DAlam bidanG pengolahan air yang terus berkembang, filtrasi membran telah muncul sebagai teknologi lDanasan untuk menghasilkan air bersih dan aman. Meskipun ada banyak jenis membran, ada dua jenis membran yang paling sering dibahas ultrafiltrasi (UF) Dan nanofiltrasi (NF) . Meskipun keduanya merupakan proses yang digerakkan oleh tekanan yang menggunakan penghalang semi-permeabel untuk memisahkan kontaminan dari cairan, keduanya dirancang untuk tujuan yang sangat berbeda. Perbedaan mendasar di antara keduanya terletak pada satu faktor penting: ukuran pori .
Ultrafiltrasi adalah proses membran yang beroperasi terutama berdasarkan prinsip pengecualian ukuran , bertindak seperti saringan yang sangat halus. Membran UF memiliki ukuran pori yang khas mulai dari 0,01 hingga 0,1 mikron , atau 10 hingga 100 nanometer. Struktur pori-pori ini sangat efektif dalam memblokir secara fisik berbagai partikel dan mikroorganisme yang lebih besar.
Kontaminan utama yang dirancang untuk dihilangkan oleh membran UF meliputi:
-
Padatan tersuspensi Dan koloid yang menyebabkan kekeruhan.
-
Bakteri Dan protozoa , seperti Giardia Dan Kriptosporidium .
-
Virus (sebagian besar jenis, meskipun beberapa virus yang lebih kecil mungkin dapat melewatinya).
-
Berat molekul tinggi senyawa organik Dan macromolecules.
Karena membran UF memiliki pori-pori yang relatif besar dibandingkan dengan teknologi membran lain seperti NF atau reverse osmosis (RO), maka diperlukan membran UF tekanan operasi yang lebih rendah , biasanya dalam kisaran 15 hingga 100 psi (1 hingga 7 bar). Hal ini membuat sistem UF lebih hemat energi dan hemat biaya untuk aplikasi yang tujuan utamanya adalah menghilangkan partikel dan mikroorganisme. Aplikasi umum termasuk pemurnian air minum, daur ulang air limbah, dan hal-hal penting langkah pra-perawatan untuk sistem membran yang lebih canggih seperti RO, yang melindungi membran hilir dari pengotoran.
Membran nanofiltrasi sering disebut sebagai membran RO "longgar" karena ukuran porinya berada di antara UF dan RO. Membran NF memiliki ukuran pori yang jauh lebih halus, biasanya berkisar antara 0,001 hingga 0,01 mikron , atau 1 hingga 10 nanometer. Ukuran pori yang jauh lebih kecil ini memungkinkan NF memisahkan kontaminan yang jauh lebih kecil yang dapat dengan mudah melewati membran UF.
Selain pengecualian ukuran sederhana, membran NF juga mengandalkannya tolakan muatan , atau efek Donnan. Kebanyakan membran NF memiliki sedikit muatan negatif pada permukaannya, yang membantu menolak ion bermuatan negatif. Mekanisme ganda ini memungkinkan NF menghilangkan tidak hanya kontaminan yang terdaftar untuk UF, namun juga:
-
Ion divalen seperti kalsium ( C a 2 ) dan magnesium ( M g 2 ), yang merupakan penyebab utama kesadahan air.
-
Yakin ion monovalen (misalnya natrium, klorida), meskipun tingkat penolakannya lebih rendah dibandingkan RO.
-
Molekul organik yang lebih kecil seperti pestisida Dan herbisida .
Karena pori-porinya yang lebih kecil dan kebutuhan untuk mengatasi tekanan osmotik, sistem NF memerlukannya tekanan operasi yang lebih tinggi daripada UF, umumnya berkisar antara 50 hingga 200 psi (3,5 hingga 14 bar). Tekanan yang lebih tinggi ini berarti konsumsi energi dan biaya operasional yang lebih tinggi. Namun, kemampuan unik NF menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi spesifik, terutama pelunakan air , penghapusan warna , Dan desalinasi parsial untuk sumber air payau.
Tampilan Perbandingan: UF vs. NF
