Ի՞նչ է ջրի ուլտրաֆիլտրացիան:

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-02 13:56

Ջուրը մաքրելու արդյունավետ միջոցը այն կիսաթափանցիկ թաղանթների միջով ստիպելն է: Զտման գործընթացները դասակարգվում են ըստ տարանջատվող մասնիկների չափի՝

• միկրոֆիլտրացիա 0,05-ից մինչև 10 մկմ ծակոտիների մեմբրանների միջով;
• ուլտրաֆիլտրացիա - ծակոտիներ 0,001 մկմ-ից մինչև 0,05 մկմ;
• հակադարձ օսմոզ և նանոֆիլտրացիա - ծակոտիներ 1 նմ և ցածր:

Ջրի ուլտրաֆիլտրացիան նախատեսված է նրանից հեռացնելու միկրոօրգանիզմները և մակրոսկոպիկ ներդիրները, որոնք չեն անցնում թաղանթի ծակոտիներով:

Լցման ֆիլտրերի ավանդական մեխանիզմը հիմնված է ինքնահոս մաքրման վրա: Ուլտրաֆիլտրացիան նման է ծակոտկեն մաղի միջով մաղելուն, որտեղ առանձնացված են ավելի մեծ տրամագծով բոլոր մասնիկները:

Մեմբրանի տեսակներ

Զտիչի տարրերը հարթ թիթեղներ են կամ մազանոթներով մանրաթելեր: Առաջինի միջոցով հիմնականում իրականացվում է կեղտաջրերի ուլտրաֆիլտրացիա, իսկ վերջիններս նախատեսված ենջրի մաքրում։

Թելերը հիմնականում պատրաստված են միակողմանի, ներքին տրամագծով մոտ 0,8 մմ։ Նրանք ենթարկվում են հաճախակի սթրեսի և կարող են ոչնչացվել հետադարձ լվացման միջոցով: Բազմալիքային մանրաթելերը պարունակում են բազմաթիվ մազանոթներ և զգալիորեն ավելի ամուր են:

Թաղանթները պատրաստված են պոլիմերներից, ինչպիսիք են պոլիեսթերսուլֆոնը: Դրա պարամետրերը կարող են փոխվել՝ ավելացնելով այլ սինթետիկ նյութեր։ Մշակվող հեղուկների pH-ի լայն շրջանակը հնարավորություն է տալիս արդյունավետորեն մաքրել ֆիլտրի տարրերը։

Պոլիմերային թաղանթները պետք է պարբերաբար ախտահանվեն, քանի որ մանրէները սիրում են ուտել օրգանական նյութեր և դրանց վրա գաղութներ ստեղծել։

Երկարակյաց կերամիկական թաղանթ, որը լավ լվացվում է լվացող միջոցներով։ Դրա գինը ավելի բարձր է, սակայն ծառայության ժամկետը հասնում է 10 տարվա։

Զտման մեթոդներ

Ուլտրաֆիլտրացիոն ջրի համակարգը բաղկացած է մոդուլներից, որոնք լցված են խոռոչ ծակոտկեն մանրաթելերով: Սկզբնական հեղուկը մտնում է մազանոթներ, որից հետո ֆիլտրումը տեղի է ունենում կողմնակի պատերի միջով։ Հնարավոր է նաև հակադարձ սնուցում:

Լվացումը կատարվում է ֆիլտրատի կողմից՝ իր մատակարարմամբ հակառակ ուղղությամբ։ Հեղուկի միասնական բաշխումը մանրաթելերից դուրս ապահովում է մազանոթներից նստվածքների հեռացումը: Այստեղ կարևոր է ընտրել լվացման ճիշտ ռեժիմը, որպեսզի աղտոտող շերտն ավելի հեշտ հեռացվի:

Զտիչները գործում են երկու ռեժիմով, որոնցից մեկը ճնշում է՝ ջուրը մատակարարվում է սարքի պատյան ճնշման տակ։Ընկղման մեթոդը կատարվում է բաց տարայի մեջ իջեցված թաղանթների միջոցով: Ելքի կողմում վակուում է առաջանում, և հեղուկը ներծծվում է ֆիլտրի նյութի միջով:

Մոդուլները դասավորված են ուղղահայաց: Ջուրը նրանց մեջ է մտնում մի ծայրից, իսկ մյուս ծայրից դուրս է գալիս։ Մեկ ֆիլտրում մոդուլների քանակը սովորաբար չի գերազանցում երկու միավորը: Դրա շնորհիվ ավելի քիչ միջադիրներ են պահանջվում, ինչը նվազեցնում է արտահոսքի հավանականությունը: Ուղղահայաց մոդուլները հարմար են պահպանման և փորձարկման համար: Դրանք հեշտ է տեղադրել և հեռացնել:

Զտման ռեժիմներ

Երբ կատարվում է ջրի ուլտրաֆիլտրում, ֆիլտրերը կարող են գործել փակուղային և շոշափող ռեժիմներում: Առաջին դեպքում ամբողջ մատակարարվող ջուրը մաքրվում է։ Թաղանթից նստվածքները պարբերաբար հեռացվում են լվացման գործընթացում կամ արտահոսքի հոսքով: Մեմբրանը արագ կեղտոտվում է, և դրա վրա ճնշման անկումը պետք է ցածր լինի, ինչը նվազեցնում է ապարատի աշխատանքը: Մեթոդը օգտագործվում է ջրի մաքրման համար՝ կախոցների ցածր կոնցենտրացիայով։

Շոշափող ռեժիմում ֆիլտրացված միջավայրը շրջանառվում է թաղանթի մակերևույթի երկայնքով և դրա վրա փոքր նստվածքներ են գոյանում: Հոսքի խառնաշփոթը մատակարարման ալիքում հնարավորություն է տալիս մաքրել ջուրը կախված նյութի բարձր խտությամբ: Այս մեթոդի թերությունները էներգիայի ծախսերի ավելացումն են՝ բարձր հոսքի արագություն ստեղծելու համար և լրացուցիչ խողովակաշարեր տեղադրելու անհրաժեշտությունը։

Ուլտրաֆիլտրացիայի պարամետրեր

Ուլտրաֆիլտրացիայի հիմնական պարամետրերն են՝

1. Ընտրողականություն - խառնուրդի կոնցենտրացիաների հարաբերակցությունըաղտոտված ջուր (C_in.) և ֆիլտրատում (C_out.). R=(1 - C _{դուրս./ С}in._{) ∙ 100%. Ուլտրաֆիլտրացիայի գործընթացի համար այն մեծ է, ինչը թույլ է տալիս թակարդում պահել ամենափոքր մասնիկները, ներառյալ բակտերիաները և վիրուսները:}
2. Ֆիլտրի սպառում - մաքրված ջրի քանակը մեկ միավոր ժամանակում:
3. Ֆիլտրատի հատուկ սպառում - մեմբրանի տարածքի 1 մ2 միջով անցնող արտադրանքի քանակությունը: Կախված է ֆիլտրի տարրի բնութագրերից և աղբյուրի ջրի մաքրությունից:
4. Մեմբրանի ճնշման անկում՝ մատակարարման և ֆիլտրի կողմի ճնշման տարբերությունը։
5. Թողունակությունը ֆիլտրատի հատուկ հոսքի արագության և թաղանթի վրայով ճնշման անկման հարաբերակցությունն է:
6. Հիդրավլիկ արդյունավետություն - ֆիլտրատի հոսքի արագության և մատակարարվող աղբյուրի ջրի հարաբերակցությունը:

Ուլտրաֆիլտրացիա ջրի ախտահանման համար

Միկրոօրգանիզմների հեռացման ավանդական մեթոդները ներառում են ռեակտիվներ օգտագործող տեխնոլոգիաները: Ջրի ուլտրաֆիլտրացիան բաղկացած է միկրոօրգանիզմների և կոլոիդների ֆիզիկական բաժանումից՝ թաղանթային ծակոտիների փոքր չափի պատճառով։ Մեթոդի առավելությունը միկրոօրգանիզմների, ջրիմուռների, օրգանական նյութերի և մեխանիկական մասնիկների դիակների հեռացումն է։ Ընդ որում, ջրի հատուկ մաքրման կարիք չկա, որը պարտադիր է այլ դեպքերում։ Ձեզ անհրաժեշտ է միայն այն անցկացնել 30 մկմ մեխանիկական ֆիլտրի միջով:

Զտիչներ գնելիս պետք է որոշել թաղանթների ծակոտիների չափերը։ Վիրուսներն ամբողջությամբ հեռացնելու համար անցքերի տրամագիծը պետք է լինի 0,005 մկմ մակարդակի վրա: Խոշոր ծակոտիների համար ախտահանման գործառույթըչի առաջադրվի։

Բացի այդ, ուլտրաֆիլտրման տեխնոլոգիան ապահովում է ջրի մաքրում: Բոլոր կասեցված պինդ նյութերն ամբողջությամբ հեռացված են։

Ուլտրաֆիլտրացիոն ջրի տեղադրումը պարունակում է զուգահեռ միացված սարքեր, որոնք ապահովում են գործընթացի անհրաժեշտ կատարումը և շահագործման ընթացքում դրանք փոխարինելու հնարավորությունը։

Ջրի մաքրում իոնափոխանակման ֆիլտրերից առաջ

Խեժը արդյունավետ է 0,1-1,0 մկմ կոլոիդային մասնիկները պահելու համար, բայց դրանք արագ խցանում են հատիկները: Լվացումն ու վերականգնումը այստեղ քիչ են օգնում: Հատկապես դժվար է հեռացնել SiO_{2 մասնիկները, որոնք հատկապես առատ են հորերում և գետի ջրերում։ Խցանումից հետո խեժը սկսում է միկրոօրգանիզմներ աճեցնել մաքրող լուծույթներով չլվացված վայրերում։}

Իոնափոխանակիչները նույնպես ակտիվորեն խցանված են էմուլգացված յուղերով, որոնք հնարավոր չէ հեռացնել: Խցանումն այնքան ուժեղ է, որ ավելի հեշտ է փոխել ֆիլտրը, քան յուղն անջատել դրանից։

Խեժերի զտիչ հատիկներն ակտիվորեն խցանված են բարձր մոլեկուլային միացություններով: Ակտիվացված ածխածինը լավ հեռացնում է դրանք, բայց այն ունի կարճ ծառայության ժամկետ:

Իոնափոխանակման խեժերը արդյունավետ են ուլտրաֆիլտրացիայի հետ միասին՝ հեռացնելով կոլոիդների ավելի քան 95%-ը:

Ջրի մաքրում - ուլտրաֆիլտրացիա հակադարձ օսմոզից առաջ

Օպերացիոն ծախսերը կրճատվում են ֆիլտրերի փուլային տեղադրմամբ՝ պահպանված մասնիկների չափի հաջորդական կրճատմամբ: Եթե ուլտրաֆիլտրման մոդուլից առաջ տեղադրվում է ավելի կոպիտ մաքրում, ապա դա մեծացնում է հակադարձ օսմոզային համակարգերի արդյունավետությունը:Վերջիններս զգայուն են անիոնային և ոչ իոնային ֆլոկուլանտների նկատմամբ, եթե աղտոտիչների կոագուլյացիա է իրականացվում նախնական փուլում։

Խոշոր մոլեկուլային օրգանական նյութը արագորեն խցանում է հակադարձ օսմոսի մեմբրանների ծակոտիները: Նրանք արագորեն գերաճում են միկրոօրգանիզմներով: Ջրի նախնական զտումը լուծում է բոլոր խնդիրները և ծախսարդյունավետ է, երբ օգտագործվում է հակադարձ օսմոզով:

Կեղտաջրերի մաքրում

Ուլտրաֆիլտրացիոն կեղտաջրերի մաքրումը հնարավորություն է տալիս այն կրկին օգտագործել արդյունաբերության մեջ: Դրանք հարմար են ճարտարագիտության մեջ օգտագործելու համար, և խմելու նպատակով բաց ջրային մարմինների տեխնածին բեռը նվազում է։

Թաղանթային տեխնոլոգիաները օգտագործվում են գալվանական և տեքստիլ արտադրությունից կեղտաջրերի մաքրման համար, սննդի արդյունաբերությունում, երկաթի հեռացման համակարգերում, լուծույթներից միզանյութը, էլեկտրոլիտները, ծանր մետաղների միացությունները, նավթամթերքները և այլն հեռացնելիս: Սա մեծացնում է արդյունավետությունը: բուժում և հեշտացնում է տեխնոլոգիան։

Ցածր մոլեկուլային քաշի կեղտերի դեպքում ուլտրաֆիլտրացիան կարող է արտադրել մաքուր արտադրանքի խտանյութեր:

Հատկապես կարևոր է էմուլսացված յուղերը ջրից անջատելու խնդիրը։ Մեմբրանային տեխնոլոգիայի առավելությունը գործընթացի պարզությունն է, էներգիայի ցածր սպառումը և քիմիական նյութերի կարիքը:

Մակերևութային ջրի մաքրում

Տեղումները և ֆիլտրացումը նախկինում ջրի մաքրման արդյունավետ միջոցներ են եղել: Այստեղ արդյունավետորեն հեռացվում են բնական ծագման կեղտերը, սակայն այժմ հայտնվել են տեխնածին աղտոտիչներ, որոնց հեռացման համար.մաքրման այլ մեթոդներ են պահանջվում: Հատկապես շատ խնդիրներ է առաջանում ջրի առաջնային քլորացման արդյունքում, որը կազմում է քլորօրգանական միացություններ։ Ակտիվացված ածխածնի և օզոնացման միջոցով մաքրման լրացուցիչ փուլերի օգտագործումը բարձրացնում է ջրի արժեքը։

Ուլտրաֆիլտրացիան թույլ է տալիս խմելու ջուր ստանալ անմիջապես մակերեսային աղբյուրներից. ջրիմուռները, միկրոօրգանիզմները, կասեցված մասնիկները և այլ միացությունները հեռացվում են դրանից: Մեթոդը արդյունավետ է նախնական կոագուլյացիայի դեպքում։ Միևնույն ժամանակ, երկար նստեցում չի պահանջվում, քանի որ մեծ փաթիլների առաջացումն անհրաժեշտ չէ։

Ջրի ուլտրաֆիլտրացիայի տեղադրումը (ստորև նկարը) թույլ է տալիս ձեռք բերել մաքրված ջրի անընդհատ լավ որակ՝ առանց բարդ սարքավորումների և ռեակտիվների օգտագործման:

Կագուլյացիայի մեթոդների օգտագործումը դառնում է անարդյունավետ, քանի որ ջրի մեջ շատ օրգանական միացություններ չեն հայտնաբերվում կալիումի պերմանգանատի ավանդական օքսիդացման մեթոդով: Բացի այդ, օրգանական պարունակությունը շատ տարբեր է, ինչը դժվարացնում է ռեագենտների անհրաժեշտ կոնցենտրացիայի ընտրությունը:

Եզրակացություն

Ջրի ուլտրաֆիլտրացումը թաղանթների միջոցով թույլ է տալիս հասնել դրա պահանջվող մաքրությանը ռեակտիվների նվազագույն սպառման դեպքում: Կեղտաջրերը մաքրումից հետո կարող են օգտագործվել արդյունաբերական նպատակներով:

Ուլտրաֆիլտրացիան միշտ չէ, որ արդյունավետ է: Մեթոդը թույլ չի տալիս հեռացնել որոշ նյութեր, օրինակ՝ քլորօրգանական միացություններ և որոշ հումինաթթուներ։ Նման դեպքերում կիրառվում է բազմաստիճան մաքրում։