La oss først diskutere de to filtreringsprinsippene og deres fordeler og ulemper:
Dead - sluttfiltrering og kryss - Flow Filtration er to driftsmetoder brukt i mikrofiltrering og ultrafiltreringsmembranfiltrering.
Død - slutt
Dead - Sluttfiltrering innebærer å plassere rått vann oppstrøms for en membran. Drevet av en trykkdifferensial, vann og partikler mindre enn membranporene gjennomsyrer gjennom membranen, mens partikler som er større enn porene blir beholdt. Denne trykkdifferensialen kan oppnås ved å påføre trykk på vannsiden eller ved å påføre et vakuum på filtratsiden. Med død - endefiltrering, når filtreringstiden øker, danner beholdte partikler et forurensningslag på membranoverflaten, og øker filtreringsmotstanden. Ved et konstant driftstrykk avtar membranens permeabilitet. Derfor kan død - endefiltrering bare utføres periodisk, og krever periodisk fjerning av forurensningslaget eller membranerstatning.
Kryss - flyt
Under kryss - strømningsfiltrering genererer vannstrømmen to krefter på membranoverflaten: en normal kraft vinkelrett på membranoverflaten, som tvinger vannmolekyler til å passere gjennom den; og en tangensiell kraft parallelt med membranoverflaten, som skyller bort beholdt materialer. Når krysset - strømningsfiltreringspermeabilitet synker, reduserer du normalkraften og øker tangentialkraften effektivt renser membranen, og gjenoppretter den opprinnelige ytelsen. Derfor er kryss - strømningsfiltrering mindre utsatt for konsentrasjonspolarisering og skalering på membranoverflaten, noe som resulterer i langsommere permeabilitetsnedbrytning. Cross - Flow Filtration gir fleksibilitet, noe som gir mulighet for både intermitterende og kontinuerlig drift. RO -membraner kan ikke brukes til død - sluttfiltrering av følgende grunner:
For det første er den omvendte osmosemembranstrukturen asymmetrisk. Det nederste laget av det omvendte osmosemembranen er en guide og stiv støtteett, over som er et lag med støttestoff. Det veldig tynne topplaget er det faktiske omvendte osmosemembranlaget, som er det primære avsaltingsmiddelet. Når høy - trykkvann strømmer inn i den omvendte osmosemembranen, gir støttelaget utmerket støtte, og forhindrer membranen fra å sprekke (motstå trykk opp til 1,8 MPa, med noen spesialiserte membraner som er i stand til enda høyere trykk). Imidlertid, hvis trykket påføres i motsatt retning, mister støttelaget evnen til å støtte den tynne membranen, og potensielt sprekke det ved trykk så lavt som 0,1 - 0,2 MPa. Dette er grunnen til at omvendte osmosemembraner ikke må oppleve baktrykk under drift. Følgelig kan ikke omvendt osmosemembraner ikke vaskeres, noe som er en grunn til at blindvei-filtrering ikke er egnet for RO-membraner.
For det andre får død - sluttfiltrering saltkonsentrasjonen til kontinuerlig å øke ved innløpet. Mens membranens saltfjerningshastighet er begrenset, fører høyere saltkonsentrasjoner til mer salt gjennomsyring av membranen, noe som resulterer i altfor høy konduktivitet i avløpet.
For det tredje, selv om den økte konduktiviteten forårsaket av saltkonsentrasjon forblir innenfor et akseptabelt område over en periode med død - endefiltrering, vil konsentrasjonen av kalsium og magnesiumioner fortsatt føre til skalering på membranoverflaten. Skalainhibitorer er ineffektive fordi deres virkningsmekanisme er å forårsake gitterforvrengning i de tidlige stadiene av kalsiumskalavekst, noe som gjør skalaen mindre og mykere, noe som gjør det lettere å skylle bort med vann. I stedet for å eliminere skala, er magnesiumionene til stede uavhengig av om de blir lagt til eller ikke. Når konsentrasjonen når et visst nivå, er skalering uunngåelig. Dead - Sluttfiltrering eliminerer den forstyrrende effekten av kryss - flyt, noe som gjør den resulterende skalaen mye vanskeligere å fjerne, selv med tilsetning av skalahemmere.
Dette er grunnen til at RO -membraner krever kryss - flytfiltrering.