Vad är membranseparation?

Membranseparation är en teknik som används i vetenskap och industri för att separera ämnen från en blandning genom att filtrera den blandningen genom ett poröst membran.Ämnet som filtreras kan vara antingen en vätska eller en gas.Membranseparation har många praktiska tillämpningar, inklusive vattenfiltrering och skapandet av koncentrerade lösningar.De viktigaste typerna av membranseparationsprocesser är omvänd osmos, nanofiltrering, ultrafiltrering och mikrofiltrering.

När en foderlösning eller gas passeras över ett poröst membran under högt tryck kommer vissa ämnen från den blandningen att genomsyra membranet till området med lägre tryck, men andra ämnen kommer inte att kunna göra det.Membranets konsistens och kemiska sammansättning bestämmer vilka material som passerar genom det.Till exempel tenderar ett membran som har större porer att släppa in stora och små partiklar, och ett membran som har mindre porer kommer att utesluta de större partiklarna.På liknande sätt kan ett membran som har en viss kemisk sammansättning vara utformad för att kemiskt filtrera bort vissa föreningar.

Vid omvänd osmos finns två lösningar på motsatta sidor av membranet mdash;en som är mer koncentrerad och den andra som är mer vattnig eller mindre koncentrerad.Den naturliga tendensen hos vatten att diffundera från ett område med låg koncentration till ett område med hög koncentration vänds genom tryck som appliceras på den mycket koncentrerade lösningen.Detta får vatten att rinna ut ur den mycket koncentrerade lösningen över membranet, vilket gör den lösningen ännu mer koncentrerad av vattenavlägsnande.Avdunstad mjölk och andra kondenserade produkter kan göras genom denna process.

Nanofiltrering används vanligtvis vid bearbetning av vatten för att avlägsna sin salta smak eller oönskat mineralinnehåll.Denna metod tar bort salter, såsom natrium och kalium, från vätskan.Membran som används vid nanofiltrering har en något större porstorlek än de som används vid omvänd osmos.

Ultrafiltrering och mikrofiltrering används för att separera större partiklar medan de låter mindre partiklar genom membranet.Virus, bakterier och suspenderade fast material utesluts av dessa större membran.Ofta kommer ultrafiltrering eller mikrofiltrering att användas i samband med en finare filtreringsmetod som en del av en övergripande industriell process.

Många branscher använder membranseparation som en del av deras rutinmässiga operationer.Till exempel är det viktigt att ta bort skadliga salter och mineraler som kan skapa skala eller korrosion i källvatten vid drift av pannor.Membranseparation kan också användas för att återta kemiska föreningar från en avfallsström.Avsaltning är en annan metod där membranseparation används i stor utsträckning för att producera högkvalitativt dricksvatten.