Lad os først diskutere de to filtreringsprincipper og deres fordele og ulemper:
Død - End -filtrering og kryds - flowfiltrering er to driftsmetoder, der bruges i mikrofiltrering og ultrafiltreringsmembranfiltrering.
Død - ende
Død - End -filtrering involverer placering af råt vand opstrøms for en membran. Drevet af en trykforskel, vand og partikler, der er mindre end membranporerne, gennemsyrer gennem membranen, mens partikler, der er større end porerne, bevares. Denne trykforskel kan opnås ved at anvende tryk på vandsiden eller ved at anvende et vakuum på filtratsiden. Med døde - endefiltrering, når filtreringstiden øges, danner tilbageholdte partikler et forureningslag på membranoverfladen, hvilket øger filtreringsmodstanden. Ved et konstant driftstryk falder membranens permeabilitet. Derfor kan død - endefiltrering kun udføres med mellemrum, hvilket kræver periodisk fjernelse af forurenende lag eller membranudskiftning.
Kryds - flow
Under kryds - flowfiltrering genererer vandstrømmen to kræfter på membranoverfladen: en normal kraft vinkelret på membranoverfladen, der tvinger vandmolekyler til at passere gennem den; og en tangentiel kraft parallelt med membranoverfladen, der skyller væk tilbageholdte materialer. Når tværs - flowfiltreringspermeabilitet falder, reducerer den normale kraft og øger den tangentielle kraft effektivt renser membranen og gendanner sin oprindelige ydeevne. Derfor er kryds - flowfiltrering mindre modtagelig for koncentrationspolarisering og skalering på membranoverfladen, hvilket resulterer i langsommere nedbrydning af permeabilitet. Cross - flowfiltrering giver fleksibilitet, hvilket muliggør både intermitterende og kontinuerlig drift. RO -membraner kan ikke bruges til døde - slutfiltrering af følgende grunde:
For det første er den omvendte osmosemembranstruktur asymmetrisk. Det nederste lag af den omvendte osmosemembran er en guide og stiv understøtningsnet, over hvilket er et lag af understøttelsesstof. Det meget tynde øverste lag er det faktiske omvendte osmosemembranlag, som er det primære afsaltningsmiddel. Når høj - trykvand strømmer ind i den omvendte osmosemembran, giver understøttelseslaget fremragende understøttelse, hvilket forhindrer, at membranen sprænger (modsat tryk op til 1,8 MPa, med nogle specialiserede membraner, der er i stand til endnu højere tryk). Men hvis tryk påføres i omvendt retning, mister understøttelseslaget sin evne til at understøtte den tynde membran og potentielt sprænge det ved tryk så lavt som 0,1 - 0,2 MPa. Dette er grunden til, at omvendt osmosemembraner ikke må opleve bagtryk under drift. Følgelig kan omvendt osmosemembraner ikke blive bakket tilbage, hvilket er en af grundene til, at blindgyde-filtrering ikke er egnet til RO-membraner.
For det andet får død - endefiltrering saltkoncentration til kontinuerligt at stige ved indløbet. Mens membranens saltfjernelseshastighed er begrænset, fører højere saltkoncentrationer til mere salt, der gennemsyrer membranen, hvilket resulterer i overdreven høj ledningsevne i spildevandet.
For det tredje, selvom den øgede ledningsevne forårsaget af saltkoncentration forbliver inden for et acceptabelt interval over en periode med død - endefiltrering, vil koncentrationen af calcium- og magnesiumioner stadig føre til skalering på membranoverfladen. Skalainhibitorer er ineffektive, fordi deres virkningsmekanisme er at forårsage gitterforvrængning i de tidlige stadier af vækst i calciumskalaen, hvilket gør skalaen mindre og blødere, hvilket gør det lettere at skylle væk med vand. I stedet for at fjerne skalaen er magnesiumionerne til stede uanset om de tilsættes eller ej. Når koncentrationen når et bestemt niveau, er skalering uundgåelig. Dead - End -filtrering eliminerer den forstyrrende virkning af kryds - flow, hvilket gør den resulterende skala meget vanskeligere at fjerne, selv med tilsætning af skalainhibitorer.
Dette er grunden til, at RO -membraner kræver kryds - flowfiltrering.