A membrános folyadékleválasztó technológiát az üzemi nyomás és a használt membrán átlagos pórusmérete alapján általában négy kategóriába sorolhatjuk: mikroszűrés (MF), ultraszűrés (UF), nanoszűrés (NF) és fordított ozmózis (RO). Szűrési pontosságuk a fenti sorrendben nő.
01
Mikroszűrés (MF)
A mikroszűrés {{0}},1 és 1 mikron közötti részecskéket képes elfogni. A mikroszűrő membrán lehetővé teszi a nagy molekulájú szerves anyagok és az oldható szilárd anyagok (szervetlen sók) átjutását, de megakadályozhatja a lebegő anyagok, baktériumok, egyes vírusok és nagyméretű kolloidok behatolását. Az üzemi nyomáskülönbség (effektív hajtóerő) a mikroszűrő membrán mindkét oldalán általában 0,7 bar.
02
Ultraszűrés (UF)
Az ultraszűrés elfoghatja a {{0}}.002 és 0,1 mikron közötti részecskéket és szennyeződéseket. Az ultraszűrő membrán lehetővé teszi a kis molekulák és oldható szilárd anyagok (szervetlen sók) átjutását, de hatékonyan blokkolja a kolloidokat, fehérjéket, mikroorganizmusokat és makromolekuláris szerves anyagokat. Az ultraszűrő membrán jellemzésére használt határmolekulatömeg általában 1,000 és 100,000 között van. Az üzemi nyomás az ultraszűrő membrán mindkét oldalán általában 0,2-7 bar.
03
Nanoszűrés (NF)
A nanoszűrés az elválasztó membránok speciális típusa. Nevét azért kapta, mert körülbelül 1 nanométeres (0,001 mikronos) anyagokat képes megtartani. A nanoszűrés működési tartománya az ultraszűrés és a fordított ozmózis között van. Körülbelül 200-400 molekulatömegű szerves anyagokat, oldható sókat megtartó képessége pedig 20-98% között van. Az egyértékű anionos sóoldat eltávolítási sebessége alacsonyabb, mint a nagy vegyértékű anionos sóoldaté. Például a nátrium-klorid és a kalcium-klorid eltávolítási sebessége 20-80%, míg a magnézium-szulfát és a nátrium-szulfát eltávolítási sebessége 90-98%. A nanoszűrő membránokat általában a felszíni vizekből szerves anyagok és színek eltávolítására, a kútvíz keménységének és radioaktív rádiumának eltávolítására, az oldható sók részleges eltávolítására, az élelmiszerek koncentrálására és a gyógyszerekben hasznos anyagok elkülönítésére használják. A nanoszűrő membránok üzemi nyomása általában 3,5-16 bar.
04
Fordított ozmózis (RO)
A fordított ozmózis a legkifinomultabb membrános folyadékleválasztási technológia. Szinte minden 100-nál nagyobb molekulatömegű oldható sót és szerves anyagot képes blokkolni, de átengedi a vízmolekulákat. A cellulóz-acetát fordított ozmózisos membrán sótalanítási sebessége általában nagyobb, mint 95%, és a fordított ozmózisú kompozit membrán sótalanítási sebessége általában nagyobb, mint 98%. Széles körben használják tengervíz- és sósvíz-sótalanításban, kazán-tápvízben, ipari tisztavízben és elektronikus minőségű ultratiszta víz-előkészítésben, tiszta ivóvíz előállításában, szennyvízkezelésben és speciális elválasztási folyamatokban. A fordított ozmózis alkalmazása az ioncsere előtt nagymértékben csökkentheti a működési költségeket és a szennyvízkibocsátást. A fordított ozmózisos membrán üzemi nyomása általában nagyobb, mint 5 bar, ha a bemenő víz brakkvíz, és általában kisebb, mint 84 bar, ha a belépő víz tengervíz.
Az ultraszűrés egy rendkívül hatékony technika, amely megszűri a vizet és eltávolítja a fogyasztásra alkalmatlanná tevő szennyeződéseket. Ez a folyamat egy membránt használ, amely blokkolja a káros baktériumokat, vírusokat és szennyeződéseket, így tiszta és biztonságosan használható vizet hagy maga után. Az ultraszűrős vízrendszer különösen hatékony a nagyobb részecskék kiszűrésében, amelyek egyébként áthaladnának más vízszűrő rendszereken.
Az ultraszűrés jobb megértéséhez fontos ismerni a mechanikáját. Ez a szűrési folyamat úgy működik, hogy a vizet csak 0,02 mikron pórusméretű membránon kényszeríti át. Minden olyan lebegő részecskék, amelyek túl nagyok ahhoz, hogy áthaladjanak a membránon, a felületén maradnak. Az eredmény egy friss, tiszta vízfolyam, amely szennyeződésektől és szennyeződésektől mentes, de tartalmaz oldott ásványi anyagokat, amelyek nélkülözhetetlenek az emberi egészséghez.
Az ultraszűrő membránok sokféle alkalmazásban működnek, a kisméretű lakossági ivóvíz kezelésétől a nagyobb kereskedelmi alkalmazásokhoz szükséges ipari feldolgozási víz kezeléséig. Ez a technika hasznos az ipari kibocsátással vagy más, a környezetre és az emberi egészségre káros vegyi anyagokkal szennyezett szennyvíz kezelésére is.
Az ultraszűrő membránoknak számos előnye van más, hagyományosabb szűrési technikákkal szemben. Egyrészt az ultraszűrő rendszerek rendkívül hatékonyak, és nagyon kevés energiát igényelnek a működésükhöz, így környezetbarát megoldássá válik, amely segíthet csökkenteni a szénlábnyomot. Ezenkívül ezek a rendszerek könnyen telepíthetők és karbantarthatók, és kiváló minőségű vizet állítanak elő, amely ideális számos alkalmazáshoz.