Нанофильтрация в промышленности

Нанофильтрация представляет собой мембранный процесс, обеспечивающий удаление частиц размером от 1 до 10 нанометров. Несмотря на микроскопический масштаб фильтрации, технология демонстрирует высокую эффективность в решении комплексных задач очистки воды. Она успешно применяется в городских системах водоснабжения, а также в промышленных фильтрационных установках пищевой промышленности, производстве безалкогольных напитков и в фармацевтическом производстве.

Промышленная установка нанофильтрации воды

Применение технологии нанофильтрации

Нанофильтрация (НФ) — передовая мембранная технология, которая селективно удаляет ионы и органические соединения. Находит широкое применение в различных отраслях, благодаря своей эффективности и энергосбережению. Нанофильтрация играет критическую роль в обеспечении чистой питьевой водой:

Удаление загрязнений (тяжёлые металлы, пестициды, органические вещества).
Снижение мутности и улучшение вкусовых качеств воды.
Умягчение воды без полного обессоливания (сохранение полезных минералов К⁺, Na⁺).

Сводная таблица селективности современных нанофильтрационных мембран по основным ионам (данные усреднены на основе производителей Synder, Dow Filmtec, Toray и других):

Ион	Селективность, %	Примечания
Натрий, Na⁺	20-50%	Низкая селективность для моновалентных ионов
Калий, K⁺	15-40%	Аналогично натрию
Кальций, Ca²⁺	70-95%	Высокое удержание поливалентных катионов
Магний, Mg²⁺	80-98%	Зависит от типа мембраны (NFX >99%)
Хлорил-ион, Cl^—	30-60%	Умеренное удержание
Сульфат-ион, SO₄^2-	90-99%	Максимальное удержание для анионов
Нитраты, NO₃^—	50-80%	Среднее удержание
Гидрокарбонаты, HCO₃^—	40-70%	Важно для умягчения воды

Селективность зависит от pH, давления и температуры. Мембраны Synder NFX демонстрируют >99% удержание MgSO₄ (рекордный показатель). Для точных расчетов нам требуются данные производителя конкретной мембраны.

Нанофильтрация — универсальная и энергоэффективная технология, находящая применение в:

Очистка сточных вод от тяжелых металлов и активных фармацевтических субстанций (АФИ).
Возврат воды в производство с сохранением необходимых солей.
Концентрирование белков и регулирование содержания лактозы.
Повышение срока годности молочных продуктов.
Удаление из воды органических микрозагрязнителей: антибиотиков, гормон, микропластика.
Удаление нитратов, пестицидов и фосфатов после биологических очистных сооружений. Технология мембранного биореактора

Нанофильтрация молочной сыворотки

Нанофильтрация широко применяется в молочной промышленности для концентрирования лактозы и деминерализации сыворотки. Технология обеспечивает селективное прохождение одновалентных ионов при частичном удержании поливалентных, что позволяет дополнительное сокращение объема сыворотки и снижение транспортных затрат. Предварительная обработка нанофильтрацией также оптимизирует процесс кристаллизации, уменьшая содержание минералов и повышая качество получаемой лактозы.

Традиционные нанофильтрационные мембраны демонстрируют типичное удержание MgSO₄ на уровне 98%, тогда как мембраны Membrane Engineering Systems обеспечивают рекордное удержание >99%. Это позволяет достичь исключительно высокой степени концентрирования лактозы, делая данное решение идеальным для промышленного применения.

Нанофильтрация сточных вод гальванического производства

Современные нанофильтрационные (NF) мембранные элементы имеют высокую химическую и стойкость для работы в электрохимическом производстве. Обладая высокой селективностью по двухвалентным и трехвалентным солям НФ мембраны в установках нанофильтрации прекрасно концентрируют промывные воды гальванического производства. Фильтрат (пермеат) при этом возвращается на повторное использование 2. кат ГОСТ 9.314 в промывные ванны. Концентрат (ретентат) поступает в вакуум выпарную установку на утилизацию с получением твердого отхода — кристаллических солей

Нанофильтрация сточных вод в гальваническом производстве

Нанофильтрация органических растворителей

Современные полимерные материалы, применяемые в производстве мембран нанофильтрации обладают механической и химической стойкостью. При этом НФ мембраны имеют высокую селективность по поливалентным солям и целевым органическим соединениям, при этом хорошо пропуская в фильтрат воду и/или органический растворитель.

Данные полимерные материалы можно разделить на три основных класса: высокопроницаемые каучуки (в основном сшитые силиконовые каучуки), низкопроницаемые полимерные стекла (полиамиды и полисульфоны) и высокопроницаемые полимерные стекла ПТИСП)

Нанофильтрация неводных (органических) сред используется для концентрирования растворенных в данных средах органических веществ с молекулярными массами в диапазоне от 200 до 1400 Da, при этом органический растворитель в процессе нанофильтрации проходит в фильтрат через мембрану. К процессу нанофильтрации относят выделение требуемых компонентов из раствора с использованием как электронейтральных мембран, так и заряженных пористых мембран (как при нанофильтрации воды).

В пищевом производстве растительного масла нанофильтрация успешно заменяет относительно энергоемких процесс дистилляционного выделения органического растворителя — гексана. Однако нанофильтрацию наиболее целесообразно применять в ходе предварительного концентрирования растительного масла. Кроме того, мембранная технология нанофильтрации позволяет решить важную задачу извлечения свободных жирных кислот в процессе очистки подсолнечного масла, в том числе и без использования органических растворителей.

В фармацевтической промышленности нанофильтрация органических сред может быть использована при производстве лекарственных средства в ходе многостадийного химического синтеза. Для смены одного растворителя на другой проводят несколько циклов нанофильтрации, при этом удаляется 75-95% исходного органического растворителя.

Получить бесплатную консультацию, помощь в составлении технического задания на очистку промышленных сточных вод, заказать экологический аудит, проектирование и строительство очистных сооружений под ключ Вы можете позвонив по телефону +7 (495) 768-06-46. Обращайтесь, наши специалисты всегда рады помочь Вам в решении поставленных задач с очисткой сточных вод и водоподготовкой!

Скачать опросный лист — Очистные сооружения