Kaj je ultrafiltracija vode?

Učinkovit način čiščenja vode je, da ga potisnete skozi polprepustne membrane. Filtrirni procesi so razvrščeni glede na velikost delcev, ki jih je treba ločiti:

• mikrofiltracija skozi membrane s porami od 0,05 do 10 μm;
• ultrafiltracija - pore od 0,001 μm do 0,05 μm;
• reverzna osmoza in nanofiltracija - pore 1 nm in manj.

Ultrafiltracija vode je namenjena odstranitvi mikroorganizmov in makroskopskih vključkov, ki ne potekajo skozi pore membrane.

Tradicionalni mehanizem delovanja filtrov s povratnim polnjenjem temelji na gravitacijskem čiščenju. Ultrafiltracija se izvede tako, kot je presejanje skozi porozni zaslon, kjer so vsi delci večjega premera ločeni.

Vrste membran

Elementi filtra so ploski listi ali vlakna s kapilari. Skozi prvo se proizvaja predvsem ultrafiltracija odpadne vode, slednje pa so namenjene za obdelavo vode.

Vlakna so v glavnem izdelani z enokanalnim z notranjim premerom okoli 0,8 mm. Pogosto jih obremenijo in jih lahko uničijo med povratnim pranjem. Večkanalna vlakna vsebujejo več kapilar in imajo veliko večjo moč.

Membrane so narejene iz polimerov, na primer iz poliestrskega sulfona. Njene parametre je mogoče spremeniti z dodajanjem drugih sintetičnih materialov. Širok spekter pH obdelanih tekočin omogoča učinkovito čiščenje filtrskih elementov.

Polimerne membrane je treba redno razkuževati, saj mikrobi želijo jesti organsko snov in na njej tvorijo kolonije.

Dolga služi kot keramična membrana, ki je dobro oprana z detergenti. Njena cena je višja, vendar življenjska doba traja 10 let.

Metode filtracije

Sistem ultrafiltracije vode sestavljajo moduli, napolnjeni z votlimi poroznimi vlakni. Začetna tekočina vstopi v kapilare, po kateri se pojavi filtracija skozi stranske stene. Možna je tudi krma v nasprotni smeri.

Pranje se opravi s filtrom, ki ga oddaja protibajtni tok. Enakomerna porazdelitev tekočine zunaj vlaken zagotavlja odstranitev depozitov iz kapilar. Pomembno je, da izberete pravilen način pranja, da bi lažje odstranili kontaminantno plast.

Filtri delujejo v dveh načinih, od katerih je eden tlak: voda se napaja v ohišje naprave pod tlakom. Potopljena metoda se izvaja z uporabo membran, spuščenih v odprto posodo. Od izhodne strani se ustvari vakuum in tekočina se vpije skozi filtrirni material.

Moduli se nahajajo navpično. Voda v njih prihaja iz enega konca in je oddaljena od druge. Število modulov v enem filtru običajno ne presega dveh enot. To zahteva manj tesnila, kar zmanjšuje verjetnost puščanja. Vertikalni moduli so primerni za vzdrževanje in testiranje. So enostavni za namestitev in ekstrahiranje.

Načini filtriranja

Ko se izvaja ultrafiltracija vode, lahko filtri delujejo v zastojih in tangencialnih načinih. V prvem primeru se vsa dobljena voda očisti. Vloge iz membrane se občasno odstranijo med procesom pranja ali z odvodnim tokom. Membrana hitro postane umazana, padec tlaka čez njo pa mora biti majhen, kar zmanjša produktivnost naprave. Metoda se uporablja za obdelavo vode z majhno koncentracijo suspenzij.

Med tangencialnim načinom medij, ki ga je treba filtrirati, kroži vzdolž površine membrane in se nanese na njej malo. Zaradi turbulence pretoka v dovodnem kanalu je mogoče očistiti vodo z visoko koncentracijo suspendiranih trdnih snovi. Slabosti metode so povečanje porabe energije za ustvarjanje visokega pretoka in potrebe po namestitvi dodatnih cevovodov.

Parametri ultrafiltracije

Glavni parametri ultrafiltracije so:

1. Selektivnost - razmerje koncentracij nečistoč v onesnaženi vodi (C_v.) in v filtratu (C_ven.): R = (1-C_ven./ C_v.) ∙ 100%. Za postopek ultrafiltracije je velik, kar vam omogoča, da zadržite najmanjše delce, vključno z bakterijami in virusi.
2. Hitrost pretoka filtrata je količina prečiščene vode na enoto časa.
3. Specifična poraba filtrata - količina proizvoda, ki poteka skozi 1 m² območje membrane. Odvisno od značilnosti filtrskega elementa in čistosti izvorne vode.
4. Diferenčni tlak na membrani - razlika med tlakom na dovodni strani in stranjo filtrata.
5. Prepustnost je razmerje med specifično porabo filtrata in padcem tlaka čez membrano.
6. Hidravlična učinkovitost je razmerje med hitrostjo pretoka filtrata in dobavljeno dovodno vodo.

Ultrafiltracija za dezinfekcijo vode

Tradicionalne metode odstranjevanja mikroorganizmov vključujejo tehnologije, ki uporabljajo reagente. Ultrafiltracija vode je v fizični ločitvi mikroorganizmov in koloidov iz nje zaradi majhne velikosti por membrane. Prednost metode je odstranitev trupel mikroorganizmov, alg, organskih snovi in ​​mehanskih delcev. Vendar ni potrebe po posebni pripravi vode, ki je v drugih primerih obvezna. Potrebno ga je le predhodno prenesti skozi 30-mikronov mehanski filter čiščenje.

Pri nakupu filtrov morate določiti velikost por v membranah. Da bi popolnoma odstranili viruse, morajo biti premeri luknje na ravni 0,005 μm. Z velikimi porami se funkcija dezinfekcije ne bo izvajala.

Poleg tega tehnologija ultrafiltracije zagotavlja razjasnitev vode. Vse suspenzije so popolnoma odstranjene.

Vgradnja ultrafiltracije vode vsebuje vzporedne naprave, ki zagotavljajo potrebno procesno zmogljivost in možnost zamenjave med delovanjem.

Čiščenje vode pred ionskimi izmenjevalnimi filtri

Smola je učinkovita pri odlaganju koloidnih delcev velikosti 0,1-1,0 μm, vendar hitro zamašijo zrnca. Pranje in obnova tukaj primanjkuje. Zelo težko je odstraniti delce SiO₂, ki so še posebej številni v vodnjakih in vodotokih. Po zamašitvi smola začne nastajati z mikroorganizmi v krajih, ki niso oprani s čistilnimi rešitvami.

Ioniti so tudi aktivno zamašeni z emulgiranimi olji, ki jih ni mogoče odstraniti. Zamašitev je tako močna, da je filter lažje zamenjati kot ločiti olje iz njega.

Filtriranje smolnih granul aktivno zamašene z visoko molekularnimi spojinami. Dobro jih odstranjuje aktivno oglje, vendar ima kratko življenjsko dobo.

Ionske izmenjevalne smole Učinkovito skupaj s ultrafiltracijo, ki odstrani več kot 95% koloidov.

Čiščenje vode - ultrafiltracija pred reverzno osmozo

Operativni stroški se zmanjšajo s postopnim nameščanjem filtrov s posledičnim zmanjšanjem velikosti zapoznelih delcev. Če je pred ultrafiltracijskim modulom ugotovljeno več grobega čiščenja, potem izboljša učinkovitost sistemov reverzne osmoze. Slednje so občutljive na anionske in neionske flokulance, če se v predhodni fazi izvaja koagulacija kontaminantov.

Organske snovi velikega molekula hitro zamašijo pore membrane reverzne osmoze. Hitro rastejo z mikroorganizmi. Pred-ultrafiltracija vode rešuje vse probleme in je ekonomsko izvedljiva, če se uporablja z reverzno osmozo.

Obdelava odpadne vode

Obdelava odpadnih voda z ultrafiltracijo omogoča njihovo ponovno uporabo v industriji. Primerni so za uporabo v inženirstvu in zmanjša se tehnološka obremenitev odprtih rezervoarjev za pitje.

Membranska tehnologija se uporablja za čiščenje odplak galvansko in tekstilno proizvodnjo v prehrambeni industriji, deironing, odstranjevanje iz karbamidnih raztopin, elektroliti, spojine težkih kovin, naftni derivati ​​itd. Hkrati se povečuje učinkovitost čiščenja in poenostavi tehnologija.

Z nizko molekularno maso nečistoč z ultrafiltracijo lahko dobimo koncentrate čistih izdelkov.

Posebej pomemben je problem ločevanja emulgiranih olj iz vode. Prednost membranske tehnologije je preprostost metode, nizka poraba energije in ni potrebe po kemikalijah.

Obdelava površinskih voda

Padavine in filtracija so bili prej učinkovite metode čiščenja vode. Tukaj so učinkovito odstranjeni dodatki naravnega izvora, zdaj pa se pojavijo tehnogenska onesnaževala, za odstranitev katerih so potrebni drugi načini čiščenja. Zlasti veliko težav nastane s primarnim kloriranjem vode, ki tvori kloroorganske spojine. Uporaba dodatnih faz čiščenja z aktivnim ogljem in ozonizacijo povečuje stroške vode.

Ultrafiltracija omogoča neposredno pridobivanje pitne vode iz površinskih virov: iz nje se odstrani alge, mikroorganizmi, suspendirani delci in druge spojine. Metoda je učinkovita s predhodno koagulacijo. Ne zahteva dolgotrajnega poravnavanja, ker ni potrebno oblikovati velikih kosmičev.

Vgradnja ultrafiltracije vode (slika spodaj) omogoča dosledno dobro kakovost prečiščene vode brez uporabe kompleksne opreme in reagentov.

Uporaba koagulacijskih metod postane neučinkovita, saj številne organske spojine v vodi niso določene s tradicionalno metodo oksidacije s kalijevim permanganatom. Poleg tega se vsebnost organskih snovi zelo razlikuje, zaradi česar je težko izbrati potrebno koncentracijo reagentov.

Zaključek

Ultrafiltracija vode skozi membrane omogoča doseganje potrebne čistosti z minimalno porabo reagentov. Odpadne vode po obdelavi se lahko uporabljajo v industrijske namene.

Ultrafiltracija ni vedno učinkovita. Metoda ne dovoljuje odstranitve določenih snovi, na primer organoklornih spojin in nekaterih humičnih kislin. V takih primerih se uporablja večstopenjsko čiščenje.