¿Cuáles son las principales tecnologías de separación por membranas donde la diferencia de presión es la fuerza impulsora? Describa brevemente los principios de separación (enumere al menos 3)

Las tecnologías de separación por membranas impulsadas por diferencias de presión incluyen principalmente la ósmosis inversa, la nanofiltración y la ultrafiltración.

1. Tecnología de separación por membranas

La tecnología de separación por membranas se basa principalmente en el tamaño de las partículas del soluto. La microfiltración es adecuada para eliminar partículas y materia suspendida, la ultrafiltración es adecuada para la separación de sustancias macromoleculares y la nanofiltración se encuentra entre la ultrafiltración y la ósmosis inversa, dirigida a iones o moléculas específicas. La ósmosis inversa puede eliminar iones, materia orgánica y microorganismos del agua para lograr el propósito de preparar agua de alta pureza.

2. Principio de separación

1. Principio de ósmosis inversa:

Se aplica presión en ambos lados de la membrana semipermeable y las moléculas de agua fluyen desde la misma. Del lado de baja presión al lado de alta presión, la sal y la materia orgánica quedan atrapadas. La tecnología de ósmosis inversa utiliza poros de membrana extremadamente pequeños para eliminar la mayoría de los iones y la materia orgánica del agua, y se utiliza ampliamente en la preparación de agua de alta pureza y en la desalinización de agua de mar.

2. El principio de la nanofiltración:

El tamaño de los poros de la membrana de nanofiltración está entre la ósmosis inversa y la ultrafiltración, generalmente de 1 a 100 nanómetros. Las membranas de nanofiltración pueden eliminar eficazmente la mayoría de los iones y la materia orgánica, pero son ineficaces para sustancias moleculares pequeñas como el agua y determinada materia orgánica.

3. Principio de la ultrafiltración:

La tecnología de ultrafiltración se utiliza principalmente para separar partículas suspendidas, sustancias macromoleculares y coloides en soluciones. La aplicación de presión hace que la solución pase a través de la membrana de ultrafiltración, mientras que se retienen las sustancias moleculares grandes. La tecnología de ultrafiltración se utiliza ampliamente en la preparación de agua pura y ultrapura, la separación de materiales industriales y la separación y concentración de productos biológicos.

Progreso de la investigación de nuevas tecnologías de separación por membranas

1. Nuevos materiales para membranas de ósmosis inversa

En los últimos años, han aparecido nuevos materiales para membranas de ósmosis inversa como la poliimida y el fluorosulfónico completo. El ácido ha recibido amplia atención. Estos materiales tienen mejor resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, lo que ayuda a mejorar la estabilidad y la vida útil del sistema de ósmosis inversa. Con el desarrollo de nuevos materiales de membrana, se espera que el costo de la tecnología de ósmosis inversa se reduzca aún más, al tiempo que se mejoran sus efectos de aplicación en campos como la desalinización de agua de mar y el tratamiento de aguas residuales industriales.

2. La aplicación combinada de nanofiltración y ultrafiltración.

Para eliminar de forma más eficaz las impurezas de diferentes tamaños, las tecnologías de nanofiltración y ultrafiltración se suelen utilizar en combinación. La membrana de nanofiltración se utiliza primero para interceptar la mayoría de los iones y la materia orgánica, y luego la membrana de ultrafiltración elimina aún más las impurezas restantes. Esta aplicación conjunta tiene amplias perspectivas de aplicación en los campos farmacéutico, de alimentos y bebidas y otros, y puede proporcionar agua y materiales de alta calidad.