Technológiu membránovej separácie kvapalín možno vo všeobecnosti rozdeliť do štyroch kategórií podľa prevádzkového tlaku a priemernej veľkosti pórov použitej membrány: mikrofiltrácia (MF), ultrafiltrácia (UF), nanofiltrácia (NF) a reverzná osmóza (RO). Ich presnosť filtrácie sa zvyšuje v uvedenom poradí.
01
Mikrofiltrácia (MF)
Mikrofiltrácia môže zachytiť častice medzi {{0}},1 až 1 mikrón. Mikrofiltračná membrána umožňuje prechod veľkých molekulárnych organických látok a rozpustných pevných látok (anorganických solí), ale môže blokovať prenikanie suspendovaných látok, baktérií, niektorých vírusov a veľkých koloidov. Rozdiel prevádzkového tlaku (efektívna hnacia sila) na oboch stranách mikrofiltračnej membrány je vo všeobecnosti 0,7 bar.
02
Ultrafiltrácia (UF)
Ultrafiltrácia dokáže zachytiť častice a nečistoty medzi {{0}}.002 a 0,1 mikrónu. Ultrafiltračná membrána umožňuje prechod malých molekúl a rozpustných pevných látok (anorganických solí), ale účinne blokuje koloidy, proteíny, mikroorganizmy a makromolekulárne organické látky. Hraničná molekulová hmotnosť použitá na charakterizáciu ultrafiltračnej membrány je vo všeobecnosti medzi 1,000 a 100,000. Pracovný tlak na oboch stranách ultrafiltračnej membrány je všeobecne 0,2 až 7 bar.
03
Nanofiltrácia (NF)
Nanofiltrácia je špeciálny typ separačnej membrány. Je pomenovaný, pretože dokáže zadržať látky s veľkosťou približne 1 nanometer (0,001 mikrónu). Pracovný rozsah nanofiltrácie je medzi ultrafiltráciou a reverznou osmózou. Zadržiava organickú hmotu s molekulovou hmotnosťou približne 200 až 400 a jej schopnosť zadržiavať rozpustné soli je medzi 20 až 98 %. Rýchlosť odstraňovania roztoku soli jednomocného aniónu je nižšia ako rýchlosť odstraňovania roztoku soli vysokomocného aniónu. Napríklad miera odstraňovania chloridu sodného a chloridu vápenatého je 20 až 80 %, zatiaľ čo miera odstraňovania síranu horečnatého a síranu sodného je 90 až 98 %. Nanofiltračné membrány sa vo všeobecnosti používajú na odstraňovanie organických látok a farieb z povrchových vôd, odstraňovanie tvrdosti a rádioaktívneho rádia zo studňových vôd, čiastočné odstraňovanie rozpustných solí, koncentrovanie potravín a separáciu užitočných látok v liekoch. Prevádzkový tlak nanofiltračných membrán je všeobecne 3,5 až 16 bar.
04
Reverzná osmóza (RO)
Reverzná osmóza je najsofistikovanejšia technológia membránovej separácie tekutín. Dokáže blokovať takmer všetky rozpustné soli a organické látky s molekulovou hmotnosťou väčšou ako 100, ale umožňuje molekulám vody prechádzať. Rýchlosť odsoľovania membrány reverznej osmózy z acetátu celulózy je vo všeobecnosti vyššia ako 95 % a miera odsoľovania kompozitnej membrány s reverznou osmózou je vo všeobecnosti vyššia ako 98 %. Sú široko používané pri odsoľovaní morskej a brakickej vody, napájacej vode kotlov, priemyselnej čistej vode a príprave ultračistej vody elektronickej kvality, výrobe pitnej čistej vody, čistení odpadových vôd a špeciálnych separačných procesoch. Použitie reverznej osmózy pred výmenou iónov môže výrazne znížiť prevádzkové náklady a vypúšťanie odpadových vôd. Prevádzkový tlak membrány reverznej osmózy je vo všeobecnosti vyšší ako 5 barov, keď je vstupnou vodou brakická voda, a vo všeobecnosti je nižší ako 84 barov, keď je vstupnou vodou morská voda.
Ultrafiltrácia je vysoko efektívna technika, ktorá filtruje vodu a odstraňuje nečistoty, ktoré môžu spôsobiť jej nevhodnosť na konzumáciu. Tento proces využíva membránu, ktorá blokuje škodlivé baktérie, vírusy a kontaminanty, pričom zanecháva vodu, ktorá je čistá a bezpečná na použitie. Ultrafiltračný vodný systém je obzvlášť účinný pri odfiltrovaní väčších častíc, ktoré by inak mohli prejsť cez iné vodné filtračné systémy.
Pre lepšie pochopenie ultrafiltrácie je dôležité poznať jej mechaniku. Tento proces filtrácie funguje tak, že pretláča vodu cez membránu, ktorá má veľkosť pórov len 0,02 mikrónu. Akékoľvek suspendované častice, ktoré sú príliš veľké na to, aby prešli cez membránu, zostávajú na jej povrchu. Výsledkom je prúd čerstvej, čistej vody, ktorá je bez nečistôt a kontaminantov, ale obsahuje rozpustené minerály, ktoré sú nevyhnutné pre ľudské zdravie.
Ultrafiltračné membrány fungujú v rôznych aplikáciách, od úpravy pitnej vody pre malé obytné potreby až po úpravu priemyselnej vody pre väčšie komerčné aplikácie. Táto technika je tiež užitočná na čistenie odpadových vôd, ktoré boli kontaminované priemyselným odpadom alebo inými chemikáliami, ktoré môžu byť škodlivé pre životné prostredie a ľudské zdravie.
Existuje mnoho výhod ultrafiltračných membrán oproti iným, bežnejším filtračným technikám. Po prvé, ultrafiltračné systémy sú vysoko účinné a vyžadujú veľmi málo energie na prevádzku, čo z nich robí možnosť šetrnú k životnému prostrediu, ktorá môže pomôcť znížiť vašu uhlíkovú stopu. Okrem toho sa tieto systémy ľahko inštalujú a udržiavajú a produkujú vysokokvalitnú vodu, ktorá je ideálna pre širokú škálu aplikácií.