Какво е ултрафилтрацията на водата?

Ефективен начин за пречистване на водата е да се избутва през полупропускливи мембрани. Процесите на филтриране се класифицират според размера на частиците, които трябва да се разделят:

• микрофилтрация през мембрани с размери на порите от 0,05 до 10 μm;
• ултрафилтрация - пори от 0,001 цт до 0,05 цт;
• обратна осмоза и нанофилтрация - пори 1 nm и по-ниски.

Ултрафилтрацията на водата е предназначена за отстраняване от нея на микроорганизми и макроскопични включвания, които не преминават през порите на мембраната.

Традиционният механизъм на действие на филтрите със запълване се основава на гравитационното пречистване. Ултрафилтрацията се извършва като пресяване през пореста мрежа, където се отделят всички частици с по-голям диаметър.

Видове мембрани

Филтърните елементи са плоски листове или влакна с капиляри. През първата се произвежда главно ултрафилтрация на отпадъчни води, а последните са предназначени за пречистване на водата.

Влакната се произвеждат главно от едноканални, с вътрешен диаметър от около 0,8 мм. Те се подлагат на чести товари и могат да бъдат унищожени по време на промиването. Многоканалните влакна съдържат няколко капиляри и имат значително по-голяма здравина.

Мембраните са изработени от полимери, например полиестер сулфон. Неговите параметри могат да се променят чрез добавяне на други синтетични материали. Широкият диапазон на рН на обработените течности дава възможност за ефективно почистване на филтърните елементи.

Полимерните мембрани трябва периодично да се дезинфекцират, защото микробите обичат да ядат органична материя и да образуват колонии върху нея.

Дълъг служи като керамична мембрана, която се измива добре с детергенти. Цената му е по-висока, но експлоатационният живот достига 10 години.

Методи за филтриране

Системата за ултрафилтрация на вода се състои от модули, пълни с кухи порести влакна. Първоначалната течност влиза в капилярите, след което се получава филтриране през страничните стени. Захранването в обратна посока също е възможно.

Измиването се извършва с филтрат с подаването му с обратен поток. Еднородното разпределение на течността извън влакната осигурява отстраняването на отлаганията от капилярите. Важно е да изберете правилния режим на пране, за да премахнете по-лесно слоя замърсител.

Филтрите работят в два режима, единият от които е налягането: водата се подава в корпуса на устройството под налягане. Потопеният метод се осъществява, като се използват мембрани, спуснати в отворен съд. От изходната страна се създава вакуум и се изсмуква течността филтриращ материал.

Модулите са разположени вертикално. Водата в тях идва от единия край и се отнема от другата. Броят на модулите в един филтър обикновено не надвишава два броя. Това изисква по-малко уплътнения, което намалява вероятността от течове. Вертикалните модули са удобни за поддръжка и тестване. Те са лесни за инсталиране и извличане.

Режими на филтриране

Когато се извършва ултрафилтрация на водата, филтрите могат да работят в затворен и тангенциални режими. В първия случай цялата доставена вода се пречиства. Депозитите от мембраната се отстраняват периодично по време на процеса на измиване или с дренажен поток. Мембраната бързо се замърсява, а спадът на налягането през нея трябва да бъде малък, което намалява производителността на устройството. Методът се използва за пречистване на вода, с малка концентрация на суспензии.

В тангенциалния режим средата, която се филтрира, циркулира по повърхността на мембраната и се натрупва върху нея. Турбуленцията на потока в захранващия канал дава възможност за пречистване на водата с висока концентрация на суспендирани твърди вещества. Недостатъците на метода са увеличаване на потреблението на енергия за създаване на висок дебит и необходимост от инсталиране на допълнителни тръбопроводи.

Параметри на ултрафилтрацията

Основните параметри на ултрафилтрацията са:

1. Селективност - съотношението на концентрациите на примеси в замърсената вода (C_Рин.) и във филтрата (С._О.): R = (1-С_О./ С_Рин.) ∙ 100%. За процеса на ултрафилтрация е голям, което ви позволява да запазите най-малките частици, включително бактерии и вируси.
2. Скоростта на потока на филтрата е количеството пречистена вода за единица време.
3. Специфичен разход на филтрат - количеството продукт, преминаващо през 1 м² площта на мембраната. Зависи от характеристиките на филтърния елемент и чистотата на изходната вода.
4. Диференциално налягане на мембраната - разликата между налягането от страната на захранване и от страната на филтрата.
5. Пропускливостта е съотношението между специфичното потребление на филтрата и спада на налягането през мембраната.
6. Хидравличната ефективност е съотношението между дебитите на филтрата и доставената захранваща вода.

Ултрафилтрация за дезинфекция на вода

Традиционните методи за отстраняване на микроорганизми включват технологии, използващи реагенти. Ултрафилтрацията на водата се състои в физичното отделяне на микроорганизми и колоиди от нея поради малкия размер на порите на мембраната. Предимството на метода е премахването на труповете от микроорганизми, водорасли, органични вещества и механични частици. Не е необходима обаче специална подготовка на вода, която в други случаи е задължителна. Необходимо е само предварително да се премине през 30 микрона механичен филтър почистване.

Когато купувате филтри, трябва да определите размера на порите на мембраните. За да се премахнат напълно вирусите, диаметрите на отворите трябва да бъдат на ниво от 0.005 μm. При големи размери на порите функцията за дезинфекция няма да бъде изпълнена.

Освен това технологията за ултрафилтрация осигурява изчистване на водата. Всички окачвания са напълно отстранени.

Инсталацията на ултрафилтрация на вода съдържа паралелни устройства, които осигуряват необходимата производителност на процеса и възможност за подмяна на водата по време на работа.

Пречистване на водата пред йонообменните филтри

Смолата е ефективна при забавяне на колоидните частици с размер 0.1-1.0 цт, но бързо запушват гранулите. Измиването и регенерирането са от голяма полза тук. Особено трудно е да се отстранят частиците от SiO₂, които са особено многобройни в кладенци и речни води. След запушване, смолата започва да се натрупва с микроорганизми на места, които не се измиват с почистващи разтвори.

Ионитите също са активно запушени с емулгирани масла, които не могат да бъдат отстранени. Запушването е толкова силно, че е по-лесно да се смени филтъра, отколкото да се отдели маслото от него.

Филтриращите гранули от смола активно се запушват от високомолекулни съединения. Те са добре отстранени от активния въглен, но имат кратък живот.

Йонообменни смоли Ефективен заедно с ултрафилтрация, която отстранява повече от 95% от колоидите.

Пречистване на водата - ултрафилтрация преди обратната осмоза

Оперативните разходи се намаляват чрез постепенно инсталиране на филтри, което води до намаляване на размера на забавените частици. Ако се установи по-грубо почистване преди модула за ултрафилтрация, то подобрява ефективността на системите за обратна осмоза. Последните са чувствителни към анионни и нейонни флокуланти, ако в предварителния етап се извършва коагулация на замърсителите.

Големи молекули органични бързо запушват порите на обратната осмоза мембрани. Те бързо растат с микроорганизми. Предварителната ултрафилтрация на водата решава всички проблеми и е икономически осъществима, когато се използва с обратна осмоза.

Обработка на отпадъчни води

Пречистването на отпадни води с ултрафилтрация дава възможност за повторно използване в индустрията. Те са подходящи за инженерно инженерство, а техногенният товар при отворени резервоари за пиене е намален.

Използва се мембранна технология пречистване на отпадни води галванично и текстилно производство, в хранително-вкусовата промишленост, обезсоляване, отстраняване от карбамидни разтвори, електролити, смеси от тежки метали, нефтопродукти и др. В същото време ефективността на почистване се увеличава и технологията се опростява.

С ниско молекулно тегло на примесите чрез ултрафилтрация могат да се получат концентрати от чисти продукти.

Особено важен е проблемът с отделянето на емулгирани масла от водата. Предимството на мембранната технология е простотата на метода, ниската консумация на енергия и липсата на химикали.

Почистване на повърхностни води

Утаяването и филтрирането преди това са били ефективни методи за пречистване на водата. Примесите от естествен произход са ефективно премахнати тук, но сега са се появили техногенни замърсители, за отстраняването на които са необходими други методи за пречистване. Особено много проблеми се създават чрез първичното хлориране на водата, която образува хлорорганични съединения. Използването на допълнителни етапи на почистване с активен въглен и озонизация увеличава цената на водата.

Ултрафилтрацията позволява директно получаване на питейна вода от повърхностни източници: от нея се отделят водорасли, микроорганизми, суспендирани частици и други съединения. Методът е ефективен при предварителна коагулация. Не е необходимо дълго утаяване, тъй като не е необходимо да се образуват големи люспи.

Инсталирането на ултрафилтрацията на водата (снимката по-долу) позволява постигането на постоянно добро качество на пречистената вода без използване на сложно оборудване и реагенти.

Използването на коагулационните методи става неефективно, тъй като много органични съединения във водата не се определят чрез традиционния метод на окисляване с калиев перманганат. Освен това съдържанието на органична материя варира значително, поради което е трудно да се избере необходимата концентрация на реагентите.

заключение

Ултрафилтрацията на водата през мембраните дава възможност за постигане на необходимата чистота с минимална консумация на реагенти. Канализацията след третиране може да се използва за промишлени цели.

Ултрафилтрацията не винаги е ефективна. Методът не позволява отстраняването на определени вещества, например органохлорни съединения и определени хуминови киселини. В такива случаи се използва многоетапно почистване.