nanofiltracja

Nanofiltracja (NF) to proces membranowy, w którym roztwory poddawane są filtracji przez membranę o porach nanometrowych. Stanowi pośrednią technikę między ultrafiltracją a odwróconą osmozą: zapewnia wyższy odrzut soli niż UF, ale zwykle niższy niż RO, przy wyższych przepływach i niższym zużyciu energii.

Mechanizm odrzutu w NF wynika z połączenia efektu rozmiaru i efektu Donnana. Pory o wielkości około 1 nm oraz powierzchniowo naładowane membrany skutecznie odrzucają dwuwartościowe jony i niektóre związki organiczne, podczas gdy monovalentne jony bywają częściowo przenikalne. Typowy zakres charakterystyki to MWCO około 200–1000 Da. W praktyce oznacza to skuteczny, ale zróżnicowany odrzut soli, barwników i związków organicznych.

Najczęściej stosowane są membrany poliamidowe cienkowarstwowe (TFC); starsze rozwiązania obejmują cellulose acetate, a na rynku dostępne są także membrany ceramiczne. Moduły NF występują w konfiguracjach spiral-wound i hollow-fiber. Ciśnienie robocze zwykle mieści się w zakresie 5–40 bar, w zależności od zastosowania. Przepływ permeatu zależy od temperatury i stanu foulingowego membrany.

Pretreatment obejmuje filtra­cję wstępną, usuwanie zanieczyszczeń i stabilizację chemiczną, aby ograniczyć zatykanie. Czyszczenie NF realizuje się roztworami kwasowymi i zasadowymi, zgodnie z zaleceniami producenta. Do czynników ograniczających należą fouling organiczny, mineralny i biofouling.

Zastosowania obejmują uzdatnianie wody pitnej, usuwanie twardości i jonów dwuwartościowych (np. Ca2+, Mg2+, SO4^2−), redukcję barwy i substancji organicznych, a także zastosowania w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, na przykład w koncentracji laktozy, klarowaniu soków i recyklingu wody. NF może także wspomagać usuwanie boru w niektórych układach.