폐수 처리 및 다차원 개요의 주요 막 유형

작성자: 케이트 첸
이메일: [email protected]
Date: Apr 30th, 2025

폐수 막 처리는 오염 물질을 제거하기 위해 막의 선택적 분리 특성에 의존합니다. 막 유형의 분류는 화학 조성, 분리 메커니즘, 지오메트리 및 특수 기능에 따라 다릅니다.

1. 화학 성분에 의해

1.1 유기 멤브레인

PVDF (폴리 비닐 리덴 플루오 라이드) 막 : 미세 여과 (MF) 및 UP (Ultrafiltration)에 널리 사용되는 높은 기계적 강도 및 화학 저항성, 특히 유성 또는 고유성 폐수에 대한 막 생물 반응기 (MBR)에서 널리 사용됩니다.
PTFE (폴리 테트라 플루오로 에틸렌) 막 : 고온 (최대 260 ° C) 및 극한 pH에 내성, 산업 폐수 (예 : 제약, 화학 물질)에 이상적인 오일 및 콜로이드가있는 경우.
다른 중합체 막 : 폴리에틸렌 (PE) 및 폴리 프로필렌 (PP)은 MF 전처리에 비용 효율적이지만 기계적 강도가 낮다.

1.2 무기 막

세라믹 막 : 알루미나 또는 지르코니아로 만들어진 고온 (> 500 ° C) 및 미생물 부식을 견딜 수 있으며, 높은 터지니 또는 고온 폐수 (예 : 섬유, 식품 산업)에 적합합니다.
금속 막 : 티타늄 합금 막은 해수 전처리 또는 헤비메탈 폐수 처리에 사용되는 고압 및 극한 pH를 견딜 수 있습니다.

2. 분리 메커니즘에 의해

2.1 다공성 막

미세 여과 (MF) : 기공 크기 0.1–10 μm, 현탁 된 고체, 박테리아 및 큰 콜로이드 (예 : 도시 폐수 사전 치료)를 제거합니다.
초보 여과 (UF) : 기공 크기 0.01–0.1 μm, 단백질, 바이러스 및 거대 분자 (예 : 산업 폐수 재활용)를 유지합니다.
나노 여과 (NF) : 기공 크기 1–2 nm, 염료 탈염 및 연수 연화에 사용되는 이온 (ca², so₄²⁻) 및 유기 분자 (200-1000 da)를 선택적으로 제거합니다.

2.2 비 다공성 막

역삼 투 (RO) : 고압 하의 고밀도 막은 해수 담수화 및 고염성 폐수에 중요한 용해 된 염 (> 95% 거부), 중금속 및 소형 유기물을 제거합니다.
전기 투석 (ed/edr) : 이온-교환 막은 전기장을 통한 소금을 별도의 염, 소금물 농도 및 산/알칼리 회수에 적합합니다.

2.3 액체 막

지지 된 액체 막 (SLM) : 희귀 금속 또는 방사성 폐수 회수에 적용되는 선택적 이온 수송에 캐리어 분자 (예 : 크라운 에테르)를 사용하십시오.

3. 기하학적 구성에 의해

3.1 플랫 시트 멤브레인

간단한 구조, 청소/교체가 쉬운 간단한 구조, MBR 시스템 및 소규모 분산 처리, 그러나 낮은 포장 밀도.

3.2 관형 막

넓은 흐름 채널은 막힘을 줄이며, 고고가 높은 폐수 (예 : 제지 공장 폐수)에 이상적이지만 에너지 집약적 인 경우에 이상적입니다.

3.3 중공 섬유 멤브레인

UF/RO 시스템에서 흔하면 높은 포장 밀도 (최대 8000m²/m³)이지만 탁도에 민감합니다.

4. 특수 막 및 하이브리드 시스템

4.1 멤브레인 바이오 반응기 (MBR)

막 오염에는 정기적 인 화학적 세척이 필요하지만 재사용 가능한 물 (예 : 도시 또는 가축 폐수)을 생성하는 막 분리와 생물학적 처리를 통합합니다.

4.2 이중 막 과정

uf/mf ro : 초음파수 (전자 제품) 또는 매립지 침출수 처리의 99% 용해 오염 물질을 제거합니다.
NF RO : 단계별 처리를 통해 고염성 폐수에서 RO 막 오염을 줄입니다.

4.3 기능화 된 막

광촉매 막 : tio ₂ 코팅 된 멤브레인은 UV 빛 하에서 유기물을 분해하여 오염을 줄입니다.
방해 된 막 : 친수성 변형 (예를 들어, 폴리 비닐 알코올 이식) 또는 나노 물질 복합체 (예를 들어, 그래 핀 옥사이드)는 단백질/콜로이드 부착을 최소화한다.

5. 응용 시나리오 및 선택 지침

막 유형	일반적인 응용 프로그램 시나리오	장점	제한
미세 여과 (MF)	전처리, 식품 폐수 설명	저렴한 비용, 높은 플럭스	용해 된 오염 물질을 제거하지 못합니다
초보 여과 (UF)	식수 정제, 전기 도금 폐수	거대 분자, 저압을 제거합니다	콜로이드 파울 링 경향이 있습니다
나노 여과 (NF)	염료 담수화, 제약 용매 회복	선택적 분리, 낮은 에너지	1가 이온의 낮은 거부
역삼 투 (RO)	해수 담수화, 고분 살로 폐수	높은 소금 거부, 순수한 물	높은 에너지 수요, 엄격한 전처리
MBR	도시 폐수 재사용, 농촌 분산 시스템	소형 발자국, 높은 슬러지 보유	파울 링에 대한 빈번한 유지 보수

6. 미래의 트렌드

재료 혁신 : 하이브리드 유기-신기 성 막 및 생분해 성 바이오 폴리머 막.
스마트 운영 : 세정주기를 최적화하기위한 플럭스 및 막 횡단 압력의 IoT 기반 실시간 모니터링.
자원 복구 : 제로 액체 배출 (ZLD) 및 자원 추출에 대한 막 증류 (MD) 또는 전방 삼투증 (FO)과의 통합.

요약

폐수 막 기술 (MF, UF, NF, RO, MBR 등)은 수질, 처리 목표 및 비용에 따라 다양한 분리 요구를 해결합니다. 향후 발전은 지속 가능하고 에너지 효율적인 솔루션을 달성하기 위해 내구성 향상, 지능형 시스템 및 자원 복구를 갖춘 재료에 중점을 둘 것입니다 .