Os dispositivos de filtragem de membrana microbiana em água desempenham um papel cada vez mais importante no campo moderno do tratamento de água. Ele é capaz de interceptar eficazmente ameaças microbianas invisíveis na água, garantindo a segurança da água potável por meio de filtros físicos eficientes. No entanto, como resolver os problemas de poluição e custo da membrana e melhorar ainda mais a durabilidade e o efeito de filtragem dos materiais de membrana são desafios técnicos que precisam ser resolvidos com urgência. À medida que a ciência e a tecnologia avançam, a tecnologia de filtragem de membrana microbiana do futuro promete fazer grandes avanços no tratamento de água, proporcionando garantias mais fortes para a segurança dos recursos hídricos globais e a saúde pública.
Princípios
Os dispositivos de filtragem de membrana microbiana em água geralmente usam a estrutura porosa da membrana para realizar a triagem e interceptação de micróbios na água. A tecnologia de filtragem de membrana é uma técnica de separação física baseada na capacidade das moléculas de água de atravessar os poros da membrana, enquanto moléculas maiores (como bactérias, vírus, suspensões, etc.) não podem atravessar os poros da membrana e, portanto, são interceptadas na superfície da membrana.
Dispositivos de filtragem de membrana têm diferentes tipos, de acordo com o tamanho da membrana e o mecanismo de filtragem é diferente, geralmente dividido em ultrafiltragem (UF), nanofiltragem (NF), osmose inversa (RO), etc. O diámetro da membrana ultrafiltrada está entre 0,01 e 0,1 micrão, capaz de remover eficazmente bactérias, vírus e a maioria das suspensões da água; A membrana de nanofiltro é pequena, geralmente de 1 a 10 nanômetros, e pode remover eficazmente substâncias orgânicas solúveis na água e alguns íons menores; A membrana de osmose inversa é menor e pode remover íons, micróbios e até vírus da água, proporcionando uma qualidade de água extremamente pura.
Ameaça dos micróbios na água
Os micróbios na água incluem principalmente bactérias, vírus, algas e outros micróbios que são amplamente presentes na água e geralmente invisíveis ao olho nu. Os micróbios comuns que contaminam as fontes de água, como E. coli, Arctic coli, Salmonella, Norovirus, etc., podem se espalhar para o corpo humano através da água potável, alimentos ou contato direto com as fontes de água, desencadeando vários tipos de doenças, incluindo gastroenterite, cólera, tifo, hepatite viral, etc. Além disso, certos patógenos aquáticos podem sobreviver a longo prazo na água e se espalhar para os seres humanos através de aerossóis, aumentando o risco de poluição da água.
Efeito de intercepção de dispositivos de filtragem de membrana microbiana
O dispositivo de filtragem de membrana microbiana na água isola eficazmente as ameaças invisíveis nessas águas através da intercepção física da membrana. Primeiro, o design da abertura da membrana determina seu efeito de filtragem sobre os micróbios na água. As bactérias e os vírus variam muito em tamanho, mas a maioria das bactérias têm tamanhos entre 0,5 e 5 micrômetros, e os vírus geralmente estão entre 20 e 300 nanômetros, portanto, as membranas ultrafiltradas e nanofiltradas podem remover eficazmente esses patógenos. Especialmente sob o efeito da tecnologia de nanofiltragem e osmose inversa, vírus e bactérias foram quase removidos e a qualidade da água melhorou drasticamente.
Além disso, os dispositivos de filtragem de membrana também são capazes de remover substâncias orgânicas e algumas substâncias químicas da água, que muitas vezes fornecem nutrientes para a proliferação de micróbios. Quando as substâncias perigosas são removidas, o ambiente de vida dos micróbios é melhorado, reduzindo assim o número e a taxa de reprodução dos micróbios.
Vantagens e desafios
Suas vantagens são suas características de eficiência, ecologia e baixo consumo de energia. Em comparação com os métodos tradicionais de tratamento de água, como a desinfecção de cloro, exposição a raios ultravioletas, etc., a filtração de membrana pode remover com mais precisão as substâncias perigosas da água, especialmente na remoção de bactérias, vírus e outros micróbios. Além disso, a tecnologia de filtragem de membrana não altera a composição química da água e não produz subprodutos prejudiciais, tornando-a mais segura e confiável.
No entanto, os dispositivos de filtragem de membrana também apresentam alguns desafios. Em primeiro lugar, os problemas de limpeza e manutenção da membrana são mais complexos. Com a acumulação de micróbios e poluentes durante o processo de filtragem, a superfície da membrana forma facilmente camadas de poluição, reduzindo a eficiência da filtração. Portanto, a limpeza regular da membrana e a substituição do material da membrana perdido são fundamentais para manter o dispositivo funcionando corretamente. Em segundo lugar, o custo dos materiais de membrana é alto, especialmente em grandes sistemas de tratamento de água, e os custos de substituição e manutenção da membrana não podem ser negligenciados.