La filtration membranaire pour l'eau potable: l'osmose inverse et l'électrodialyse

La filtration sur membrane est de plus en plus utilisé dans les maisons pour purifier l'eau du robinet et appuyez encore plus propre à l'eau. Cela se manifeste principalement dans l'achat et l'installation de dispositifs d'osmose ...

La finesse et la sélectivité des membranes filtrantes

Il existe une variété de techniques de purification de l'eau utilisant une membrane semi-perméable ou une membrane ou une vessie. Cette membrane permet certaines substances et observer d'autres agents contre. Quelles substances sont transmis et qui sont bloqués est particulièrement dépendante de:

  • La taille des pores dans la membrane
  • La masse atomique, masse ou ionmassa de substances moléculaire dissous dans l'eau

La filtration sur membrane est largement utilisé dans le traitement de l'eau pour produire de l'eau potable; Ces molécules d'eau sont extrêmement faibles, ce qui les rend -enigszins fonction de la pression externe, contrairement à la grande majorité des autres molécules, d'atomes et d'ions peut passer à travers presque tout type de membrane.

Lorsque les molécules d'eau sont autorisés à passer, mais pas dissous les substances dans l'eau, est produite à l'un des deux côtés de l'eau pure ...

Microfilter, ultrafiltration, nanofiltration et hyperfilter

En fonction de la section transversale des pores de la membrane seront déterminés en ce qui concerne membrane de filtration de classification différente, à savoir:

  • Microfiltration
  • Ultrafiltration
  • Nanofiltration
  • Hyperfiltration

Les explications nécessaires ...

0. Filtration Macro

Filtration macro ne fait pas partie de cette liste avec les méthodes de filtration membranaire. Pour macro filtration peut être utilisé parce que tous les types de médias de filtre, pas seulement les membranes. Ce sont notamment, la filtration des particules en suspension et les solides dissous de l'eau qui sont visibles à l'œil nu. Les particules à éliminer sont plus grandes que 5 micromètres, mais inférieure à 1 millimètre.

Un micron = 1 MCM = 1 micron = 1 mu = 1 m = un millième de millimètre. Un nanomètre est un millième de micromètre.

1.Microfiltratie

La microfiltration est contrôlé par la taille des pores de la membrane utilisée. MF est utilisé en particulier pour l'élimination de matières solides relativement grandes, en suspension dans l'eau, de la turbidité et des micro-organismes. Basé sur le tamisage ou criblage garde microfiltration contre presque toutes les bactéries, ainsi que la plupart des virus.

  • Séparation de particules> 0,1 millions de mètres cubes
  • La taille des pores: 0,03 à 10 millions de mètres cubes
  • Pression différentielle <2 bar
  • Membrane Structure: symétrique
  • Membrane Epaisseur: de 10 à 150 millions de mètres cubes
  • Principe de la séparation sur la base de la taille des particules

Microfiltration est basée sur l'effet tamis. La force motrice de MF est une différence de pression de plus moins 0,1 à 3 bar; la séparabilité est similaire à une filtration sur sable. En particulier, les particules colloïdales, et les micro-organismes sont retenus par une membrane micro-filtration; les métaux lourds peuvent être éliminés par précipitation en premier.

Avec de microfiltration peut par exemple les bactéries sont séparées de l'eau, des jus et des boissons sont effacés ou stérilisés, et émulsions huile-eau pour être divisés. La microfiltration est souvent utilisé en tant que prétraitement pour la nanofiltration ou l'osmose inverse.

La taille des pores d'une membrane de micro-filtration est tout à fait différente et se situe habituellement entre 0,03 et 10 micromètres.

2. ultrafiltration

L'ultrafiltration est similaire à micro-filtration; les particules qui sont enlevés avec une membrane d'ultrafiltration, cependant, sont plus petites. Dans ions de sels dissous de l'eau ne sont pas encore ou peu retenus par ultrafiltration. L'ultrafiltration est particulièrement adapté pour les diverses formes de dialyse.

  • La séparation des macromolécules: 1 à 100 nm
  • La taille des pores: 50 nm à une
  • La pression différentielle de 1 à 10 bar; En pratique, à partir de 3 bar
  • Membrane Structure: asymétrique
  • Épaisseur de la membrane: 0,1 à 1,0 mcm
  • Principe de la séparation sur la base de la taille des particules

Ultrafiltration ultrafiltration enlève tout, avec le microscope de la pollution visible, mais pas dissous ionzouten. Cependant, une membrane d'ultrafiltration filtre presque toutes les bactéries et les virus de l'alimentation en eau, ainsi que des particules colloïdales et plus grandes de composés macromoléculaires. Les métaux lourds peuvent, comme avec MF sont éliminés par précipitation en premier. UF est par exemple appliquée dans l'industrie laitière, la métallurgie, l'industrie textile et pour le traitement de dessalement d'eau de mer.

La taille des pores d'une membrane d'ultrafiltration est situé, dans la pratique, quelque part entre 0,001 et 0,1 mcm. Particules d'une taille de 0,005 m à 0,3 mcm être retenus.

3. La nanofiltration

Nanofiltration ne utilise pas seulement de la pression, mais -Juste que l'osmose inverse plutôt la différence de pression entre les deux compartiments. Une membrane de nanofiltration est utilisé principalement pour l'élimination de substances organiques microscopiques et des micro-polluants ayant un poids moléculaire de 200 à 1000 g / mol. Nanofiltration en termes de finesse se trouve quelque part entre l'ultrafiltration et osmose inverse.

En pratique, il est toujours pas de distinction entre d'une part, et ultrafiltration, nanofiltration, d'autre part; dans ce cas, les deux sont visés par l'ultrafiltration terme. Cependant, une nanofiltration tend plus à hyperfiltration ... Al est inférieure NF nettement moins sélective que l'osmose inverse; NF peut savoir supprimer ions bivalents, mais pas d'ions monovalents. La ligne de fond est que l'eau, les substances de faible poids moléculaire et des ions monovalents ne se séparent pas sur NF; des ions divalents tels que les métaux lourds peuvent -enigszins en fonction du type de membrane, cependant, être conservés.

La taille des pores d'une membrane de nano-filtration est habituellement quelque part entre 0,0008 et 0,001 microns.

4. hyperfiltration

Hyperfiltration technique de filtration sur membrane était la plus belle qui existe. Dans cette forme de membrane de séparation les pores sont si petites qu'il n'y a pas encore de procédé existe par lesquels ils peuvent être rendus visibles. Hyper membranes de filtration ne, en particulier, employés par osmose inverse, et sont donc également appelés membranes d'osmose.

  • La séparation des substances à bas poids moléculaire <1 nm
  • La taille des pores <1 nm
  • Pression différentielle> 10 bars; typiquement de 20 à 60 bar
  • Membrane Structure: asymétrique
  • Épaisseur de la membrane: 0,1 à 1,0 mcm
  • Principe de la séparation sur la base de la solubilité et de diffusion

Avec la plupart des sels HF et de substances de faible poids moléculaire peuvent être séparés. Hyper filtration élimine la quasi-totalité des ions de sel de l'eau. Les ions sont dissous dans l'eau, le sel de la taille des particules d'un seul atome. Membranes ioniques tels que les membranes de nanofiltration et d'osmose sont membranes donc parmi les plus propres, les plus beaux et les plus moulants membranes filtrantes qui existent.

La taille des pores d'une membrane d'hyperfiltration sont encore sans technique pour faire un peu mesurables ou même visible; il est en tout cas inférieur à un nanomètre, et, dans la pratique, quelque part autour de 0,1 nm.

Alors ...

En principe, la microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration et des méthodes similaires; Ils diffèrent essentiellement vwb la taille des ouvertures de filtre, et donc les substances qui peuvent être retenus. Avec la microfiltration et l'ultrafiltration peuvent seulement les particules en suspension sont filtrés solides hors de l'eau; avec nanofiltration et osmose inverse Hyper filtration minéraux dire dissous peut également être filtré de l'eau. Parmi toutes les techniques de filtration à membranes de filtration est la plus micro perméable; osmose inverse permet presque pas de pollution.

L'osmose inverse ou «osmose inverse» et elektrodyalise sont les plus célèbres de la purification de l'eau basée sur la filtration sur membrane ...

L'osmose inverse par rapport elektrodyalise

L'électrodialyse et l'osmose inverse filtration sont tous deux des techniques qui utilisent des membranes semi-perméables. Ils ont même des applications vwb filtration de l'eau potable, mais le principe de séparation varie considérablement filtrer méthode. Dans l'eau d'osmose inverse, de petites molécules à travers la membrane semi-perméable pressé, dans lequel la traîne de plus grandes molécules de substances dissoutes; par électrodialyse en raison des substances dissoutes sont des électrodes électriquement chargées est poussé à travers une série de membranes sélectives d'ions / retiré, laissant juste l'eau pure. Ainsi, l'électrodialyse beaucoup plus éconergétiques que elektrodeïonisatie.

Dans l'ensemble, l'électrodialyse, comme une forme d'osmose inverse filtration sur membrane qui rend l'utilisation de membranes semi-perméables pour l'élimination des particules dissoutes de l'eau. Contrairement à osmose inverse en utilisant électrodialyse pas de pompe afin de déplacer de grandes quantités d'eau, mais une tension électrique pour amener les ions chargés électriquement dissous dans l'eau en mouvement. Ainsi ED significativement plus éconergétique que l'osmose inverse. Malheureusement, cette technique est à peine rentable ou applicables dans les dispositifs de filtration à l'intérieur.

Elektrodeïonisatie combine en fait trois techniques pour produire de l'eau pure, à savoir, les membranes, les résines échangeuses d'ions, l'électrolyse et au moyen de cathodes et d'anodes électriquement chargées.

Filtre à osmose pour un usage domestique de l'eau du robinet pur =

Bien électrodialyse encore beaucoup de potentiel semble avoir été osmose inverse nettement plus approprié pour une utilisation à domicile par des individus. L'osmose inverse est appelé «inverse» car elle doit être la pression pour forcer l'eau à travers la membrane appliquée manuellement. Habituellement, cela se produit à l'aide de une pompe. Naturellement trouver processus osmotiques savoir placer tout naturellement.

Avec l'aide de l'osmose inverse peut être obtenu de l'eau de grande pureté; jusqu'à 99% de toutes les impuretés peut être enlevé. L'eau pure qui a été pressé à travers la membrane semi-perméable, est également connu comme "eau de RO". Osmose inverse peut avoir lieu dans une ou plusieurs étapes et avec un ou plusieurs membranes d'osmose.

Matériel, fabrication et installation de déterminer à quel point une membrane résistant à la pression, des acides, des bases et des organismes.

Membraandeïonisatie?

L'osmose inverse est encore parfois contrôlé par électronique ou "désionisation" pour filtrer les particules chargées électriquement restants de l'eau. Désionisation d'ions dissous est généralement réalisée au moyen de résines échangeuses d'ions ou électrodialyse. Si on utilise des membranes, on parle également de membraandeïonisatie.

Fondamentalement, il existe trois principes fondamentaux deïoniserende pour éliminer les ions de l'eau. Désionisation peut être effectuée par filtration sur membrane, un échange d'ions et la distillation. Tous les autres techniques sont dérivées ou assemblés ici. Pensez: osmose, désionisation en continu, l'électrodialyse, elektrodeïonisatie continue elektrodeïonisatie inverser, inverser électrodialyse, électrodialyse bipolaire, électrodialyse capacitif, capacitif inverser électrodialyse, la concentration en ions polarisation, électrodialyse polarisée et la distillation membranaire.

Un des principaux avantages de ce type de techniques est celle développée par le diaphragme est continuellement et automatiquement nettoyé. Ainsi, une qualité de l'eau en continu peut être maintenu avec cette hyper-moderne formes de filtration sur membrane; En outre, une durée de vie optimale de l'appareil et de la membrane est garantie.

Presque toutes ces techniques ne sont pas pratiques pour le moment, seulement, et au-consommation d'énergie la plus rentable et faisable sur une grande échelle, industrielle. Par des particuliers est principalement à l'intérieur membrane d'osmose inverse utilisé pour purifier l'eau du robinet. A cet effet, typiquement en utilisant un appareil-osmose entre l'alimentation en eau, même en combinaison avec un échangeur d'ions à base de perles de résine de synthèse, un filtre à charbon actif et / ou un filtre à sédiments.

Désioniser par échange d'ions après osmose

L'eau a la propriété de dissoudre les substances chargées électriquement, et à effectuer des minuscules particules dissoutes avec elle. Cela permet non seulement l'échelle, mais vous pouvez également ingérer des substances indésirables de l'eau du robinet. Un dispositif d'osmose récupère substances ioniques de l'eau; inorganique et jusqu'à 97% à 100% organique. Pour un dispositif de purification par osmose ionique encore plus élevée peut être complété par un échange d'ions que l'on appelle. Ceci permet le degré de purification peut être augmentée à 99,99%.

Une combinaison de l'osmose inverse et un dispositif d'échange d'ions est particulièrement utile si vous habitez dans une région avec un niveau exceptionnellement élevé de dureté et / ou TDS dans l'eau.

Buvez Demiwater ...

Entièrement eau déminéralisée est "vide" et de boire, il est pas nécessairement favorable à la santé. Par conséquent, vous pouvez choisir d'installer une dérivation, de sorte que vous pouvez basculer entre sélectivement l'eau déminéralisée, eau «standard» et un mélange des deux. Ceci est toujours conseillé, car il est imprudent de boire uniquement de l'eau déminéralisée.

Par exemple, l'eau partiellement minéralisée pour la boisson et de l'eau déminéralisée «vide» pour le nettoyage et l'eau à l'aide d'appareils. Il ya même des gens qui mettent un filtre minéral à la fin de la course que minéraliser l'eau vide-à-dire reminéralise. Ici, il est utile si vous pouvez allumer et éteindre ces minéraux filtre de sorte qu '«il agit uniquement quand vous voulez boire de l'eau du robinet.

En raison de la puissance de résolution élevée et le manque de macro minéraux et oligo-éléments peuvent être de l'eau déminéralisée réel, de sorte un impact négatif sur votre corps. En filtrant l'eau du robinet a des effets positifs en plus aussi un impact potentiellement négatif.

Nettoyage et entretien des systèmes membranaires

Dans un dispositif d'osmose inverse est un réservoir à vessie à membrane d'osmose. Si non utilisé en permanence ou périodiquement stérilisés, ils peuvent devenir un terrain fertile pour la contamination bactérienne. Systèmes d'osmose inverse et d'autres systèmes membranaires ont donc besoin d'entretien périodique et le nettoyage régulier.

Par "mise à l'échelle" est le dépôt de composés organiques peu solubles tels que le carbonate de calcium, le sulfate de baryum, et les composés du fer sont destinées. "Encrassement" se réfère plutôt à la déposition de la matière particulaire dans laquelle la microbiologie tels que les bactéries, les champignons et les algues trouvent un terreau fertile et donc va croître et se multiplier. Entartrage et l'encrassement au détriment de la pureté de l'eau, la sécurité de l'eau, l'efficacité énergétique et la longévité de votre système d'osmose.

Il est important de nettoyer les membranes de manière préventive. Dans de nombreuses situations, il est préférable de nettoyer régulièrement avec des désinfectants doux et détartrants que occassional avec un agent chimique agressif. La membrane d'osmose est alors beaucoup plus longue. La meilleure façon de nettoyer une membrane dépend de la matière de la membrane, épaisseur de la membrane et le type. Dans le manuel de votre appareil d'osmose vous trouvez généralement le programme d'entretien optimal.

En unités d'osmose modernes vous pouvez trouver ces jours-ci une option «flush». Cela permet à la membrane d'être rincée à la main, vous rendant beaucoup moins souvent et ont besoin d'un nettoyage intensif.

Finalement,

La filtration sur membrane est le nom générique pour un certain nombre de techniques de séparation dans lequel la séparation est effectuée par une membrane semi-perméable ou semi-perméable. Avec membranes beaucoup peut être accompli quand il vient à waterpurificatiesystemen. Par exemple, un I.A. de membrane filtrante

  • Ions
  • Les particules en suspension
  • Composés organiques
  • Les micro-organismes et les microbes

Quelques exemples de polluants communs sont le fer, le manganèse, le sulfure d'hydrogène, des ions de dureté et de particules. Ils sont tous de retirer l'aide de séparation par membrane.

Pour le traitement de l'eau dans laquelle on utilise une membrane, en particulier la taille des pores de la membrane, et les propriétés physiques du matériau détermine laquelle des particules peuvent passer, et qui sont arrêtés. Le diamètre des pores de la membrane ainsi déterminer la perméabilité.

Membranes diffèrent énormément en termes de taille des pores; le poids moléculaire de pores détermine ce qui est transmis ou arrêté. D'autres facteurs qui jouent un rôle dans le rejet ou la transmission: pression membrane matériel net, température de l'eau, la concentration de particules et enfin la masse atomique, la structure et toute cargaison / polarité de solutés.

Avez-vous un dispositif d'accueil d'osmose pour purifier l'eau du robinet ou en filtrant, laissant même l'eau potable plus pure de votre robinet est en marche? Partagez vos expériences et dispositifs ci-dessous les résultats de l'osmose!

Crédit photo: Ben Joossen
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