Ультрафильтрация через полупроницаемую мембрану

Отделение веществ в мембранных процессах осуществляется за счет различной проницаемости мембраны по отношению к различным химическим компонентам. Имеется, по крайней мере, один компонент в смеси веществ, который отделяется – обычно растворитель – который в состоянии пройти через мембрану без сопротивления, в то время как другие элементы задерживаются в большей или меньшей степени. Фракция, которая удерживается, представляет собой концентрат; материал, который проходит через мембрану, называется фильтратом.
Следующие процессы обработки, группирующиеся в соответствии с размером пор, в настоящее время имеют техническое применение:

Некоторые проблемы, требующие рассмотрения, включают в себя:
a) величина рН в сточных водах, которые должны очищаться, может изменяться для того, чтобы ускорить реакции и (или) увеличить величину загрузки b) фильтр тонкой очистки можно установить перед адсорбентом из активированного углерода для удержания вредных твердых частиц

c) увлажнение активированного угля с использованием мелкозернистого гранулята вместо порошка и подача его ниже уровня воды в реактор/бассейн может помочь в преодолении проблем, связанных с образованием пыли при перемешивании.

Достигаемый положительный эффект. При использовании мембранных технологий сточные воды с органическими и неорганическими загрязняющими веществами можно очищать без значительных добавок химикатов.

Воздействия на окружающую среду. За счет оптимизации процесса фильтрат мембранной установки должен
обычно в достаточной степени очищаться для рециклинга в промышленном процессе или для соблюдения минимальных стандартов качества для сброса в водные объекты. Концентрат обычно подвергается дальнейшим видам обращения, а именно:
• повторное использование;
• размещение;
•  испарение;
• иммобилизация.

Применимость. Мембранные способы, используемые для отделения веществ и накапливания, становятся ключевой технологией в очистке воды и сточных вод вследствие отсутствия необходимости использования химикатов – за исключением очистки мембраны – вследствие чисто технической природы отделения. Как
следствие, отделяемые компоненты ни химически, ни термически не загрязнены. С учетом этих факторов экономичность обработки делает ее эффективной даже на небольших установках и при децентрализованной очистке воды в местах происхождения.

Применимость мембранных способов находится под влиянием, как конструкции, так и проекта модулей/мембранных систем и ряда дополнительных ограничивающих факторов:

• повреждающих факторов: свободный хлор, органические растворители, сильные окислители;
• блокирующие факторы;
• засорение (гидроксиды металлов, коллоидные частицы, биологические вещества, органические вещества);
• образование твердых отложений (осаждение солей с низкой растворимостью);
• факторы, мешающие эффективности осмотическое давление, вязкость.

Однако эти факторы обычно не являются исключительными только для  мембранных способов. Тем не менее, они обычно требуют подробной предварительной оценки воды, которая должна очищаться в отношении:

• выбора мембраны (полимер или керамика);
• выбора материала (синтетический, покупной);
• необходимой предварительной обработки (фильтрация, ингибирование, биоцидами и т.д.);
• программы очистки (кислотная, щелочная).