membranitekniikat

Membranitekniikat ovat erottelutekniikoita, joissa käytetään semipermeabelia kalvoa. Kalvo säätelee, mitkä aineet kulkevat sen läpi ja mitkä jäävät sen ulkopuolelle, jolloin voidaan erottaa nesteistä, ioneista tai pienistä molekyyleistä. Prosessit ovat usein energiatehokkaita ja modulaarisia, mikä mahdollistaa järjestelmien helpon skaalauksen ja jälkiasetusten hallinnan.

Yleisimmät membranitekniikat ovat mikrofiltraatio (MF), ultrafiltraatio (UF), nanofiltraatio (NF) ja käänteisosmoosi (RO). MF poistaa suuria hiukkasia ja mikro-organismeja. UF sulkee pois pienempiä proteiineja ja suuria polymeerimolekyylejä. NF poistaa pienempiä ioneja ja monimutkaisempia orgaanisia yhdisteitä, kuten suuria polymeerejä. RO puolestaan erottaa lähes kaiken liuenneen aineen, jolloin saavutetaan erittäin korkeaa puhdistusta, kuten veden desalinointi. Forward osmosis (FO) käyttää osmoosista painetta toista puolta kohti ja soveltaa eriyttämisessä toisin kuin painepohjaisissa prosesseissa.

Materiaalit ja kalvokonfiguraatiot vaihtelevat. Polymeerikalvot (esimerkiksi polyamidi- ja cellulosekalvot) sekä keraamiset kalvot ovat yleisiä. Kalvot voivat olla vpraš hollow-fiber-, spiral-wound- tai litteälevyisiä (flat sheet) rakenteeltaan; valinta riippuu sovelluksesta, virtausyhteyksistä ja puhdistustarpeista. Prosessit voivat toimia osana membrane bioreaktoreita (MBR) tai itsenäisesti.

Sovellukset kattaisivat puhdas vesi, jätevesien käsittely, elintarvike- ja juomateollisuus sekä lääke- ja bioteknologiatuotannot. Membraniteknologiat tarjoavat usein vähemmän energiaa kuin termiset erotusmenetelmät, hyvän soveltuvuuden tilwhere, sekä mahdollisuuden kierrättää ja käsitellä jätteenkäsittelykonsentraatteja. Haasteisiin kuuluvat kalvon likaantuminen (fouling), puhdistus ja ylläpito sekä käyttökustannusten hallinta.