Zasady technologii membranowej (procesy ciśnieniowe)
Membranę można zdefiniować jako powierzchnię do rozdziału dwu faz. W membranowych procesach rozdzielania, ta powierzchnia jest barierą fizyczną, przepuszczalną dla niektórych cząsteczek obecnych w strumieniach. Aby nadać procesowi bieg, potrzebna jest siła napędowa, mianowicie ciśnienie. Zasadniczo, w technologiach membranowych przepływu krzyżowego (typu cross-flow), rozróżnia się cztery, częściowo pokrywające się procesy ciśnieniowe:
- odwrócona osmoza (RO)
- nanofiltracja (NF)
- ultrafiltracja (UF)
- mikrofiltracja (MF)
Nazewnictwo związane z membranami jest różne dla różnych gałęzi przemysłu i różnego przeznaczenia rozdzielonych strumieni. Terminy podkreślone są preferowane. Poniżej podano kilka innych definicji:
Strumień: Przepływ wolumetryczny cieczy przez membranę na jednostkę powierzchni (litry/m2.h)
SP (%), pasaż solutu (substancji rozpuszczonej): stosunek stężenia solutu w strumieniu permeatu do strumienia retentatu
Odrzut (%): (100-SP)
π (O.P.): ciśnienie osmotyczne
RO
Wykorzystuje membranę o najmniejszych porach, która zatrzymuje większość rozpuszczonych cząsteczek. Opór dla przepływu przez membranę stanowi głównie ciśnienie osmotyczne przetwarzanego roztworu.
NF
Podobna do RO, ale pozwala małym cząsteczkom związków nieorganicznych na przechodzenie przez membranę. Tutaj również ciśnienie osmotyczne stanowi główny opór dla przepływu roztworu.
UF
Membrany są porowate, ale porowatość wynosi poniżej 5% powierzchni. Frakcjonuje rozpuszczone cząsteczki w zależności od wielkości.
MF
Membrany są porowate w dużym stopniu – porowatość czasami przekracza 50% powierzchni.