Suyun ultrafiltrasiyası nədir?

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-02 13:49

Suyu təmizləməyin effektiv yolu onu yarıkeçirici membranlardan keçirtməkdir. Filtrasiya prosesləri ayrılacaq hissəciklərin ölçüsünə görə təsnif edilir:

• məsamə ölçüləri 0,05-10 mikron olan membranlar vasitəsilə mikrofiltrasiya;
• ultrafiltrasiya - 0,001 µm-dən 0,05 µm-ə qədər məsamələr;
• əks osmos və nanofiltrasiya - məsamələr 1 nm və aşağıda.

Suyun ultrafiltrasiyası ondan membranın məsamələrindən keçməyən mikroorqanizmləri və makroskopik daxilolmaları çıxarmaq üçün nəzərdə tutulub.

Doldurma filtrlərinin ənənəvi mexanizmi qravitasiya ilə təmizləməyə əsaslanır. Ultrafiltrasiya daha böyük diametrli bütün hissəciklərin ayrıldığı məsaməli ələkdən keçirməyə bənzəyir.

Membran növləri

Filtr elementləri yastı təbəqələr və ya kapilyarları olan liflərdir. Birincisi vasitəsilə əsasən çirkab suların ultrafiltrasiyası həyata keçirilir, ikincisi isəsu müalicəsi.

Liflər əsasən tək kanallı hazırlanır, daxili diametri təxminən 0,8 mm. Onlar tez-tez stresə məruz qalırlar və geri yuyulma ilə məhv edilə bilər. Çoxkanallı liflər çoxlu kapilyarları ehtiva edir və əhəmiyyətli dərəcədə güclüdür.

Membranlar polyestersulfon kimi polimerlərdən hazırlanır. Onun parametrləri digər sintetik materiallar əlavə etməklə dəyişdirilə bilər. Emal edilən mayelərin geniş pH diapazonu filtr elementlərini effektiv şəkildə təmizləməyə imkan verir.

Polimer membranlar vaxtaşırı zərərsizləşdirilməlidir, çünki mikroblar üzvi maddələri yeməyi və onun üzərində koloniyalar əmələ gətirməyi sevirlər.

Yuyucu vasitələrlə yaxşı yuyulan uzunmüddətli keramika membran. Onun qiyməti daha yüksəkdir, lakin xidmət müddəti 10 ilə çatır.

Filtrləmə üsulları

Ultrafiltrasiya su sistemi içi boş məsaməli liflərlə doldurulmuş modullardan ibarətdir. İlkin maye kapilyarlara daxil olur, bundan sonra yan divarlardan filtrasiya baş verir. Əks lent də mümkündür.

Yuma əks istiqamətdə tədarükü ilə filtrat tərəfindən həyata keçirilir. Liflər xaricində mayenin vahid paylanması kapilyarlardan çöküntülərin çıxarılmasını təmin edir. Çirkləndirici təbəqənin daha asan çıxarılması üçün düzgün yuyulma rejimini seçmək vacibdir.

Filtrlər iki rejimdə işləyir, onlardan biri təzyiqdir: su təzyiq altında cihazın korpusuna verilir. Daldırma üsulu açıq konteynerə endirilmiş membranlardan istifadə etməklə həyata keçirilir. Çıxış tərəfində vakuum yaranır və maye filtr materialından sorulur.

Modullar şaquli şəkildə yerləşdirilib. Su onların bir ucundan daxil olur, digər tərəfdən isə axıdılır. Bir filtrdəki modulların sayı adətən iki vahidi keçmir. Buna görə daha az conta tələb olunur, bu da sızma ehtimalını azaldır. Şaquli modulları saxlamaq və sınaqdan keçirmək rahatdır. Onları quraşdırmaq və çıxarmaq asandır.

Filtr rejimləri

Suyun ultrafiltrasiyası həyata keçirildikdə, filtrlər çıxılmaz və tangensial rejimlərdə işləyə bilər. Birinci halda, verilən bütün su təmizlənir. Membrandakı çöküntülər yuyulma prosesində və ya drenaj axını ilə vaxtaşırı çıxarılır. Membran tez çirklənir və onun üzərindəki təzyiq aşağı səviyyədə saxlanılmalıdır, bu da aparatın işini azaldır. Metod aşağı konsentrasiyalı suspenziya ilə suyun təmizlənməsi üçün istifadə olunur.

Tangensial rejimdə süzülmüş mühit membranın səthi boyunca dövr edir və onun üzərində kiçik çöküntülər əmələ gəlir. Təchizat kanalındakı axının turbulentliyi suyun yüksək konsentrasiyası olan dayandırılmış maddə ilə təmizləməyə imkan verir. Bu metodun çatışmazlıqları yüksək axın sürəti yaratmaq üçün enerji xərclərinin artması və əlavə boru kəmərlərinin quraşdırılması ehtiyacıdır.

Ultrafiltrasiya parametrləri

Ultrafiltrasiyanın əsas parametrləri bunlardır:

1. Seçimlik - tərkibindəki çirklərin konsentrasiyalarının nisbətiçirklənmiş su (C_in.) və filtratda (C_out.): R=(1 - C_{out./ С}in._{) ∙ 100%. Ultrafiltrasiya prosesi üçün o, böyükdür və bu, bakteriya və viruslar da daxil olmaqla ən kiçik hissəcikləri tutmağa imkan verir.}
2. Filtr istehlakı - vaxt vahidi üçün təmizlənmiş suyun miqdarı.
3. Xüsusi filtrat istehlakı - membran sahəsinin 1 m2 hissəsindən keçən məhsulun miqdarı. Filtr elementinin xüsusiyyətlərindən və mənbə suyunun saflığından asılıdır.
4. Membran təzyiqinin azalması - tədarük tərəfi ilə filtrat tərəfindəki təzyiq arasındakı fərq.
5. keçiricilik filtratın xüsusi axın sürəti ilə membranda təzyiq düşməsi arasındakı nisbətdir.
6. Hidravlik səmərəlilik - filtratın axın sürəti ilə verilən mənbə suyu arasındakı nisbət.

Suyun dezinfeksiyası üçün ultrafiltrasiya

Mikroorqanizmlərin çıxarılmasının ənənəvi üsullarına reagentlərdən istifadə edən texnologiyalar daxildir. Suyun ultrafiltrasiyası membran məsamələrinin kiçik ölçüsünə görə ondan mikroorqanizmlərin və kolloidlərin fiziki ayrılmasından ibarətdir. Metodun üstünlüyü mikroorqanizmlərin, yosunların, üzvi maddələrin və mexaniki hissəciklərin cəsədlərinin çıxarılmasıdır. Eyni zamanda, digər hallarda məcburi olan xüsusi suyun təmizlənməsinə ehtiyac yoxdur. Sizə lazım olan tək şey onu 30 mikron mexaniki filtrdən keçirməkdir.

Filtrləri alarkən membranların məsamə ölçülərini təyin etməlisiniz. Virusları tamamilə aradan qaldırmaq üçün çuxurların diametri 0,005 µm səviyyəsində olmalıdır. Böyük məsamə ölçüləri üçün dezinfeksiya funksiyasıişləməyəcək.

Bundan əlavə, ultrafiltrasiya texnologiyası suyun təmizlənməsini təmin edir. Bütün dayandırılmış bərk maddələr tamamilə çıxarılır.

Ultrasüzgəcli su qurğusunda prosesin lazımi performansını və əməliyyat zamanı onların dəyişdirilməsi imkanını təmin edən paralel qoşulmuş qurğular var.

İon dəyişdirici filtrlərdən əvvəl suyun təmizlənməsi

Qətran 0,1-1,0 µm kolloid hissəcikləri saxlamaqda effektivdir, lakin onlar qranulları tez bir zamanda bağlayırlar. Flushing və regenerasiya burada az kömək edir. Xüsusilə quyularda və çay suyunda bol olan SiO_{2 hissəciklərini təmizləmək xüsusilə çətindir. Tıxandıqdan sonra qatran təmizləyici məhlullarla yuyulmayan yerlərdə mikroorqanizmləri böyütməyə başlayır.}

İon dəyişdiriciləri də çıxarıla bilməyən emulsiyalaşmış yağlarla aktiv şəkildə tıxanır. Tıxanma o qədər güclüdür ki, filtri dəyişmək yağdan ayırmaqdan daha asandır.

Qətranların süzülmə qranulları yüksək molekulyar birləşmələrlə aktiv şəkildə tıxanır. Aktivləşdirilmiş karbon onları yaxşı təmizləyir, lakin onun xidmət müddəti qısadır.

İon dəyişdirici qatranlar ultrafiltrasiya ilə birlikdə effektivdir və kolloidlərin 95%-dən çoxunu təmizləyir.

Su müalicəsi - tərs osmosdan əvvəl ultrafiltrasiya

Saxlanılan hissəciklərin ölçüsünün ardıcıl azalması ilə filtrlərin mərhələli quraşdırılması ilə əməliyyat xərcləri azaldılır. Ultrafiltrasiya modulundan əvvəl daha qaba təmizləmə quraşdırılıbsa, bu, əks osmos sistemlərinin səmərəliliyini artırır. Çirkləndiricilərin laxtalanması ilkin mərhələdə aparılırsa, sonuncular anion və qeyri-ion flokulyantlara həssasdır.

Böyük molekulyar üzvi maddələr tərs osmoz membranlarının məsamələrini tez bir zamanda bağlayır. Onlar mikroorqanizmlərlə tez böyüyürlər. Suyun əvvəlcədən süzülməsi bütün problemləri həll edir və tərs osmosla istifadə edildikdə sərfəli olur.

Tullantı sularının təmizlənməsi

Ultrasüzgəcli tullantı sularının təmizlənməsi onun sənayedə təkrar istifadəsini mümkün edir. Onlar mühəndislikdə istifadə üçün uyğundur və içməli məqsədlər üçün açıq su obyektlərində texnogen yük azalır.

Membran texnologiyaları tullantı sularının qalvanik və toxuculuq istehsalında, qida sənayesində, dəmirdən təmizləmə sistemlərində, məhlullardan karbamid, elektrolitlər, ağır metal birləşmələri, neft məhsulları və s. təmizlənərkən istifadə olunur. müalicə edir və texnologiyanı sadələşdirir.

Aşağı molekulyar ağırlıqlı çirklərlə ultrafiltrasiya təmiz məhsul konsentratları istehsal edə bilər.

Emulsiya edilmiş yağların sudan ayrılması problemi xüsusilə vacibdir. Membran texnologiyasının üstünlüyü prosesin sadəliyi, aşağı enerji sərfiyyatı və kimyəvi maddələrə ehtiyac olmamasıdır.

Yerüstü suyun təmizlənməsi

Çöküntü və filtrasiya əvvəllər suyu təmizləmək üçün təsirli üsullar olub. Təbii mənşəli çirklər burada effektiv şəkildə çıxarılır, lakin indi aradan qaldırılması üçün texnogen çirkləndiricilər meydana çıxdı.digər təmizləmə üsulları tələb olunur. Xüsusən də bir çox problem orqanik xlor birləşmələri əmələ gətirən suyun ilkin xlorlanması ilə yaranır. Aktivləşdirilmiş karbon və ozonlama ilə əlavə təmizləmə mərhələlərinin istifadəsi suyun qiymətini artırır.

Ultrafiltrasiya içməli suyu birbaşa yerüstü mənbələrdən əldə etməyə imkan verir: ondan yosunlar, mikroorqanizmlər, asılı hissəciklər və digər birləşmələr çıxarılır. Metod ilkin laxtalanma ilə effektivdir. Eyni zamanda, uzun çökmə tələb olunmur, çünki böyük lopaların əmələ gəlməsi lazım deyil.

Suyun ultrafiltrasiyasının quraşdırılması (aşağıdakı şəkil) mürəkkəb avadanlıq və reagentlərdən istifadə etmədən təmizlənmiş suyun davamlı keyfiyyətli keyfiyyətinə nail olmağa imkan verir.

Koaqulyasiya üsullarının istifadəsi səmərəsiz olur, çünki suda olan bir çox üzvi birləşmələr ənənəvi kalium permanqanat oksidləşmə üsulu ilə aşkar olunmur. Bundan əlavə, üzvi tərkib geniş şəkildə dəyişir və bu, reagentlərin tələb olunan konsentrasiyasını seçməyi çətinləşdirir.

Nəticə

Suyun membranlar vasitəsilə ultrafiltrasiyası reagentlərin minimum istehlakı ilə onun tələb olunan təmizliyinə nail olmağa imkan verir. Təmizləndikdən sonra tullantı suları sənaye məqsədləri üçün istifadə edilə bilər.

Ultrafiltrasiya həmişə effektiv olmur. Metod bəzi maddələrin, məsələn, orqanik xlor birləşmələrinin və bəzi humik turşuların çıxarılmasına imkan vermir. Belə hallarda çoxmərhələli təmizləmə tətbiq edilir.