რა არის წყლის ულტრაფილტრაცია?

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-02 13:57

წყლის გაწმენდის ეფექტური გზაა მისი დაძაბვა ნახევრად გამტარ გარსებში. ფილტრაციის პროცესები კლასიფიცირებულია გამოსაყოფი ნაწილაკების ზომის მიხედვით:

• მიკროფილტრაცია მემბრანებში ფორების ზომით 0,05-დან 10 მიკრონიმდე;
• ულტრაფილტრაცია - ფორები 0,001 მკმ-დან 0,05 მკმ-მდე;
• უკუ ოსმოზი და ნანოფილტრაცია - ფორები 1 ნმ და ქვემოთ.

წყლის ულტრაფილტრაცია შექმნილია მისგან მიკროორგანიზმების და მაკროსკოპული ჩანართების მოსაშორებლად, რომლებიც არ გადის მემბრანის ფორებში.

შევსების ფილტრების ტრადიციული მექანიზმი ეფუძნება გრავიტაციულ გაწმენდას. ულტრაფილტრაცია ჰგავს ფოროვან საცერში გაცრას, სადაც უფრო დიდი დიამეტრის ყველა ნაწილაკი გამოყოფილია.

მემბრანის ტიპები

ფილტრის ელემენტები არის ბრტყელი ფურცლები ან ბოჭკოები კაპილარებით. პირველის მეშვეობით ხდება ძირითადად ჩამდინარე წყლების ულტრაფილტრაცია, ხოლო მეორე განკუთვნილიაწყლის მკურნალობა.

ბოჭკოები ძირითადად დამზადებულია ერთარხიანი, შიდა დიამეტრით დაახლოებით 0,8 მმ. ისინი ექვემდებარებიან ხშირ სტრესს და შეიძლება განადგურდნენ უკანა რეცხვით. მრავალარხიანი ბოჭკოები შეიცავს მრავალ კაპილარებს და საგრძნობლად უფრო ძლიერია.

მემბრანები მზადდება პოლიმერებისგან, როგორიცაა პოლიესტერსულფონი. მისი პარამეტრები შეიძლება შეიცვალოს სხვა სინთეტიკური მასალების დამატებით. დამუშავებული სითხეების ფართო pH დიაპაზონი შესაძლებელს ხდის ფილტრის ელემენტების ეფექტურად გაწმენდას.

პოლიმერული მემბრანები პერიოდულად უნდა იყოს დეკონტამინირებული, რადგან მიკრობებს უყვართ ორგანული ნივთიერებების ჭამა და მასზე კოლონიების შექმნა.

გრძელვადიანი კერამიკული მემბრანა, რომელიც კარგად ირეცხება სარეცხი საშუალებებით. მისი ფასი უფრო მაღალია, მაგრამ მომსახურების ვადა 10 წელს აღწევს.

ფილტრაციის მეთოდები

ულტრაფილტრაციის წყლის სისტემა შედგება მოდულებისაგან, რომლებიც სავსეა ღრუ ფოროვანი ბოჭკოებით. საწყისი სითხე შედის კაპილარებში, რის შემდეგაც ფილტრაცია ხდება გვერდითი კედლების მეშვეობით. ასევე შესაძლებელია საპირისპირო კვება.

გამორეცხვა ხდება ფილტრის მიერ მისი მიწოდებით საპირისპირო მიმართულებით. სითხის ერთგვაროვანი განაწილება ბოჭკოების გარეთ უზრუნველყოფს დეპოზიტების მოცილებას კაპილარებიდან. აქ მნიშვნელოვანია ამორეცხვის სწორი რეჟიმის არჩევა, რათა დამაბინძურებლების ფენა უფრო ადვილად მოიხსნას.

ფილტრები მუშაობს ორ რეჟიმში, რომელთაგან ერთი არის წნევა: წყლის მიწოდება ხდება მოწყობილობის გარსაცმში წნევის ქვეშ.ჩაძირვის მეთოდი ხორციელდება ღია კონტეინერში ჩაშვებული მემბრანების გამოყენებით. გამოსასვლელ მხარეს იქმნება ვაკუუმი და სითხე შეიწოვება ფილტრის მასალის მეშვეობით.

მოდულები განლაგებულია ვერტიკალურად. წყალი მათში ერთი ბოლოდან შედის და მეორე ბოლოდან გამოიყოფა. ერთ ფილტრში მოდულების რაოდენობა ჩვეულებრივ არ აღემატება ორ ერთეულს. ამის გამო საჭიროა ნაკლები შუასადებები, რაც ამცირებს გაჟონვის ალბათობას. ვერტიკალური მოდულები მოსახერხებელია შესანარჩუნებლად და შესამოწმებლად. მათი ინსტალაცია და ამოღება მარტივია.

ფილტრის რეჟიმები

როდესაც ხდება წყლის ულტრაფილტრაცია, ფილტრებს შეუძლიათ იმუშაონ ჩიხში და ტანგენციალურ რეჟიმში. პირველ შემთხვევაში, მთელი მიწოდებული წყალი გაწმენდილია. გარსიდან ნალექები პერიოდულად იხსნება ჩამორეცხვის პროცესში ან სადრენაჟო ნაკადით. მემბრანა სწრაფად ფუჭდება და მასზე წნევის ვარდნა დაბალი უნდა იყოს, რაც ამცირებს აპარატის მუშაობას. მეთოდი გამოიყენება წყლის დასამუშავებლად, სუსპენზიების დაბალი კონცენტრაციით.

ტანგენციალურ რეჟიმში გაფილტრული გარემო ცირკულირებს მემბრანის ზედაპირის გასწვრივ და მასზე მცირე დეპოზიტები წარმოიქმნება. მიწოდების არხში დინების ტურბულენტობა შესაძლებელს ხდის წყლის გაწმენდას შეჩერებული ნივთიერების მაღალი კონცენტრაციით. ამ მეთოდის უარყოფითი მხარეა ენერგიის დანახარჯების გაზრდა მაღალი ნაკადის შესაქმნელად და დამატებითი მილსადენების დაყენების საჭიროება.

ულტრაფილტრაციის პარამეტრები

ულტრაფილტრაციის ძირითადი პარამეტრებია:

1. შერჩევითობა - მინარევების კონცენტრაციების თანაფარდობადაბინძურებული წყალი (C_in.) და ფილტრატში (C_out.): R=(1 - C_{გამოსასვლელი./ С}in._{) ∙ 100%. ულტრაფილტრაციის პროცესისთვის ის დიდია, რაც საშუალებას გაძლევთ დაამახინჯოთ ყველაზე პატარა ნაწილაკები, მათ შორის ბაქტერიები და ვირუსები.}
2. ფილტრის მოხმარება - გაწმენდილი წყლის რაოდენობა ერთეულ დროში.
3. სპეციფიკური ფილტრის მოხმარება - პროდუქტის რაოდენობა, რომელიც გადის მემბრანის არეალის 1 მ2. დამოკიდებულია ფილტრის ელემენტის მახასიათებლებზე და წყაროს წყლის სისუფთავეზე.
4. მემბრანის წნევის ვარდნა - განსხვავება მიწოდების მხარესა და ფილტრის მხარეს წნევას შორის.
5. გამტარობა არის თანაფარდობა ფილტრატის ნაკადის სპეციფიკურ სიჩქარესა და მემბრანაზე წნევის ვარდნას შორის.
6. ჰიდრავლიკური ეფექტურობა - თანაფარდობა ფილტრატის ნაკადის სიჩქარესა და მიწოდებულ წყაროს წყალს შორის.

ულტრაფილტრაცია წყლის დეზინფექციისთვის

მიკროორგანიზმების მოცილების ტრადიციული მეთოდები მოიცავს ტექნოლოგიებს რეაგენტების გამოყენებით. წყლის ულტრაფილტრაცია მოიცავს მიკროორგანიზმების და კოლოიდების ფიზიკურ გამოყოფას მისგან მემბრანის ფორების მცირე ზომის გამო. მეთოდის უპირატესობაა მიკროორგანიზმების, წყალმცენარეების, ორგანული ნივთიერებებისა და მექანიკური ნაწილაკების გვამების მოცილება. ამასთან, არ არის საჭირო წყლის სპეციალური დამუშავება, რაც სხვა შემთხვევაში სავალდებულოა. ყველაფერი რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ არის 30 მიკრონიანი მექანიკური ფილტრის გავლით.

ფილტრების ყიდვისას თქვენ უნდა განსაზღვროთ მემბრანების ფორების ზომები. ვირუსების სრულად მოსაშორებლად, ხვრელის დიამეტრი უნდა იყოს 0,005 μm დონეზე. დიდი ფორების ზომებისთვის, დეზინფექციის ფუნქციაარ გაიქცევა.

გარდა ამისა, ულტრაფილტრაციის ტექნოლოგია უზრუნველყოფს წყლის გამწმენდს. ყველა შეჩერებული მყარი მთლიანად ამოღებულია.

ულტრაფილტრაციის წყლის ინსტალაცია შეიცავს პარალელურად დაკავშირებულ მოწყობილობებს, რაც უზრუნველყოფს პროცესის აუცილებელ შესრულებას და მუშაობის დროს მათ გამოცვლის შესაძლებლობას.

წყლის გაწმენდა იონგაცვლის ფილტრებამდე

რეზინი ეფექტურია 0.1-1.0 μm კოლოიდური ნაწილაკების შესანარჩუნებლად, მაგრამ ისინი სწრაფად ახშობენ გრანულებს. გამორეცხვა და რეგენერაცია აქ მცირე დახმარებას იძლევა. განსაკუთრებით რთულია SiO_{2 ნაწილაკების ამოღება, რომლებიც განსაკუთრებით უხვადაა ჭებსა და მდინარის წყალში. დაბინძურების შემდეგ ფისი იწყებს მიკროორგანიზმების ზრდას საწმენდი ხსნარით არ გარეცხილ ადგილებში.}

იონის გადამცვლელები ასევე აქტიურად არის ჩაკეტილი ემულგირებული ზეთებით, რომელთა ამოღებაც შეუძლებელია. ბლოკირება იმდენად ძლიერია, რომ ფილტრის შეცვლა უფრო ადვილია, ვიდრე მისგან ზეთის გამოყოფა.

ფისების გამფილტრავი გრანულები აქტიურად იკეტება მაღალმოლეკულური ნაერთებით. გააქტიურებული ნახშირბადი კარგად შლის მათ, მაგრამ აქვს ხანმოკლე მომსახურების ვადა.

იონგაცვლის ფისები ეფექტურია ულტრაფილტრაციასთან ერთად, რომელიც შლის კოლოიდების 95%-ზე მეტს.

წყლის დამუშავება - ულტრაფილტრაცია საპირისპირო ოსმოსამდე

ოპერაციული ხარჯები მცირდება ფილტრების ეტაპობრივი დაყენებით შეკავებული ნაწილაკების ზომის თანმიმდევრული შემცირებით. თუ ულტრაფილტრაციის მოდულამდე დაყენებულია უფრო უხეში წმენდა, ეს ზრდის უკუ ოსმოსის სისტემების ეფექტურობას.ეს უკანასკნელი მგრძნობიარეა ანიონური და არაიონური ფლოკულანტების მიმართ, თუ დამაბინძურებლების კოაგულაცია ხდება წინასწარ ეტაპზე.

დიდი მოლეკულური ორგანული ნივთიერებები სწრაფად ხურავს უკუ ოსმოსის მემბრანების ფორებს. ისინი სწრაფად მრავლდებიან მიკროორგანიზმებით. წყლის წინასწარ გაფილტვრა აგვარებს ყველა პრობლემას და ეკონომიურია, როდესაც გამოიყენება საპირისპირო ოსმოსით.

ჩამდინარე წყლების დამუშავება

ულტრაფილტრაციული ჩამდინარე წყლების დამუშავება შესაძლებელს ხდის მის ხელახლა გამოყენებას ინდუსტრიაში. ისინი ვარგისია ინჟინერიაში გამოსაყენებლად და სასმელი მიზნებისთვის ღია წყლის ობიექტებზე ტექნოგენური დატვირთვა მცირდება.

მემბრანული ტექნოლოგიები გამოიყენება გალვანური და ტექსტილის წარმოებიდან ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად, კვების მრეწველობაში, რკინის მოცილების სისტემებში, შარდოვანას, ელექტროლიტების, მძიმე მეტალების ნაერთების, ნავთობპროდუქტების და ა.შ. ამოღებისას ხსნარებიდან. ეს ზრდის ეფექტურობას. მკურნალობა და ამარტივებს ტექნოლოგიას.

დაბალმოლეკულური წონის მინარევებით, ულტრაფილტრაციას შეუძლია წარმოქმნას სუფთა პროდუქტის კონცენტრატები.

განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ემულგირებული ზეთების წყლისგან გამოყოფის პრობლემა. მემბრანული ტექნოლოგიის უპირატესობაა პროცესის სიმარტივე, ენერგიის დაბალი მოხმარება და ქიმიკატების არ საჭიროება.

ზედაპირული წყლის დამუშავება

ნალექი და ფილტრაცია ადრე იყო წყლის გაწმენდის ეფექტური საშუალება. ბუნებრივი წარმოშობის მინარევები აქ ეფექტურად მოიხსნება, მაგრამ ახლა გამოჩნდა ტექნოგენური დამაბინძურებლები, რომელთა მოსაშორებლადსაჭიროა დასუფთავების სხვა მეთოდები. განსაკუთრებით ბევრ პრობლემას ქმნის წყლის პირველადი ქლორირება, რომელიც ქმნის ქლორორგანულ ნაერთებს. დამატებითი გაწმენდის ეტაპების გამოყენება გააქტიურებული ნახშირბადით და ოზონაციით ზრდის წყლის ღირებულებას.

ულტრაფილტრაცია საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ სასმელი წყალი უშუალოდ ზედაპირული წყაროებიდან: მისგან ამოღებულია წყალმცენარეები, მიკროორგანიზმები, შეჩერებული ნაწილაკები და სხვა ნაერთები. მეთოდი ეფექტურია წინასწარი კოაგულაციის დროს. ამავდროულად, ხანგრძლივი ჩამოსხმა არ არის საჭირო, რადგან დიდი ფანტელების წარმოქმნა საჭირო არ არის.

წყლის ულტრაფილტრაციის დაყენება (ფოტო ქვემოთ) საშუალებას გაძლევთ მიაღწიოთ გაწმენდილი წყლის მუდმივად კარგ ხარისხს რთული აღჭურვილობისა და რეაგენტების გამოყენების გარეშე.

კოაგულაციის მეთოდების გამოყენება ხდება არაეფექტური, რადგან წყალში ბევრი ორგანული ნაერთი არ არის გამოვლენილი ტრადიციული კალიუმის პერმანგანატის დაჟანგვის მეთოდით. გარდა ამისა, ორგანული შემცველობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება, რაც ართულებს რეაგენტების საჭირო კონცენტრაციის შერჩევას.

დასკვნა

წყლის ულტრაფილტრაცია მემბრანებში საშუალებას გაძლევთ მიაღწიოთ საჭირო სისუფთავეს რეაგენტების მინიმალური მოხმარებით. ჩამდინარე წყლები დამუშავების შემდეგ შეიძლება გამოყენებულ იქნას სამრეწველო მიზნებისთვის.

ულტრაფილტრაცია ყოველთვის არ არის ეფექტური. მეთოდი არ იძლევა ზოგიერთი ნივთიერების მოცილებას, მაგალითად, ქლორორგანული ნაერთების და ზოგიერთი ჰუმინის მჟავას. ასეთ შემთხვევებში გამოიყენება მრავალსაფეხურიანი გაწმენდა.