Çfarë është ultrafiltrimi i ujit?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-02 14:02

Një mënyrë efektive për të pastruar ujin është ta detyroni atë përmes membranave gjysmë të përshkueshme. Proceset e filtrimit klasifikohen sipas madhësisë së grimcave që do të ndahen:

• mikrofiltrim përmes membranave me madhësi pore nga 0,05 deri në 10 mikron;
• ultrafiltrim - poret nga 0,001 µm në 0,05 µm;
• osmozë e kundërt dhe nanofiltrim - poret 1 nm e më poshtë.

Ultrafiltrimi i ujit është projektuar për të hequr mikroorganizmat dhe përfshirjet makroskopike prej tij që nuk kalojnë nëpër poret e membranës.

Mekanizmi tradicional i filtrave të mbushjes bazohet në pastrimin me gravitet. Ultrafiltrimi është i ngjashëm me shoshitjen përmes një sitë poroze, ku ndahen të gjitha grimcat me diametër më të madh.

Llojet e membranës

Elementet e filtrit janë fletë të sheshta ose fibra me kapilarë. Nëpërmjet të parës kryhet kryesisht ultrafiltrimi i ujërave të zeza dhe këto të fundit janë të destinuara përtrajtimi i ujit.

Fijet janë bërë kryesisht me një kanal, me një diametër të brendshëm rreth 0.8 mm. Ato i nënshtrohen stresit të shpeshtë dhe mund të shkatërrohen nga larja e pasme. Fijet me shumë kanale përmbajnë kapilarë të shumtë dhe janë dukshëm më të fortë.

Membranat janë bërë nga polimere si poliestersulfoni. Parametrat e tij mund të ndryshohen duke shtuar materiale të tjera sintetike. Gama e gjerë e pH e lëngjeve që përpunohen bën të mundur pastrimin efektiv të elementeve të filtrit.

Membranat e polimerit duhet të dekontaminohen periodikisht, pasi mikrobeve u pëlqen të hanë lëndë organike dhe të formojnë koloni mbi të.

Cipë qeramike afatgjatë, e cila lahet mirë me detergjentë. Çmimi i tij është më i lartë, por jeta e shërbimit arrin 10 vjet.

Metodat e filtrimit

Sistemi i ujit të ultrafiltrimit përbëhet nga module të mbushura me fibra poroze të zbrazëta. Lëngu fillestar hyn në kapilarët, pas së cilës filtrimi ndodh përmes mureve anësore. Ushqimi i kundërt është gjithashtu i mundur.

Flushing kryhet nga filtrati me furnizimin e tij në drejtim të kundërt. Shpërndarja uniforme e lëngut jashtë fibrave siguron heqjen e depozitave nga kapilarët. Këtu është e rëndësishme të zgjidhni mënyrën e duhur të shpëlarjes në mënyrë që shtresa ndotëse të hiqet më lehtë.

Filtrat funksionojnë në dy mënyra, njëra prej të cilave është presioni: uji furnizohet në shtresën e jashtme të pajisjes nën presion. Metoda e zhytjes kryhet duke përdorur membrana të ulura në një enë të hapur. Në anën e daljes krijohet një vakum dhe lëngu thithet përmes materialit të filtrit.

Modulet janë rregulluar vertikalisht. Uji hyn në to nga njëri skaj dhe shkarkohet nga tjetri. Numri i moduleve në një filtër zakonisht nuk i kalon dy njësi. Për shkak të kësaj, kërkohen më pak guarnicione, gjë që zvogëlon gjasat e rrjedhjeve. Modulet vertikale janë të përshtatshme për t'u mirëmbajtur dhe testuar. Ato janë të lehta për t'u instaluar dhe hequr.

Modalitetet e filtrit

Kur kryhet ultrafiltrimi i ujit, filtrat mund të funksionojnë në modalitete qorre dhe tangjenciale. Në rastin e parë, i gjithë uji i furnizuar pastrohet. Depozitat nga membrana hiqen periodikisht gjatë procesit të shpëlarjes ose me rrjedhën e kullimit. Membrana prishet shpejt dhe rënia e presionit në të duhet të mbahet e ulët, gjë që redukton performancën e aparatit. Metoda përdoret për trajtimin e ujit, me një përqendrim të ulët të pezullimeve.

Në modalitetin tangjencial, mjedisi i filtruar qarkullon përgjatë sipërfaqes së membranës dhe mbi të krijohen depozita të vogla. Turbulenca e rrjedhës në kanalin e furnizimit bën të mundur pastrimin e ujit me një përqendrim të lartë të lëndës së pezulluar. Disavantazhet e kësaj metode janë rritja e kostove të energjisë për të krijuar një normë të lartë rrjedhjeje dhe nevoja për të instaluar tubacione shtesë.

Parametrat e ultrafiltrimit

Parametrat kryesorë të ultrafiltrimit janë:

1. Selektiviteti - raporti i përqendrimeve të papastërtive nëujë të kontaminuar (C_in.) dhe në filtrat (C_out.): R=(1 - C_{jashtë./ С}in._{) ∙ 100%. Për një proces ultrafiltrimi, ai është i madh, i cili ju lejon të kapni grimcat më të vogla, duke përfshirë bakteret dhe viruset.}
2. Konsumimi i filtrit - sasia e ujit të pastruar për njësi të kohës.
3. Konsumi specifik i filtratit - sasia e produktit që kalon në 1 m2 të zonës së membranës. Varet nga karakteristikat e elementit të filtrit dhe pastërtia e ujit të burimit.
4. Rënia e presionit të membranës - ndryshimi midis presionit në anën e furnizimit dhe anës së filtratit.
5. Përshkueshmëria është raporti ndërmjet shkallës specifike të rrjedhës së filtratit dhe rënies së presionit nëpër membranë.
6. Efiçenca hidraulike - raporti ndërmjet shkallës së rrjedhës së filtratit dhe ujit të furnizuar nga burimi.

Ultrafiltrim për dezinfektimin e ujit

Metodat tradicionale për heqjen e mikroorganizmave përfshijnë teknologjitë që përdorin reagentët. Ultrafiltrimi i ujit konsiston në ndarjen fizike të mikroorganizmave dhe koloideve prej tij për shkak të madhësisë së vogël të poreve të membranës. Avantazhi i metodës është heqja e kufomave të mikroorganizmave, algave, lëndëve organike dhe grimcave mekanike. Në të njëjtën kohë, nuk ka nevojë për trajtim të veçantë të ujit, i cili është i detyrueshëm në raste të tjera. Gjithçka që duhet të bëni është ta kaloni përmes një filtri mekanik 30 mikron.

Kur blini filtra, duhet të përcaktoni madhësinë e poreve të membranave. Për të hequr plotësisht viruset, diametrat e vrimave duhet të jenë në nivelin 0,005 µm. Për madhësi të mëdha poresh, funksioni i dezinfektimitnuk do të kandidojë.

Përveç kësaj, teknologjia e ultrafiltrimit siguron pastrimin e ujit. Të gjitha lëndët e ngurta të pezulluara hiqen plotësisht.

Instalimi i ujit të ultrafiltrimit përmban pajisje të lidhura paralelisht, gjë që siguron performancën e nevojshme të procesit dhe mundësinë e zëvendësimit të tyre gjatë funksionimit.

Pastrimi i ujit përpara filtrave të shkëmbimit jonik

Rrëshira është efektive në mbajtjen e grimcave koloidale 0,1-1,0 μm, por ato bllokojnë shpejt kokrrizat. Shpëlarja dhe rigjenerimi nuk ndihmojnë shumë këtu. Është veçanërisht e vështirë për të hequr grimcat e SiO_{2, të cilat janë veçanërisht të bollshme në puset dhe ujin e lumenjve. Pas bllokimit, rrëshira fillon të rritet mikroorganizma në vende që nuk lahen me solucione pastrimi.}

Këmbyesit e joneve janë gjithashtu të bllokuar në mënyrë aktive me vajra të emulsifikuar që nuk mund të hiqen. Bllokimi është aq i rëndë sa është më e lehtë të ndryshosh filtrin sesa të ndash vajin prej tij.

Granulat filtruese të rrëshirave janë të bllokuara në mënyrë aktive me komponime me molekulare të lartë. Karboni i aktivizuar i largon mirë, por ka një jetë të shkurtër shërbimi.

Rrëshirat e shkëmbimit të joneve janë efektive së bashku me ultrafiltrimin duke hequr më shumë se 95% të koloideve.

Trajtimi i ujit - ultrafiltrim para osmozës së kundërt

Shpenzimet e funksionimit zvogëlohen nga instalimi hap pas hapi i filtrave me një reduktim të njëpasnjëshëm në madhësinë e grimcave të mbajtura. Nëse instalohet një pastrim më i trashë përpara modulit të ultrafiltrimit, atëherë ai rrit efikasitetin e sistemeve të osmozës së kundërt. Këta të fundit janë të ndjeshëm ndaj flokulantëve anionikë dhe jojonikë nëse koagulimi i ndotësve kryhet në fazën paraprake.

Lënda organike molekulare e madhe bllokon shpejt poret e membranave të osmozës së kundërt. Ata rriten shpejt me mikroorganizma. Uji para-filtrues zgjidh të gjitha problemet dhe është me kosto efektive kur përdoret me osmozë të kundërt.

Trajtimi i ujërave të zeza

Trajtimi i ujërave të zeza me ultrafiltrim bën të mundur ripërdorimin e tyre në industri. Ato janë të përshtatshme për t'u përdorur në inxhinieri dhe ngarkesa teknologjike në trupat ujorë të hapur për qëllime të pijes është zvogëluar.

Teknologjitë e membranës përdoren për trajtimin e ujërave të zeza nga prodhimi galvanik dhe tekstili, në industrinë ushqimore, sistemet e heqjes së hekurit, kur largohet ureja, elektrolitet, përbërësit e metaleve të rënda, produktet e naftës etj. nga solucionet. Kjo rrit efikasitetin e trajtim dhe thjeshton teknologjinë.

Me papastërtitë me peshë të ulët molekulare, ultrafiltrimi mund të prodhojë koncentrate produkti të pastër.

Veçanërisht i rëndësishëm është problemi i ndarjes së vajrave të emulsifikuar nga uji. Avantazhi i teknologjisë së membranës është thjeshtësia e procesit, konsumi i ulët i energjisë dhe nuk ka nevojë për kimikate.

Trajtimi i ujit sipërfaqësor

Reshjet dhe filtrimi kanë qenë më parë mënyra efektive për të pastruar ujin. Këtu hiqen efektivisht papastërtitë me origjinë natyrore, por tani janë shfaqur ndotës teknikogjenë, për heqjen e të cilavenevojiten metoda të tjera pastrimi. Sidomos shumë probleme krijohen nga klorifikimi primar i ujit, i cili formon komponime organoklorinike. Përdorimi i fazave shtesë të pastrimit me karbon të aktivizuar dhe ozonim rrit koston e ujit.

Ultrafiltrimi ju lejon të merrni ujë të pijshëm direkt nga burimet sipërfaqësore: algat, mikroorganizmat, grimcat e pezulluara dhe përbërës të tjerë hiqen prej tij. Metoda është efektive me koagulimin paraprak. Në të njëjtën kohë, nuk kërkohet zbutje e gjatë, pasi formimi i thekoneve të mëdha nuk është i nevojshëm.

Instalimi i ultrafiltrimit të ujit (foto më poshtë) ju lejon të arrini cilësi të mirë të vazhdueshme të ujit të pastruar pa përdorimin e pajisjeve komplekse dhe reagentëve.

Përdorimi i metodave të koagulimit po bëhet joefektiv sepse shumë përbërje organike në ujë nuk zbulohen me metodën tradicionale të oksidimit të permanganatit të kaliumit. Përveç kësaj, përmbajtja organike ndryshon shumë, duke e bërë të vështirë zgjedhjen e përqendrimit të kërkuar të reagentëve.

Përfundim

Ultrafiltrimi i ujit përmes membranave ju lejon të arrini pastërtinë e kërkuar me një konsum minimal të reagentëve. Ujërat e zeza pas trajtimit mund të përdoren për qëllime industriale.

Ultrafiltrimi nuk është gjithmonë efektiv. Metoda nuk lejon heqjen e disa substancave, për shembull, komponimet organoklorinike dhe disa acide humike. Në raste të tilla aplikohet pastrimi me shumë faza.