Mikrofiltracja MF
Mikroporowate membrany filtracyjne stanowią fizyczną barierę dla przejścia cząstek stałych oraz mikroorganizmów, i mają absolutne selektywności zatrzymywania zawierające się od 1,0 mikrona do 0,1 mikrona; niektóre systemy wykorzystują „ultramikrofiltry” o selektywności zatrzymywania 0,05 mikrona.
Większość rodzajów wody surowej zawiera koloidy, które mają niewielki ujemny ładunek elektryczny (mierzony potencjałem Zeta). Działanie filtracji może być poprawione przez użycie mikrofiltrów wykorzystujących zmodyfikowaną powierzchnię przegrody filtracyjnej, która przyciągnie i zatrzyma te naturalnie występujące koloidy, które są generalnie dużo mniejsze niż rozmiary porów w membranie filtra.
Mikrofiltry o absolutnym wymiarze porów równym 0,2 mikrona są szeroko stosowane w systemach uzdatniania wody. Wyłapują one zanieczyszczenia, w tym cząstki węgla z wkładów adsorpcji związków organicznych, cząstki żywic z wkładów dejonizacyjnych, oraz bakterie.
Istotne jest, aby rozważyć, gdzie w systemie umieszcza się filtr sub-mikronowy. W wielu systemach, filtr sub-mikronowy jest dodawany do punktu poboru wody wg zasady, że ostatnim filtrem, przez który przechodzi woda przed jej użyciem, jest filtr sub-mikronowy. Podejście takie wydaje się mieć sens, jeśli nie pamięta się, że bakterie mnożą się w wodzie stojącej i na mokrych powierzchniach.
W filtrze submikronowym umieszczonym w „martwym” odgałęzieniu, poza pętlą recyrkulacji, bakterie mogą narastać poprzez membranę, uwalniając endotoksyny i bakterie po stronie za filtrem. Rozwiązaniem tego problemu jest umieszczenie filtra submikronowego w pętli recyrkulacyjnej w celu ciągłego usuwania bakterii z wody oczyszczonej.
Filtry sub-mikronowe powinny także być umieszczone w krytycznych punktach poboru dla absolutnego zabezpieczenia, oraz w celu zapobieżenia zanieczyszczania systemu bakteriami dostającymi się tą drogą. Membrany mikroporowate są generalnie traktowane jako niezastąione w systemach oczyszczania wody, chyba że są zastąpione przez ultrafiltr.
Siłą napędową procesu jest różnica ciśnień wynosząca od 0,01 do 0,1 MPa. Ogólnie przyjmuje się, że mikrofiltrację stosuje się w przemyśle oraz w laboratorium do usuwania, zatężania i oczyszczania cząsteczek (cząstek) o średnicy większej od 0,1 μm.
Membrany mikrofiltracyjne można preparować z polimerów organicznych i materiałów nieorganicznych (ceramika, metale, szkło), stosując następujące techniki wytwarzania:
– modelowania i spiekania,
– rozciągania filmów polimerowych,
– bombardowania w reaktorze atomowym filmów polimerowych,
– inwersji fazowej.
Membrany polimerowe wytwarza się zarówno z polimerów hydrofobowych, jak i hydrofilowych. Membrany ceramiczne preparuje się głównie z tlenku glinu oraz dwutlenku cyrkonu. Do wytwarzania membran nieorganicznych stosuje się szkło, metale (pallad, wolfram) oraz materiały spiekane z węglem.