Što je ultrafiltracija vode?

Učinkovit način pročišćavanja vode je guranje kroz polupropusne membrane. Postupci filtriranja klasificiraju se prema veličini čestica koje se razdvajaju:

• mikrofiltracija kroz membrane s veličinama pora od 0,05 do 10 um;
• ultrafiltracija - pore od 0,001 μm do 0,05 μm;
• reverzna osmoza i nanofiltracija - pore 1 nm i niže.

Ultrafiltracija vode je dizajnirana da ukloni mikroorganizme i makroskopske inkluzije koje ne prolaze kroz pore membrane.

Tradicionalni mehanizam djelovanja filtara s povratnim punjenjem temelji se na gravitacijskom pročišćavanju. Ultrafiltracija se provodi kao prosijavanje kroz porozni ekran, gdje se odvajaju sve čestice većeg promjera.

Vrste membrana

Elementi filtra su ravni limovi ili vlakna s kapilarima. Kroz prvi proizvodi se uglavnom ultrafiltracija otpadne vode, a potonji su dizajnirani za obradu vode.

Vlakna se uglavnom izrađuju jednostrukim kanalom, s unutarnjim promjerom od oko 0,8 mm. Oni su podvrgnuti čestim opterećenjima i mogu se uništiti tijekom pranja. Višekanalna vlakna sadrže nekoliko kapilara i imaju znatno veću čvrstoću.

Membrane su izrađene od polimera, na primjer, poliester sulfona. Njegovi parametri se mogu mijenjati dodavanjem drugih sintetičkih materijala. Široki raspon pH vrijednosti tretiranih tekućina omogućava učinkovito čišćenje filter elemenata.

Polimerne membrane treba periodički dezinficirati, jer mikroba vole jesti organsku tvar i formirati kolonije na njemu.

Dugo služi kao keramička membrana koja se dobro peru deterdžentima. Njezina je cijena veća, ali životni vijek doseže 10 godina.

Metode filtracije

Sustav ultrafiltracije vode sastoji se od modula ispunjenih šupljim poroznim vlaknima. Početna tekućina ulazi u kapilare, nakon čega dolazi do filtracije kroz bočne zidove. Moguće je i ubacivanje u suprotnom smjeru.

Ispiranje se provodi filtratom s njegovom podnošenjem protustrujkom. Ravnomjerna raspodjela tekućine izvan vlakana osigurava uklanjanje depozita iz kapilara. Važno je odabrati ispravan način pranja radi lakše uklanjanja kontaminiranog sloja.

Filteri rade u dva načina, od kojih je jedan pritisak: voda se ulijeva u kućište uređaja pod pritiskom. Potopljena metoda se provodi pomoću membrana spuštene u otvorenu posudu. Izlazna strana stvara se vakuum, a tekućina se usisava materijal za filtriranje.

Moduli se nalaze vertikalno. Voda u njima dolazi s jednog kraja, a ona je oduzeta od druge. Broj modula u jednom filtru obično ne prelazi dvije jedinice. To zahtijeva manje brtvila, što smanjuje vjerojatnost curenja. Vertikalni moduli su prikladni za održavanje i ispitivanje. Oni su jednostavni za instalaciju i ekstrakciju.

Načini filtriranja

Kada se izvodi ultrafiltracija vode, filteri mogu raditi u zastoju i tangencijalnim načinima rada. U prvom slučaju, sve isporučene vode se pročišćavaju. Depoziti iz membrane povremeno se uklanjaju tijekom postupka pranja ili s odvodnim strujanjem. Membrana brzo postaje prljava i pad tlaka preko nje mora biti malen, što smanjuje produktivnost uređaja. Metoda se koristi za obradu vode, uz malu koncentraciju suspenzija.

U tangencijalnom načinu, medij koji treba filtrirati cirkulira duž površine membrane i na njemu se nakuplja malo. Turbulencija protoka u dovodnom kanalu omogućuje čišćenje vode s visokom koncentracijom suspendiranih krutina. Nedostaci metode su povećanje potrošnje energije za stvaranje velike brzine protoka i potrebe instaliranja dodatnih cjevovoda.

Parametri ultrafiltracije

Glavni parametri ultrafiltracije su:

1. Selektivnost - omjer koncentracija onečišćenja u kontaminiranoj vodi (C_Rin.) i u filtratu (C_O.): R = (1-C_O./ C_Rin.) ∙ 100%. Za ultrafiltracijski proces, to je velika, što vam omogućuje zadržavanje najmanjih čestica, uključujući bakterije i viruse.
2. Brzina protoka filtrata je količina pročišćene vode po jedinici vremena.
3. Konzumna potrošnja filtrata - količina proizvoda koja prolazi kroz 1 m² područje membrane. Ovisno o svojstvima filterskog elementa i čistoći izvorne vode.
4. Diferencijalni tlak na membrani - razlika između tlaka na strani opskrbe i strane filtrata.
5. Propusnost je omjer između specifične potrošnje filtrata i padova tlaka kroz membranu.
6. Hidraulična učinkovitost je omjer između brzina protoka filtrata i isporučene vode.

Ultrafiltracija za dezinfekciju vode

Tradicionalne metode za uklanjanje mikroorganizama uključuju tehnologije koje koriste reagense. Ultrafiltracija vode sastoji se u fizičkom odvajanju mikroorganizama i koloida od nje zbog male veličine pora membrane. Prednost metode je uklanjanje leševa mikroorganizama, algi, organskih tvari i mehaničkih čestica. Međutim, nema potrebe za posebnom pripremom vode koja je u drugim slučajevima obavezna. Potrebno je prethodno proći kroz 30 mikrona mehanički filtar čišćenje.

Pri kupnji filtera morate odrediti veličine pora membrane. Za potpuno uklanjanje virusa, promjeri rupa moraju biti na razini od 0,005 μm. S velikim veličinama pora, funkcija dezinfekcije neće se izvoditi.

Osim toga, ultrafiltracijska tehnologija omogućava pojašnjenje vode. Sve suspenzije su potpuno uklonjene.

Instalacija ultrafiltracije vode sadrži paralelne uređaje koji osiguravaju neophodne procesne performanse i mogućnost njihova zamjene tijekom rada.

Pročišćavanje vode ispred ionskog izmjenjivača

Smola je učinkovita u odgađanju čestica koloida veličine od 0,1 do 1,0 μm, ali brzo začepljuje granule. Pranje i regeneracija ovdje malo pomoći. Posebno je teško ukloniti čestice SiO₂, koji su osobito brojni u bušotinama i riječnoj vodi. Nakon začepljenja, smola počinje stvarati mikroorganizme na mjestima koja se ne ispiru otopinama za čišćenje.

Ioniti su također aktivno začepljeni emulgiranim uljima koja se ne mogu ukloniti. Zaglađivanje je toliko jaka da je lakše zamijeniti filtar nego odvojiti ulje od njega.

Filtrirane granule smole aktivno su začepljene visokomolekularnim spojevima. Oni su dobro uklonjeni aktivnim ugljikom, ali imaju kratki vijek trajanja.

Smole za izmjenu iona Djelotvorno zajedno s ultrafiltracijom, koja uklanja više od 95% koloida.

Pročišćavanje vode - ultrafiltracija prije reverzne osmoze

Operativni troškovi se smanjuju postupnim ugradnjom filtera, čime se smanjuje veličina odloženih čestica. Ako se prije ultrafiltracijskog modula stvori grubo čišćenje, onda se poboljšava učinkovitost sustava reverznih osmoza. Potonji su osjetljivi na anionske i neionske flokulante, ako se u preliminarnoj fazi provodi zgrušavanje kontaminanata.

Organske tvari velike molekule brzo začepljuju pore porečke membrane reverzne osmoze. Oni brzo rastu s mikroorganizmima. Pred ultrafiltracija vode rješava sve probleme i ekonomski je izvedivo kada se koristi s reverznom osmoticom.

Obrada otpadnih voda

Obrada otpadnih voda s ultrafiltracijom omogućuje njihovu ponovnu upotrebu u industriji. Prikladni su za inženjerstvo, a tehnološko opterećenje na otvorenim spremnicima za piće je smanjeno.

Koristi se za membransku tehnologiju kanalizacija galvansko i tekstilne industrije, u prehrambenoj industriji, sustav za uklanjanje željeza, pri čemu se uklanja iz otopine uree, elektroliti, spojeve teških metala, naftnih derivata i drugih. Time se povećava djelotvornost i pojednostavljuje tehnologija purifikacije.

S niskom molekularnom težinom nečistoća pomoću ultrafiltracije mogu se dobiti koncentrati čistih produkata.

Posebno je važno izdvojiti emulzirana ulja iz vode. Prednost membranske tehnologije je jednostavnost metode, niska potrošnja energije i nema potrebe za kemikalijama.

Obrada površinske vode

Precipitacija i filtracija su prije bile učinkovite metode pročišćavanja vode. Dodaci prirodnog podrijetla učinkovito su uklonjeni ovdje, ali sada se pojavljuju tehnozni zagađivači, za uklanjanje kojih su potrebni drugi postupci pročišćavanja. Posebno su mnogi problemi nastali primarnom kloriranjem vode, koja tvore klororganske spojeve. Korištenje dodatnih faza čišćenja aktiviranim ugljenom i ozonizacijom povećava trošak vode.

Ultrafiltracija proizvodi pitke vode izravno iz izvora površinskih se odstraniti alge, mikroorganizama čestica i drugih spojeva .. Metoda je učinkovita s preliminarnom koagulacijom. To ne zahtijeva dugo rješavanje jer nije potrebno oblikovati velike pahuljice.

Ugradnja ultrafiltracije vode (slika u nastavku) omogućuje postizanje dosljedne dobre kvalitete pročišćene vode bez korištenja složene opreme i reagensa.

Postupak koagulacija primjena postaje neučinkovita jer mnogi organski spojevi u vodi ne detektira uobičajenom kalij permanganata oksidacije. Nadalje, sadržaj organske tvari varira, zbog čega je teško pronaći potrebnu koncentraciju reagensa.

zaključak

Ultrafiltracija vode kroz membrane omogućuje postizanje potrebne čistoće uz minimalnu potrošnju reagensa. Kanalizacija nakon tretmana može se koristiti u industrijske svrhe.

Ultrafiltracija nije uvijek učinkovita. Metoda ne dopušta uklanjanje određenih tvari, na primjer organskih klorida i određenih humusnih kiselina. U takvim se slučajevima koristi višestupanjsko čišćenje.