Суунун ультра фильтрациясы деген эмне?

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 13:58

Сууну тазалоонун эффективдүү жолу – аны жарым өткөргүч мембраналар аркылуу күч менен өткөрүү. Фильтрлөө процесстери бөлүнө турган бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнө жараша классификацияланат:

• тешикчелердин өлчөмдөрү 0,05тен 10 микронго чейинки мембраналар аркылуу микрофильтрация;
• ультрафильтрация - 0,001 мкмден 0,05 мкмге чейинки тешикчелер;
• кайтарым осмос жана нанофильтрация - тешикчелер 1 нм жана андан төмөн.

Суунун ультра фильтрациясы андан микроорганизмдерди жана мембрананын тешиктеринен өтпөй турган макроскопиялык кошулмаларды жок кылуу үчүн арналган.

Толтуруу чыпкаларынын салттуу механизми тартылуу күчү менен тазалоого негизделген. Ультрафильтрация чоңураак диаметрдеги бардык бөлүкчөлөр бөлүнгөн тешиктүү электен өткөрүүгө окшош.

Мембрананын түрлөрү

Фильтр элементтери жалпак барактар же капиллярлары бар жипчелер. Биринчиси аркылуу, негизинен, саркынды сууларды ультра фильтрациялоо жүргүзүлөт, ал эми экинчисисуу тазалоо.

Булалар негизинен бир каналдуу, ички диаметри болжол менен 0,8 мм. Алар тез-тез стресске дуушар болушат жана кайра жууп жок кылышы мүмкүн. Көп каналдуу жипчелерде бир нече капиллярлар бар жана алар кыйла күчтүү.

Мембраналар полиэстерсульфон сыяктуу полимерлерден жасалган. Анын параметрлерин башка синтетикалык материалдарды кошуу менен өзгөртүүгө болот. Иштелип жаткан суюктуктардын кеңири рН диапазону чыпкалоочу элементтерди эффективдүү тазалоого мүмкүндүк берет.

Полимердик мембраналар мезгил-мезгили менен зыянсыздандырылышы керек, анткени микробдор органикалык заттарды жегенди жана анын үстүндө колонияларды түзүүнү жакшы көрүшөт.

Узак мөөнөттүү керамикалык мембрана, ал жуучу каражаттар менен жакшы жуулат. Анын баасы жогору, бирок кызмат мөөнөтү 10 жылга жетет.

Чыпкалоо ыкмалары

Ультрафильтрацияланган суу системасы көңдөй тешиктүү жипчелер менен толтурулган модулдардан турат. Алгачкы суюктук капиллярларга кирет, андан кийин каптал дубалдар аркылуу фильтрация болот. Тескери түрмөк да мүмкүн.

Жуулоо фильтрат тарабынан, анын берүүсү карама-каршы багытта жүргүзүлөт. Суюктуктун жипчелердин сыртында бирдей бөлүштүрүлүшү капиллярлардагы калдыктардын алынышын камсыздайт. Булгоочу катмарды оңой кетирүү үчүн бул жерде туура жуу режимин тандоо маанилүү.

Чыпкалар эки режимде иштешет, алардын бири басым: суу басым астында аппараттын корпусуна берилет. Чөмүлүү ыкмасы ачык идишке түшүрүлгөн кабыкчалар аркылуу ишке ашырылат. Чыгуу тарабында вакуум пайда болуп, суюктук чыпкалоочу материал аркылуу сорулат.

Модульдер вертикалдуу жайгаштырылат. Суу алардын бир четинен кирип, экинчи четинен агып чыгат. Бир чыпкадагы модулдардын саны адатта эки бирдиктен ашпайт. Ушундан улам азыраак прокладкалар талап кылынат, бул агып кетүү ыктымалдыгын азайтат. Вертикалдуу модулдар тейлөөгө жана сыноого ыңгайлуу. Аларды орнотуу жана алып салуу оңой.

Чыпка режимдери

Сууну ультра фильтрациялоодо фильтрлер туюк жана тангенциалдык режимдерде иштей алат. Биринчи учурда, берилген бардык суу тазаланат. Мембрананын калдыктары мезгил-мезгили менен жуу процессинде же дренаждык агым менен алынып салынат. Мембрана тез бузулат жана андагы басымдын төмөндөшүн төмөн кармап туруу керек, бул аппараттын иштешин төмөндөтөт. Метод суспензиялардын аз концентрациясы менен сууну тазалоо үчүн колдонулат.

Тангенциалдык режимде чыпкаланган чөйрө мембрананын үстүн бойлото айланат жана анын үстүндө кичинекей чөкмөлөр пайда болот. Берүүчү каналдагы агымдын турбуленттүүлүгү асма заттын жогорку концентрациясы бар сууну тазалоого мүмкүндүк берет. Бул ыкманын кемчиликтери жогорку агымын түзүү үчүн энергия чыгымдарынын өсүшү жана кошумча түтүктөрдү орнотуу зарылчылыгы болуп саналат.

Ультрафильтрация параметрлери

Ультрафильтрациянын негизги параметрлери:

1. Тандоо - аралашма концентрациясынын катышыбулганган суу (C_in.) жана фильтраттагы (C_out.): R=(1 - C_{out./ С}in._{) ∙ 100%. Ультрафильтрация процесси үчүн ал эң кичинекей бөлүкчөлөрдү, анын ичинде бактерияларды жана вирустарды кармоого мүмкүндүк берет.}
2. Фльтратты керектөө - убакыт бирдигине тазаланган суунун көлөмү.
3. Өзгөчө фильтрат керектөө - 1 м2 мембрана аймагынан өткөн продуктунун көлөмү. Чыпка элементинин өзгөчөлүктөрүнө жана булак суунун тазалыгына жараша болот.
4. Мембрананын басымынын төмөндөшү - берүү жана чыпкалоо тарабындагы басымдын ортосундагы айырма.
5. Өтүү жөндөмдүүлүгү – фильтраттын өзгөчө агымынын ылдамдыгы менен мембранадагы басымдын төмөндөшүнүн ортосундагы катыш.
6. Гидравлик эффективдүүлүгү - фильтраттын агымынын ылдамдыгы менен берилген булак суунун ортосундагы катыш.

Сууну дезинфекциялоо үчүн ультра фильтрация

Микроорганизмдерди жок кылуунун салттуу ыкмаларына реагенттерди колдонуу технологиялары кирет. Суунун ультра фильтрациясы мембрана тешикчелеринин кичинекейдигинен улам андан микроорганизмдердин жана коллоиддердин физикалык бөлүнүшүнөн турат. Методдун артыкчылыгы - микроорганизмдердин, балырлардын, органикалык заттардын жана механикалык бөлүкчөлөрдүн өлүктөрүн жок кылуу. Ошол эле учурда башка учурларда милдеттүү түрдө болгон атайын суу тазалоонун кереги жок. Болгону аны 30 микрондук механикалык чыпкадан өткөрсөңүз болот.

Чыпкаларды сатып алууда мембраналардын тешикчелеринин өлчөмдөрүн аныктоо керек. Вирустарды толугу менен жок кылуу үчүн тешиктердин диаметри 0,005 мкм деңгээлинде болушу керек. Чоң тешикчелер үчүн дезинфекциялоо функциясы бариштебейт.

Мындан тышкары, ультра фильтрация технологиясы суунун тазаланышын камсыз кылат. Бардык токтоп калган катуу заттар толугу менен жок кылынат.

Ультрафильтрацияланган сууну орнотуу процесстин керектүү аткарылышын жана аларды эксплуатация учурунда алмаштыруу мүмкүнчүлүгүн камсыз кылган параллелдүү туташтырылган түзүлүштөрдү камтыйт.

Ион алмаштыруучу чыпкалардан мурун сууну тазалоо

Чайыр 0,1-1,0 мкм коллоиддик бөлүкчөлөрдү кармоодо эффективдүү, бирок алар гранулдарды бат эле бүтөп коюшат. Бул жерде жуунуу жана регенерация аз жардам берет. Өзгөчө кудуктарда жана дарыя сууларында көп болгон SiO_{2 бөлүкчөлөрүн алып салуу өзгөчө кыйын. Билип калгандан кийин чайыр тазалоочу эритмелер менен жуулбаган жерлерде микроорганизмдерди өстүрө баштайт.}

Ион алмаштыргычтар да эмульсияланган майлар менен жигердүү тыгылып калган, аларды алып салуу мүмкүн эмес. Бөгөт коюу ушунчалык катуу болгондуктан, чыпкадан майды бөлгөндөн көрө алмаштыруу оңой.

Чайырлардын фильтрлөөчү гранулдары жогорку молекулалуу кошулмалар менен активдүү тыгындалат. Активдештирилген көмүр аларды жакшы кетирет, бирок анын иштөө мөөнөтү кыска.

Ион алмаштыруучу чайырлар ультра фильтрация менен бирге эффективдүү, коллоиддердин 95%дан ашыгын кетирет.

Сууну тазалоо - тескери осмоско чейин ультра фильтрация

Иштөө чыгымдары чыпкаларды этап-этабы менен орнотуу менен, кармалып калган бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн ырааттуу түрдө азайтат. Эгерде ultrafiltration модулунун алдында оройраак тазалоо орнотулган болсо, анда ал тескери осмос системаларынын натыйжалуулугун жогорулатат. Эгерде булгоочу заттардын коагуляциясы алдын ала этапта жүргүзүлсө, акыркылары аниондук жана иондук эмес флокулянттарга сезгич болушат.

Ири молекулярдык органикалык заттар тескери осмос мембраналарынын тешикчелерин бат эле жаап салат. Алар тез эле микроорганизмдер менен каптап кетет. Сууну алдын ала чыпкалоо бардык көйгөйлөрдү чечет жана тескери осмос менен колдонулганда үнөмдүү болот.

Агынды сууларды тазалоо

Агынды сууларды ультра фильтрациялык тазалоо аны өнөр жайда кайра колдонууга мүмкүндүк берет. Алар инженерияда колдонууга ылайыктуу жана ичүү үчүн ачык суу объектилерине техногендик жүк азаят.

Мембраналык технологиялар гальваникалык жана текстиль өндүрүшүндөгү саркынды сууларды тазалоодо, тамак-аш өнөр жайында, темирден тазалоо системаларында, эритмелерден карбамид, электролиттер, оор металлдардын кошулмаларын, мунай продуктуларын ж.б. тазалоодо колдонулат. дарылоо жана технологияны жөнөкөйлөтөт.

Төмөн молекулярдык аралашмалар менен ультра фильтрация таза продукт концентраттарын чыгара алат.

Эмульсияланган майларды суудан ажыратуу маселеси өзгөчө маанилүү. Мембраналык технологиянын артыкчылыгы - процесстин жөнөкөйлүгү, аз энергия керектөө жана химиялык заттардын кереги жок.

Жер үстүндөгү сууну тазалоо

Чангыртуу жана чыпкалоо мурун сууну тазалоонун натыйжалуу жолу болгон. Бул жерде табигый аралашмалар натыйжалуу жок кылынат, бирок азыр техногендик булгоочу заттар пайда болду, аларды жок кылуу үчүнбашка тазалоо ыкмалары талап кылынат. Айрыкча хлорорганикалык кошулмаларды пайда кылган сууну алгачкы хлордоодо көптөгөн көйгөйлөр жаралат. Активдештирилген көмүр жана озондоштуруу менен кошумча тазалоо этаптарын колдонуу суунун баасын жогорулатат.

Ультрафильтрация ичүүчү сууну жер үстүндөгү булактардан түз алууга мүмкүндүк берет: андан балырлар, микроорганизмдер, суспензия бөлүкчөлөрү жана башка кошулмалар чыгарылат. Метод алдын ала коагуляция менен натыйжалуу. Ошол эле учурда, узакка чөктүрүүнү талап кылбайт, анткени чоң үлүштөрдүн пайда болушу талап кылынбайт.

Суунун ультра фильтрациясын орнотуу (төмөндөгү сүрөт) татаал жабдууларды жана реагенттерди колдонбостон тазаланган суунун ырааттуу жакшы сапатына жетишүүгө мүмкүндүк берет.

Коагуляция ыкмаларын колдонуу натыйжасыз болуп баратат, анткени суудагы көптөгөн органикалык кошулмалар салттуу калий перманганатын кычкылдануу ыкмасы менен аныкталбайт. Мындан тышкары, органикалык мазмуну ар түрдүү болгондуктан, реагенттердин керектүү концентрациясын тандоо кыйындатат.

Тыянак

Сууну мембраналар аркылуу ультра фильтрациялоо реагенттерди минималдуу керектөө менен анын талап кылынган тазалыгына жетишүүгө мүмкүндүк берет. Тазалангандан кийин саркынды суулар өнөр жайлык максатта колдонулушу мүмкүн.

Ультрафильтрация дайыма эле эффективдүү боло бербейт. Бул ыкма кээ бир заттарды, мисалы, хлорорганикалык бирикмелерди жана кээ бир гумин кислоталарын алып салууга мүмкүндүк бербейт. Мындай учурларда, көп баскычтуу тазалоо колдонулат.