Mikrobiologische Membranfilteranlagen im Wasser spielen eine immer wichtigere Rolle im modernen Bereich der Wasseraufbereitung. Durch eine effiziente physikalische Filtration ist es möglich, unsichtbare mikrobielle Bedrohungen im Wasser effektiv abzuhalten und die Sicherheit des Trinkwassers zu gewährleisten. Allerdings ist die Lösung der Probleme mit der Verschmutzung und den Kosten der Membran und die weitere Verbesserung der Haltbarkeit und der Filterwirkung von Membranmaterialien eine aktuelle technische Herausforderung, die dringend gelöst werden muss. Mit dem Fortschritt der Wissenschaft und Technologie wird erwartet, dass die zukünftige Technologie der mikrobiellen Membranfilterung größere Durchbrüche auf dem Gebiet der Wasseraufbereitung erzielt und eine stärkere Garantie für die globale Wassersicherheit und die öffentliche Gesundheit bietet.
Prinzipien
Mikrobielle Membranfiltereinrichtungen in Wasser nutzen in der Regel die poröse Struktur der Membran, um das Screening und das Abfangen von Mikroben in Wasser zu ermöglichen. Die Membranfiltertechnologie ist eine physikalische Trenntechnologie, die darauf basiert, dass Wassermoleküle durch die Poren der Membran hindurch gelangen können, während größere Moleküle (wie Bakterien, Viren, Suspensionen usw.) nicht durch die Membranporen gelangen können und daher an der Membranoberfläche abgefangen werden.
Es gibt verschiedene Arten von Membranfiltereinrichtungen, je nach Membranfiltergröße und Filtermechanismus, die in der Regel in Ultrafiltration (UF), Nanofiltration (NF), Reverse Osmose (RO) und andere unterteilt sind. Die Ultrafiltrationsmembranapertur liegt zwischen 0,01 und 0,1 Mikrometer und kann Bakterien, Viren und die meisten Suspensionen aus dem Wasser effektiv entfernen. Die Nanofilter-Membran-Apertur ist kleiner, in der Regel 1 bis 10 Nanometer, und lösliche organische Stoffe und einige kleinere Ionen aus Wasser können effektiv entfernt werden; Die Reverse Osmosis-Membran ist kleiner und kann Ionen, Mikroben und sogar Viren aus dem Wasser entfernen, um eine äußerst reine Wasserqualität zu bieten.
Bedrohung durch Mikroben im Wasser
Die Mikroorganismen im Wasser umfassen hauptsächlich Bakterien, Viren, Algen und andere Mikroorganismen, die weit verbreitet sind und oft nicht mit dem bloßen Auge erkennbar sind. Häufige Wasserverschmutzungsmikroben wie E. coli, Arctic cholera, Salmonella, Norovirus usw. können sich durch Trinkwasser, Nahrungsmittel oder direkten Kontakt mit Wasserquellen in den menschlichen Körper übertragen und verschiedene Krankheiten auslösen, einschließlich Gastroenteritis, Cholera, Typhus, virale Hepatitis usw. Darüber hinaus können bestimmte wasserpathogene Mikroben langfristig im Wasser überleben und durch Aerosole auf den Menschen übertragen werden, was die Gefahr der Wasserverschmutzung erhöht.
Abfangeffekt der mikrobiellen Membranfilterung
Mikrobielle Membranfilter in Wasser isolieren effektiv unsichtbare Bedrohungen in diesem Wasser durch die physische Abfangwirkung der Membran. Zunächst bestimmt das Design der Membranforrung ihre Filterwirkung auf Mikroben im Wasser. Die Größe von Bakterien und Viren unterscheidet sich erheblich, aber die meisten Bakterien haben eine Größe zwischen 0,5 und 5 Mikron und Viren liegen in der Regel zwischen 20 und 300 Nanometer, so dass Ultrafiltration und Nanofilter diese Krankheitserreger effektiv entfernen können. Insbesondere durch die Nanofilter- und Umkehrsosmosetechnik wurden Viren und Bakterien fast entfernt und die Wasserqualität wurde erheblich verbessert.
Darüber hinaus können Membranfilter auch organische Stoffe und einige Chemikalien aus dem Wasser entfernen, die häufig Nährstoffe für die Fortpflanzung von Mikroorganismen liefern. Wenn gefährliche Substanzen entfernt werden, verbessert sich das Lebensumfeld der Mikroben, was die Anzahl und die Vermehrungsgeschwindigkeit der Mikroben verringert.
Vorteile und Herausforderungen
Seine Vorteile sind seine effizienten, umweltfreundlichen und niedrigen Energieverbrauch. Im Vergleich zu herkömmlichen Wasserbehandlungsmethoden wie Chlordesinfektion, UV-Bestrahlung usw. kann die Membranfilterung schädliche Stoffe im Wasser genauer entfernen, insbesondere bei der Entfernung von Bakterien, Viren und anderen Mikroorganismen. Darüber hinaus ändert die Membranfiltertechnologie die chemische Zusammensetzung des Wassers nicht und erzeugt keine schädlichen Nebenprodukte und ist daher sicherer und zuverlässiger.
Allerdings gibt es auch einige Herausforderungen bei der Membranfilterung. Erstens sind die Probleme der Reinigung und Wartung der Membrane komplexer. Mit der Ansammlung von Mikroben und Schadstoffen während des Filtrationsprozesses bilden sich die Membranoberflächen leicht Schadstoffschichten, die die Filtereffizienz verringern. Daher ist die regelmäßige Reinigung der Membran und der Austausch des verlorenen Membranmaterials der Schlüssel zur Aufrechterhaltung des ordnungsgemäßen Betriebs der Anlage. Zweitens sind die Kosten des Membranmaterials hoch, insbesondere in großen Wasseraufbereitungssystemen, und die Ersatz- und Wartungskosten der Membran können nicht vernachlässigt werden.