Membránové procesy
Membránové procesy slouží k separaci látek s využitím polopropustných membrán. Celý proces je založen na schopnosti látek procházet vnitřními póry membrány na druhou stranu.
Vstupní roztok je přiváděn na jednu stranu membrány a díky vyvolanému rozdílu tlaku na obou stranách membrány je nucen přecházet na druhou stranu membrány. Skrz membránu projdou pouze látky s menším průměrem, než je průměr pórů membrány. Látky s větším průměrem jsou na membráně zadrženy.
Membránové procesy mají dva výstupy. Permeát jsou látky, které procházejí přes membránu. Retentát jsou látky, které jsou zadrženy na membráně. Využitelnost permeátu a retentátu závisí na konkrétní aplikaci procesů.
Mezi membránové procesy patří mikrofiltrace, ultrafiltrace, nanofiltrace a reverzní osmóza. Jednotlivé druhy se liší typem polopropustné membrány, velikostí pórů membrány a tlaku na membránách, který je potřeba pro průchod látek zajistit. Se zmenšujícím se průměrem separovaných částic se zmenšuje velikost pórů membrán a roste tlak potřebný pro fungování procesu.
Nejlepších výsledků membránové separace dosáhneme řadou sériově zapojených zařízení v pořadí mikrofiltrace, ultrafiltrace, nanofiltrace a reverzní osmóza. Látky separujeme od největšího průměru částic po nejmenší. Tím dosáhneme nejdelší možné životnosti zařízení, protože částice s velkým průměrem jsou zachycovány v prvních fázích na hrubších membránách a nezanášejí jemnější membrány v dalších krocích separace. Membrány se očišťují zpětným proplachem demineralizovanou vodou.
Využití membránových procesů:
-
povrchové úpravy
-
farmaceutický průmysl
-
potravinářský průmysl
-
textilní a papírenský průmysl
-
elektrotechnický průmysl
-
elektrárenský průmysl
-
čištění odpadních vod
Výhody membránových procesů:
-
účinnost separace látek vyšší než 90%
-
snížení spotřeby chemikálií
-
schopnost separace mikroorganizmů
-
nízká energetická náročnost
-
automatický a kontinuální provoz
Mikrofiltrace - MF
Velikost zachycených částic o velikosti 10-0,1 μm
- separace nerozpuštěných látek a bakterií
- zahušťování olejových emulzí
- předúprava před ultrafiltrací
Ultrafiltrace - UF
Velikost zachycených částic o velikosti 0,1-0,01 μm
- separace virů, koloidních látek, makromolekul a bílkovin
- zpracování olejových emulzí
- recyklace barvy z oplachových vod při elektroforéze
- předúprava před reverzní osmózou a nanofiltrací
Nanofiltrace - NF
Velikost zachycených částic o velikosti 0,01-0,001 μm
- změkčování vody
- separace mono- a di- sacharidů
- separace textilních barviv
- předúprava před reverzní osmózou
Reverzní osmóza - RO
Velikost zachycených částic o velikosti 0,001-0,0001 μm
- odsolování mořské a brakické vody a výroba pitné vody
- výroba ultračisté vody
- výroba demineralizované vody
- čištění odpadních a provozních vod
- výroba vody pro vysokotlaké kotle
- předúprava před vakuovým odpařováním