selectiviteit en productiviteit

Selectiviteit en productiviteit

De werking van een membraanfiltratieproces wordt bepaald door twee factoren: de selectiviteit en de productiviteit. Selectiviteit wordt uitgedrukt in de parameter retentie [uitgedrukt in de eenheid %], productiviteit in de parameter flux [uitgedrukt in de eenheid l/(m2·h)]. De selectiviteit en productiviteit zijn afhankelijk van het soort membraan.
Grofweg kan er bij membraanfiltratie een tweedeling gemaakt worden. Micro- en ultrafiltratie enerzijds en nanofiltratie en omgekeerde osmose anderzijds. Wanneer membraanfiltratie gebruikt wordt voor de verwijdering van grote deeltjes (diameter > 100 nm) worden micro- en ultrafiltratie gebruikt. Vanwege het open karakter van deze membranen is de productiviteit hoog bij een laag drukverschil. Wanneer zouten, bestrijdingsmiddelen uit water verwijderd moeten te worden, worden nanofiltratie en reverse osmosis gebruikt. Bij deze membranen is geen sprake meer van poriën maar vindt scheiding plaats door diffusie door het membraan. De drukken benodigd voor nanofiltratie en reverse osmosis zijn veel hoger dan bij micro- en ultrafiltratie, terwijl de productiviteit veel lager is.

Membraanstructuur

Er zijn diverse typen membranen. De meeste worden synthetische vervaardigd, onderverdeeld in anorganische en organische membranen. Naast synthetische membranen zijn er biologische membranen (levend of niet levend). Men kan membranen verdelen in allerlei typen.

Homogeen membraan:
Deze bestaat uit een compacte film; met name toegepast bij diffusieprocessen, onder andere elektrodialyse.

Heterogeen membraan:
Deze bestaat uit een disperse fase verdeeld in een continu fase. Dit type membraan wordt gebruikt bij drukgedreven filtraties (HF, NF, UF en MF).

Asymmetrisch membraan:
Bestaat uit een zeer dunne (0,1 – 1 mm) toplaag op een hoogporeuze onderlaag (100 –200 mm). Deze onderlaag is alleen voor ondersteuning. De scheiding wordt bepaald door de dunne toplaag. De toplaag en poreuze laag bestaan uit hetzelfde material (b.v. cel;lulose-acetaat of aromatische polyamiden). Vooral bij RO en UF in gebruik.

Composietmembaan:
Dit membraan bestaat uit 2 verschillende lagen: een zeer dunne (0,04 – 0,1 mm) laag ondersteunt door een poreuze laag (50 – 200 mm). De toplaag (b.v. polyamide) en poreuze laag (polyester) zijn van verschillende material.
De huidige membraanfiltratie systemen maken voornamelijk gebruik van composietmembranen en asymmetrische membanen.