1.3. Нанофільтрація: особливості та область застосування.

Нанофільтрація – баромембранний процес, що застосовується для отримання особливо чистої води, очищеної від бактерій, вірусів, мікроорганізмів, колоїдних частинок органічних сполук, молекул солей важких металів та інших шкідливих домішок .

Нанофільтраційні мембрани, як правило, мають розміри пор від 0,001 до 0,007 мкм. Проводять цей процес при тискові 0,5 - 2,0 МПа .

Нанофільтраційні мембрани, які проявляють достатньо високу затримку (~70 %) солей при обезсолюванні розчинів з досить високою концентрацією (~40 кг/м³) не мають іоногенних груп у розділювальному шарі і у даному випадку представляються найбільш суттєвим структурним механізмом затримки солей .

Основною відмінною особливістю нанофільтраційних мембран поряд з їх відносно невисоким гідравлічним опором є різна затримка одно- та полізарядних іонів, що відкриває принципову можливість вибіркового розділення багатокомпонентних розчинів. Проте, через цю відмінність, такі одновалентні компоненти як нітрати, майже не затримуються в процесі нанофільтрації, що вже робить підготовлену питну воду не придатною для споживання.

Нанофільтраційні мембрани створені, в першу чергу, для практичних потреб – баромембранного очищення природних вод при низькому тискові [, що забезпечує зниження колірності, вмісту високомолекулярних органічних речовин, колоїдних частинок, солей жорсткості до ГДК при низьких затратах енергії.

1.4. Зворотний осмос як ефективний метод підготовки питної води – корегування складу розбавлених водних розчинів. Як показують багаточисельні джерела літератури і практика, зворотний осмос є одним із тих баромембранних методів, який сьогодні можна ефективно використовувати при підготовці питної води, яка вже пройшла очистку на станціях централізованого водопостачання, а також для підготовки води непромислових об'єктів, для технологічних процесів і для очистки окремих категорій стічних вод. Процес зворотного осмосу дозволяє відразу видаляти не лише солі та інші речовини, що знаходяться в іонізованому стані, але також і органічні речовини, колоїди, бактерії, віруси (розмір частинок 0,0001– 0,001 мкм; робочий тиск від 0,5 МПа).

Процес зворотного осмосу – це процес фільтрування розчинів під тиском через напівпроникні мембрани, які пропускають розчинник (воду) і повністю або частково затримують молекули чи іони розчинених речовин. В основі цього мембранного процесу лежить явище осмосу – самовільного проникнення розчинника крізь мембрану в розчин. Тиск, за якого встановлюється динамічна рівновага потоку розчинника крізь мембрану, відповідає осмотичному тиску розчину даної концентрації. Якщо з боку розчину прикласти тиск, який перевищує осмотичний, то переніс розчинника буде здійснюватися у зворотному напрямку, що і дало назву процесу зворотного осмосу .

Із такої спрощеної схеми випливає, що рушійною силою зворотного осмосу являється різниця між прикладеним гідростатичним тиском і осмотичним тиском розчину, що є наслідком різниці концентрацій з обох боків мембрани, що приводить до явища дифузії.