Wat is ultrafiltratie?
Ultrafiltratie is een methode om zeer kleine deeltjes uit vloeistof te verwijderen. Een membraan dat met deze methode wordt gebruikt, heeft gewoonlijk poriën met een grootte van 0,01 tot 0,001 micron. Dit is klein genoeg om de meeste bacteriën, virussen, stoffen met een hoog molecuulgewicht en polymere moleculen te verwijderen. Tijdens ultrafiltratie wordt de vloeistofstroom gesplitst in twee stromen, ook wel cross-flow scheiding genoemd. Eén stroom gaat door het poreuze membraan en wordt dan permeaat genoemd, en de andere concentreert zich in de deeltjes en andere materie die niet in het membraan konden doordringen.
Het proces wordt vaak gebruikt voor de behandeling van drinkwater in overeenstemming met strikte normen. Veel organismen zijn resistent geworden tegen andere methoden om water te desinfecteren, maar een ultrafiltratiesysteem verwijdert ziekteverwekkers door water door een membraan te bewegen en elk organisme fysiek te verwijderen. De membranen zelf worden vaak gevormd tot kleine, holle vezels met een diameter van minder dan een millimeter (ongeveer 0,04 inch), die door duizenden worden gebundeld in een filterhuis. Modules die de membranen bevatten, zijn er in verschillende configuraties, waaronder spiraalgewonden, plaat-en-frame en buisvormig. Het type en de concentratie van het materiaal dat moet worden verwijderd, helpt te bepalen wat voor soort configuratie wordt gebruikt.
De efficiëntie van ultrafiltratiesystemen wordt beïnvloed door de vloeistofstroom over het oppervlak van het filtermembraan. Hoe hoger de snelheid van de vloeistof, hoe hoger de permeatiesnelheid, maar hogere stroomsnelheden kunnen het energieverbruik van het systeem verhogen. Dit laat ontwerpers toe om een acceptabel energieverbruik te overwegen versus een optimale snelheid voor de toepassing. Druk is ook direct gecorreleerd met hoeveel vloeistof het membraan doordringt en wordt beperkt door hoe sterk zowel de module als het membraan zijn.
Meer vloeistof passeert het membraan als de temperaturen hoger worden, maar andere factoren moeten worden overwogen om te weten of een temperatuurverandering de permeatiesnelheid heeft beïnvloed. Consistente monitoring is nodig om te zien of een ultrafiltratiesysteem goed werkt, dus het is noodzakelijk om het gebruik en de werking van het systeem elke dag te registreren. Als de permeatiesnelheid met 10% daalt, is dit een indicatie dat het membraan moet worden gereinigd. Antibacteriële middelen kunnen ook worden doorlopen om eventuele ziekteverwekkers te doden, vooral als het systeem een paar dagen wordt uitgeschakeld. Ultrafiltratie is gunstig voor grootschalige watersystemen en kleine particuliere en gemeentelijke waterbronnen.