Wat is ultrafiltrasie van water?

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2024-01-02 13:48

'n Effektiewe manier om water te suiwer is om dit deur semi-deurlaatbare membrane te dwing. Filtrasieprosesse word geklassifiseer volgens die grootte van die deeltjies wat geskei moet word:

• mikrofiltrasie deur membrane met poriegroottes van 0.05 tot 10 mikron;
• ultrafiltrasie - porieë van 0,001 µm tot 0,05 µm;
• omgekeerde osmose en nanofiltrasie - porieë 1 nm en onder.

Ultrafiltrasie van water is ontwerp om mikro-organismes en makroskopiese insluitings daaruit te verwyder wat nie deur die porieë van die membraan beweeg nie.

Die tradisionele meganisme van opvulfilters is gebaseer op swaartekrag-skoonmaak. Ultrafiltrasie is soortgelyk aan sif deur 'n poreuse sif, waar alle deeltjies met 'n groter deursnee geskei word.

Membraantipes

Filterelemente is plat velle of vesels met kapillêre. Deur eersgenoemde word hoofsaaklik ultrafiltrasie van afvalwater uitgevoer, en laasgenoemde is bedoel virwaterbehandeling.

Die vesels word hoofsaaklik enkelkanaal gemaak, met 'n binnedeursnee van ongeveer 0,8 mm. Hulle word gereeld aan spanning onderwerp en kan vernietig word deur terugspoeling. Veelkanaalvesels bevat veelvuldige kapillêre en is aansienlik sterker.

Membrane word gemaak van polimere soos poliëstersulfon. Die parameters kan verander word deur ander sintetiese materiale by te voeg. Die wye pH-reeks van die vloeistowwe wat verwerk word, maak dit moontlik om die filterelemente effektief skoon te maak.

Polimeermembrane moet periodiek ontsmet word, aangesien mikrobes daarvan hou om organiese materiaal te eet en kolonies daarop te vorm.

Langdurige keramiekmembraan, wat goed met skoonmaakmiddels gewas word. Die prys daarvan is hoër, maar die dienslewe bereik 10 jaar.

Filtrasiemetodes

Ultrafiltrasiewaterstelsel bestaan uit modules gevul met hol poreuse vesels. Die aanvanklike vloeistof gaan die kapillêre binne, waarna filtrasie deur die sywande plaasvind. Omgekeerde toevoer is ook moontlik.

Spoel word uitgevoer deur die filtraat met sy toevoer in die teenoorgestelde rigting. Eenvormige verspreiding van vloeistof buite die vesels verseker die verwydering van afsettings van die kapillêre. Hier is dit belangrik om die regte spoelmodus te kies sodat die kontaminantlaag makliker verwyder kan word.

Filters werk in twee modusse, waarvan een druk is: water word onder druk na die omhulsel van die toestel gelewer. Die onderdompelingsmetode word uitgevoer met behulp van membrane wat in 'n oop houer laat sak word. 'n Vakuum word aan die uitlaatkant geskep en vloeistof word deur die filtermateriaal gesuig.

Modules is vertikaal gerangskik. Water kom van die een kant af in hulle in en word van die ander kant af uitgelaat. Die aantal modules in een filter oorskry gewoonlik nie twee eenhede nie. As gevolg hiervan word minder pakkings benodig, wat die waarskynlikheid van lekkasies verminder. Vertikale modules is gerieflik om te onderhou en te toets. Hulle is maklik om te installeer en te verwyder.

Filtermodusse

Wanneer ultrafiltrasie van water uitgevoer word, kan filters in doodloop- en tangensiële modus werk. In die eerste geval word al die water wat verskaf word gesuiwer. Die afsettings van die membraan word periodiek tydens die spoelproses of met die dreinstroom verwyder. Die membraan vervuil vinnig en die drukval daaroor moet laag gehou word, wat die werkverrigting van die apparaat verminder. Die metode word gebruik vir waterbehandeling, met 'n lae konsentrasie suspensies.

In die tangensiële modus sirkuleer die gefiltreerde medium langs die oppervlak van die membraan en klein afsettings vorm daarop. Die turbulensie van die vloei in die toevoerkanaal maak dit moontlik om water met 'n hoë konsentrasie gesuspendeerde materiaal te suiwer. Die nadele van hierdie metode is die toename in energiekoste om 'n hoë vloeitempo te skep en die behoefte om bykomende pyplyne te installeer.

Ultrafiltrasieparameters

Die hoofparameters van ultrafiltrasie is:

1. Selektiwiteit - die verhouding van onsuiwerheidskonsentrasies ingekontamineerde water (C_in.) en in die filtraat (C_out.): R=(1 - C_{out./ С}in._{) ∙ 100%. Vir 'n ultrafiltrasieproses is dit groot, wat jou toelaat om die kleinste deeltjies vas te vang, insluitend bakterieë en virusse.}
2. Filtraatverbruik - die hoeveelheid gesuiwerde water per tydseenheid.
3. Spesifieke filtraatverbruik - die hoeveelheid produk wat deur 1 m2 van die membraanarea gaan. Hang af van die kenmerke van die filterelement en die suiwerheid van die bronwater.
4. Membraandrukval - die verskil tussen die druk aan die toevoerkant en die filtraatkant.
5. Deurlaatbaarheid is die verhouding tussen die spesifieke vloeitempo van die filtraat en die drukval oor die membraan.
6. Hidrouliese doeltreffendheid - die verhouding tussen die vloeitempo van die filtraat en die verskafde bronwater.

Ultrafiltrasie vir waterontsmetting

Tradisionele metodes vir die verwydering van mikroörganismes sluit tegnologieë in wat reagense gebruik. Ultrafiltrasie van water bestaan uit die fisiese skeiding van mikroörganismes en kolloïede daaruit as gevolg van die klein grootte van die membraanporieë. Die voordeel van die metode is die verwydering van die lyke van mikroörganismes, alge, organiese materiaal en meganiese deeltjies. Terselfdertyd is daar geen behoefte aan spesiale waterbehandeling nie, wat in ander gevalle verpligtend is. Al wat jy hoef te doen is om dit deur 'n 30 mikron meganiese filter te laat loop.

Wanneer jy filters koop, moet jy die poriegroottes van die membrane bepaal. Om virusse heeltemal te verwyder, moet gatdiameters op die vlak van 0,005 µm wees. Vir groot poriegroottes, die ontsmettingsfunksiesal nie loop nie.

Boonop verskaf ultrafiltrasietegnologie waterverheldering. Alle gesuspendeerde vaste stowwe word heeltemal verwyder.

Ultrafiltrasie-waterinstallasie bevat toestelle wat parallel gekoppel is, wat die nodige werkverrigting van die proses bied en die moontlikheid om dit tydens werking te vervang.

Watersuiwering voor ioonuitruilfilters

Hars is effektief om 0.1-1.0 µm kolloïdale deeltjies te behou, maar dit verstop die korrels vinnig. Spoel en wedergeboorte is van min hulp hier. Dit is veral moeilik om deeltjies SiO_{2 te verwyder, wat veral volop in putte en rivierwater voorkom. Nadat die hars verstop is, begin die hars mikro-organismes groei op plekke wat nie met skoonmaakmiddels gewas is nie.}

Ioonruilers is ook aktief verstop met geëmulgeerde olies wat nie verwyder kan word nie. Die blokkasie is so erg dat dit makliker is om die filter te verander as om die olie daarvan te skei.

Filterende korrels van harse is aktief verstop met hoë-molekulêre verbindings. Geaktiveerde koolstof verwyder hulle goed, maar dit het 'n kort dienslewe.

Ioonuitruilharse is effektief tesame met ultrafiltrasie wat meer as 95% van kolloïede verwyder.

Waterbehandeling - ultrafiltrasie voor tru-osmose

Bedryfskoste word verminder deur die stapsgewyse installering van filters met 'n opeenvolgende vermindering in die grootte van die teruggehoude deeltjies. As 'n growwer skoonmaak voor die ultrafiltrasiemodule geïnstalleer word, verhoog dit die doeltreffendheid van tru-osmose-stelsels. Laasgenoemde is sensitief vir anioniese en nie-ioniese flokkulante as stolling van kontaminante in die voorlopige stadium uitgevoer word.

Groot molekulêre organiese materiaal verstop vinnig die porieë van tru-osmose-membrane. Hulle word vinnig oorgroei met mikroörganismes. Voorfiltrerende water los alle probleme op en is koste-effektief wanneer dit met tru-osmose gebruik word.

Vuilwaterbehandeling

Ultrafiltrasie-afvalwaterbehandeling maak dit moontlik om dit in die industrie te hergebruik. Hulle is geskik vir gebruik in ingenieurswese, en die tegnogene las op oop water liggame vir drinkdoeleindes word verminder.

Membraantegnologieë word gebruik om afvalwater van galvaniese en tekstielproduksie te behandel, in die voedselindustrie, ysterverwyderingstelsels, wanneer ureum, elektroliete, swaarmetaalverbindings, olieprodukte, ens. uit oplossings verwyder word. Dit verhoog die doeltreffendheid van behandeling en vereenvoudig die tegnologie.

Met lae molekulêre gewig onsuiwerhede kan ultrafiltrasie suiwer produkkonsentrate produseer.

Veral belangrik is die probleem om geëmulgeerde olies van water te skei. Die voordeel van membraantegnologie is die eenvoud van die proses, lae energieverbruik en geen behoefte aan chemikalieë nie.

Oppervlaktewaterbehandeling

Nederslag en filtrasie was voorheen effektiewe maniere om water te suiwer. Onsuiwerhede van natuurlike oorsprong word effektief hier verwyder, maar nou het tegnogene besoedelingstowwe verskyn, vir die verwydering daarvanander skoonmaakmetodes word vereis. Veral baie probleme word geskep deur die primêre chlorering van water, wat organochloorverbindings vorm. Die gebruik van bykomende suiweringstadiums met geaktiveerde koolstof en osonering verhoog die koste van water.

Ultrafiltrasie stel jou in staat om drinkwater direk vanaf oppervlakbronne te kry: alge, mikroörganismes, gesuspendeerde deeltjies en ander verbindings word daaruit verwyder. Die metode is effektief met voorlopige stolling. Terselfdertyd is lang afsakking nie nodig nie, aangesien die vorming van groot vlokkies nie nodig is nie.

Installasie van ultrafiltrasie van water (foto hieronder) laat jou toe om konsekwent goeie geh alte van gesuiwerde water te bereik sonder die gebruik van komplekse toerusting en reagense.

Die gebruik van stollingsmetodes raak ondoeltreffend omdat baie organiese verbindings in water nie deur die tradisionele kaliumpermanganaat-oksidasiemetode opgespoor word nie. Daarbenewens verskil die organiese inhoud baie, wat dit moeilik maak om die vereiste konsentrasie reagense te kies.

Gevolgtrekking

Ultrafiltrasie van water deur membrane laat jou toe om die vereiste suiwerheid daarvan te bereik met 'n minimum verbruik van reagense. Afvalwater na behandeling kan vir industriële doeleindes gebruik word.

Ultrafiltrasie is nie altyd effektief nie. Die metode laat nie toe dat sommige stowwe verwyder word nie, byvoorbeeld organochloorverbindings en sommige humiensure. In sulke gevalle word multi-stadium skoonmaak toegepas.