Quelle est la différence entre la microfiltration, l'ultrafiltration, la nanofiltration et l'osmose inverse ?

Microfiltration (MF) :

La précision de filtration est généralement de 0,1 à 50 microns. Les éléments filtrants en PP courants, les éléments filtrants à charbon actif, les éléments filtrants en céramique, etc. appartiennent tous à la catégorie de la microfiltration. Ils sont utilisés pour une simple filtration grossière afin de filtrer les grosses particules d'impuretés telles que la boue, la rouille, etc. dans l'eau, mais ne peuvent pas éliminer les substances nocives telles que les bactéries présentes dans l'eau. L'élément filtrant ne peut généralement pas être nettoyé. Il s'agit d'un matériau filtrant jetable qui doit être remplacé fréquemment. ① Noyau en coton PP : généralement utilisé uniquement pour une filtration grossière avec de faibles exigences pour éliminer les grosses particules telles que la boue, la rouille, etc. ② Charbon actif : il peut éliminer la décoloration et les odeurs dans l'eau, mais il ne peut pas éliminer les bactéries dans l'eau, et l'effet d'élimination de la boue et de la rouille est également faible. ③ Élément filtrant en céramique : la précision de filtration minimale est de seulement 0,1 micron, généralement avec un faible débit et difficile à nettoyer.

Membrane d'ultrafiltration (UF) :

Une membrane de filtration microporeuse avec des spécifications de taille de pores constantes et une plage de tailles de pores nominales de 0,001 à 0,02 microns. La méthode de filtration sur membrane utilisant une membrane d'ultrafiltration avec une différence de pression comme force motrice est la filtration sur membrane d'ultrafiltration. Les membranes d'ultrafiltration sont principalement constituées de fibres d'acétate ou de matériaux polymères ayant des propriétés similaires. Il convient à la séparation et à la concentration des solutés dans la solution de traitement, et est également souvent utilisé pour la séparation de suspensions colloïdales difficiles à réaliser avec d'autres technologies de séparation. Son champ d'application est en constante expansion.

L'ultrafiltration sur membrane, qui utilise la différence de pression comme force motrice, peut être divisée en trois catégories : filtration sur membrane d'ultrafiltration, filtration sur membrane microporeuse et filtration sur membrane par osmose inverse. Ils se distinguent en fonction de la taille ou du poids moléculaire des petites particules pouvant être retenues par la couche membranaire. Lorsque la plage de tailles de pores nominale de la membrane est utilisée comme norme de distinction, la plage de tailles de pores nominale de la membrane microporeuse (MF) est de 0,02 à 10 μm ; la membrane d'ultrafiltration (UF) mesure entre 0,001 et 0,02 µm ; la membrane d'osmose inverse (RO) est de 0,0001 à 0,001 μm. De nombreux facteurs contrôlent les pores. Par exemple, des membranes d'ultrafiltration avec différentes tailles de pores et distributions de tailles de pores peuvent être obtenues en fonction du type et de la concentration de la solution lors de la préparation de la membrane, des conditions d'évaporation et de condensation, etc.

Nanofiltration (NF) :

La précision de la filtration se situe entre l'ultrafiltration et l'osmose inverse, et le taux de dessalement est inférieur à celui de l'osmose inverse. Il y avait un dicton populaire sur le marché : la nanofiltration est une osmose inverse libre. En fait, il s’agit d’un concept technique trompeur.

Le véritable concept de séparation de la nanofiltration est une membrane filtrante qui satisfait à l'effet Donan et permet une rétention sélective des ions. C'est une membrane dont la perméabilité au chlorure de sodium est proportionnelle à la concentration en chlorure de sodium et le rapport est supérieur à 0,4. Il est principalement utilisé pour le dessalement et la concentration de divers liquides alimentaires. Le taux de rétention de NaCl à 0 % est obtenu par test de membrane de nanofiltration dans les conditions d'un mélange de 30 000 ppm de NaCl et d'autres types d'ions. Dans les conditions d’une solution pure de NaCl à 30 000 ppm. Le taux de rétention de la membrane de nanofiltration pour NaCl est de 5 % à 15 %. Lorsque la concentration de NaCl est inférieure à 30 000 ppm ou même inférieure, le taux de rétention de NaCl par membrane de nanofiltration est supérieur à 15 %. Le taux de rejet réel des membranes de nanofiltration pour les sels tels que le NaCl dépend principalement de la composition de l'affluent et des propriétés de la membrane (voir figure).

Osmose inverse (OI) :

La précision de filtration est d'environ 0,0001 micron. Il s’agit d’une technologie de séparation membranaire de très haute précision utilisant la différence de pression, développée aux États-Unis au début des années 1960. Il peut filtrer presque toutes les impuretés de l’eau (y compris les impuretés nocives et bénéfiques) et ne laisser passer que les molécules d’eau. Il est généralement utilisé dans la production d’eau pure, d’eau ultrapure industrielle et d’eau ultrapure médicale. La technologie de l'osmose inverse nécessite de la pressurisation et de l'électricité.

Le principe de l'osmose inverse :

Tout d’abord, nous devons comprendre le concept d’« osmose ». L'osmose est un phénomène physique. Lorsque deux types d'eau contenant des sels différents sont séparés par une membrane semi-perméable, on constate que l'eau du côté avec le moins de sel pénétrera à travers la membrane dans l'eau avec une teneur plus élevée en sel, tandis que le sel qu'elle contient pas pénétrer. De cette façon, la concentration en sel des deux côtés fusionnera progressivement pour atteindre un niveau égal. Cependant, ce processus, également appelé pression osmotique, prend beaucoup de temps.

Mais si une pression est appliquée sur le côté ayant la plus forte teneur en sel, l’osmose ci-dessus peut également être stoppée. La pression à ce moment est appelée pression osmotique. Si la pression est encore augmentée, l'osmose peut se faire dans le sens opposé et le sel restera. Par conséquent, le principe du dessalement par osmose inverse est d'appliquer une pression supérieure à la pression osmotique naturelle à l'eau salée (comme l'eau brute), de sorte que l'osmose se déroule dans la direction opposée et que les molécules d'eau contenues dans l'eau brute soient pressé de l'autre côté de la membrane pour devenir de l'eau propre, atteignant ainsi l'objectif d'éliminer les impuretés et le sel dans l'eau.