Nanofiltracija i reverzna osmoza

UVOD:
Od membranskih separacijskih postupaka najveću praktičnu primjenu imaju tlačni membranski postupci: mikrofiltracija (MF), ultrafiltracija (UF), nanofiltracija (NF) i reverzna osmoza (RO). Osnovna razlika između ovih postupaka je vrsta upotrijebljenih membrana (odnosno njihova veličina pora) i tlak koji je potrebno primijeniti da bi došlo do uspješnog razdvajanja komponenti u nekom sustavu. Za navedene membranske separacijske postupke veličina pora pada od mikrofiltracije do reverzne osmoze, a time raste radni tlak budući da je hidrodinamički otpor sve veći.

 
N A N O F I L T R A C I J A  I  R E V E R Z N A   O S M O Z A
Nanofiltracija (NF) definira se kao ”proces između reverzne osmoze i ultrafiltracije koji zadržava molekule veličine 1–2 nm” [14].
Tehnički se počinje primjenjivati u ranim 1980-im, uglavnom ciljano na kombinirano mekšanje i uklanjanje organskih tvari [14].
Znaci ova metoda predstavlja odvajanje pomoću membrana koje su po karakeristikama između ultrafiltracije i reversne osmoze.
Nanofiltracijske membrane dizajnirane su za uklanjanje viševalentnih iona [15,16] (npr. kalcija i magnezija). Tlakovi koji se primjenjuju za nanofiltraciju kreću se od 5 do 20 bara.

Reverzna osmoza (RO) je tlačni membranski postupak gdje otopina prolazi kroz gustu membranu koja zadržava soli i otopljene tvari niskih molekulskih masa. Radni tlakovi za reverznu osmozu veći su od nanofiltracije i kreću se od 20 bara na više, ovisno da li se radi s bočatom vodom (20 – 40 bara) ili morskom vodom (40 – 80 bara). Dakle, nanofiltracija i reverzna osmoza se koriste kada se otopljene tvari malih molekulskih masa, kao što su anorganske soli ili male organske molekule, moraju odvojiti od otapala.
Oba procesa smatraju se kao jedan proces zato što su osnovni principi isti.
Nanofiltracijske membrane slične su reverzno osmotskim samo je njihova struktura otvorenija i negativno su nabijene. To utječe na razlike u zadržavanju jednovalentnih i dvovalentnih iona. Nanofiltracijske i reverzno osmotske membrane nalaze se između otvorenih poroznih membrana (MF i UF) i gustih neporoznih membrana (pervaporacija). Zbog njihove velike otpornosti moraju se koristiti značajno veći tlakovi da bi određena količina otapala prošla kroz membranu.
Zahtevani radni pritisak za ove membrane je između 2 i 4 MPa i daju viši protok nego membrane kod reversne osmoze, ali s druge strane nanomembrane imaju manju sposobnost odvajanja nego membrane reversne osmoze.