer.