Membránové procesy jsou vedle metod, jako je destilace nebo absorpce, separační procesy, pomocí nichž lze z vody oddělit částicové látky a dlouhoreťazcové organické molekuly. V závislosti na fyzikálních a chemických vlastnostech membrány může voda membránou procházet, zatímco jiné látky jsou zadržovány.
Procesní voda je pomocí oběhového čerpadla opakovaně čerpána z nádrže na procesní vodu do membránového modulu a proudí přes povrch ultrafiltrační membrány. Keramická trubková membrána, speciálně vybraná pro daný filtrační úkol, propouští vodu, ale zadržuje makromolekuly a částice. Procesní voda prochází membránou pod tlakem kolmo ke směru proudění a v čistém stavu proudí do nádrže na filtrát.
S ohledem na velikost pórů se rozlišují různé stupně filtrace
- Mikrofiltrace: > 0,1 µm
- Ultrafiltrace: < 0,1 µm
- Nanofiltrace: < 2 nm
- Reverzní osmóza
mikrofiltrace
Filtrace zde funguje, stejně jako u ultrafiltrace a nanofiltrace, na principu křížového toku: voda určená k filtraci je protlačována filtrem pod tlakem. Filtr může být v závislosti na konkrétním použití vyroben z nerezové oceli, plastu nebo textilní tkaniny.
Aby se filtr nezanášel, je třeba na přívodní straně zřídit okruh, kterým proudí na filtr neustále více vody, než kolik jím má projít. Důležité je také víření vody na přívodní straně, aby se nevytvořil nános, který by filtr ucpal.
ultrafiltrace
Ultrafiltrace dosahuje takového stupně jemnosti, že dokáže z vody odstranit dokonce i bakterie a viry. Na rozdíl od dezinfekčních postupů jsou organické složky této velikosti z vody zcela odstraněny. To umožňuje provádět studenou sterilizaci, která je někdy vyžadována například ve farmaceutickém průmyslu.
Vzhledem k podstatně vyššímu tlaku vody se zde používají keramické filtry, které dlouhodobě odolávají vysokému zatížení.
Tento proces se používá při úpravě pitné a odpadní vody, při čištění prací nebo procesní vody, např. k odstranění povrchově aktivních látek, a v potravinářském průmyslu k oddělování bílkovin.
Nanofiltrace
Nanofiltrace zachycuje i ty nejmenší molekuly a vícesyté ionty. V závislosti na rozměrech membrány lze tímto způsobem odfiltrovat přesně definované molekuly. Nanofiltrace se obvykle používá společně s reverzní osmózou.
Mezi příklady použití nanofiltrace patří čištění kyselin prostřednictvím selektivní separace kovů, odsolování, odbarvování, koncentrace procesních roztoků a separace CSB.
reverzní osmóza
Reverzní osmóza funguje na jiném principu. Využívá fyzikálního zákona, podle kterého se molekuly v kapalině rovnoměrně rozptýlí.
Surovou vodu a čistou vodu oddělíme polopropustnou membránou. Na základě fyzikálních zákonů by čistá voda migrovala směrem k surové vodě. Slaná voda například přitahuje sladkou vodu. Pokud nyní zvýšíme tlak na straně surové vody, proces se obrátí: na straně čisté vody se nahromadí více čisté vody.
Tento proces se často používá k odsolování mořské vody, ale hodí se také k odfiltrování mnoha dalších nežádoucích látek z vody, např. dusičnanů, dusitanů, zbytků léků, virů, bakterií, fungicidů, herbicidů, azbestu, hormonů, zárodků, vápníku nebo uranu. Tímto způsobem se odstraní všechny látky, které škodí vašemu zdraví.
