Nanofiltrarea și Ultrafiltrarea

Microfiltrarea, ultrafiltrarea, nanofiltrarea si osmoza inversa au ca forta motrice diferenta de presiune, acestea numindu-se procese de baromembrana. Procesele de baromembrana ocupa primul loc in gama aplicatiilor industriale. Aceste procese sunt de obicei incadrate in categoria tehnicilor de filtrare inaintata. Astfel, osmoza inversa este similara unei deshidratari prin hiperfiltrare, ultrafiltrarea seamana cu tehnicile de concentrare, purificare si fractionare a macromoleculelor sau dispersiilor coloidale, iar microfiltrarea este consacrata in separarea suspensiilor. Practic fiecare proces membranar se poate constitui intr-o alternativa viabila pentru alte procese de separare.

Nanofiltrarea

Nanometria in inginerie este mai degraba o arta dea manipula material la scara nanometrica ( 1-100 mm ), ce ofera posibilitatea de a trata apele de suprafata , subterane si acelor uzate sau contaminate cu ioni de metale grele, substante organice si anorganice si microorganisme.

Datorita activitatilor unice fata de contaminanti recalcitranti multe materiale nanometrice sunt in curs de cercetare activa si dezvoltare pentru a fi utilizate pe langa tratamentul apei.

Detectarea agentilor patogeni

O resursa adecvata de apa potabila la nivel global este una din conditiile dintre conditiile principale pentru o viata sanatoasa iar bolile care se transmit prin intermediul apei sunt inca o cauza majora de deces in multe parti ale lumii, in special la copii, persoanele in varsta, sau cu un sistem imunitar compromis. Deoarece epidemiologia bolilor transmise prin apa se schimba exista o preocupare in cresterea la nivel mondial a sanatatii publice cu privire la boli infectioase, care apar prin intermediul unei interactiuni complexe de factori sociali, economici, evolutivi si ecologici. O provocare importanta este, prin urmare, detectarea rapida, specifica si sensibila a agentilor patogeni din apa. In prezent testele microbiene sunt bazate in principiu pe metode evolutive ce au nevoie de perioade indelungate de timp pentru a determina o anumita cultura. Cu toate acestea noile metode enzimatice, inumologice si genetice sunt in curs de dezvoltare pentru a inlocui si sprijini abordarile clasice de detectari microbiene. In plus, inovatiile in domeniul nanotehnologiei si nanostiintei au un impact semnificativ in biodiagnoza, in cazul in care un numar de teste bazate pe nanoparticule si nanodispozitive au fost introduse in detectarea biomoleculara.

Nanofibre si nanobioacizi

Nanofiltrele arata potential sporit in imbunatatirea membranelor de filtrare a apei. Bioacumularea pe membrane cauzata de incarcatura bacteriana din apa reduce calitatea apei potabile si a devenit o problema majora. Multe studii au aratat inhibarea acestor bacterii dupa expunere la nanofiltre cu suprafete functionale. Anumite nanoparticule, cum ar fi cele de metal si cele proiectate, au fost incorporate cu succes in nanofiltre si arata un nivel ridicat de activitate antimicrobiana si de stabilitate in apa.

Indepartarea biofilmelor

Comunitatile de bacterii sesile incastrate in substante polimerice extracelulare sunt cunoscute ca biofilme si cauzeaza probleme serioase in diferite domenii, precum instalatiile de prelucrare si retentie a apei, industria medicala, a hartiei si alimentara. Desi exista diferite tipuri de control, aceste metode sunt limitate si de multe ori nu reusesc sa elimine biofilmele de pe suprafete. Adesea biofilmele arata sensibiltate redusa la agentii antimicrobieni sau substante chimice ce pot fi toxice pentru mediu, intrucat metodele mecanice implica munca intensa si costuri ridicate din cauza timpului limitat disponibil pentru curatarea sistemului. Sub actiunea directa a nanofiltrelor, biofilmele sunt eliminate cu succes, iar in cazul apei reziduale, dupa tratare, rezulta apa curata, cu varii domenii de aplicabilitate si folosinta.

Nanofiltrarea se bazeaza pe aceleasi principii ca si osmoza inversa. Diferenta consta in faptul ca linia de separare este usor mai scazut. Ionii dizolvati in apa sunt mai putin filtrati decat in osmoza inversa, astfel, se reduc costurile de functionare. Rata tipica de inlaturare a sarurilor minerale este de circa 80-85 %. Ionii polivalenti ( calciu si magneziu ) sunt retinuti mai bine decat cei univalenti ( azot si fosfor ), asadar instalatiile de nanofiltrare sunt utilizate in general ca alternativa la dedurizatoarele clasice.

Acolo unde se accepta o filtrare mai redusa a sarurilor, instalatiile de nanofiltrare constiutuie o alternativa mai ieftina la instalatiile de osmoza inversa, de vreme ce instalatiile de nanofiltrare pot functiona la presiuni reduse. Astfel se poate utiliza o pompa mai mica de inalta presiune. Avantajele le constituie costurile reduse pentru investitii, dar si pentru consumul de energie. Comparativ cu metodele traditionale de dededurizare, costurile de functionare sunt considerabil reduse de vreme ce regenerarea, care implica cantitati importante de sare, devine complet inutila.