Суды ультрафильтрациялау дегеніміз не?

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

Суды тазартудың тиімді жолы – оны жартылай өткізгіш мембраналар арқылы күштеп өткізу. Сүзу процестері бөлінетін бөлшектердің өлшеміне қарай жіктеледі:

• кеуектері 0,05-тен 10 микронға дейінгі мембраналар арқылы микрофильтрация;
• ультрасүзгілеу - 0,001 мкм-ден 0,05 мкм дейінгі кеуектер;
• кері осмос және нанофильтрация - кеуектер 1 нм және одан төмен.

Суды ультрасүзгілеу одан мембрана саңылауларынан өтпейтін микроорганизмдер мен макроскопиялық қосындыларды кетіруге арналған.

Толтыру сүзгілерінің дәстүрлі механизмі гравитациялық тазалауға негізделген. Ультрафильтрация диаметрі үлкенірек барлық бөлшектер бөлінген кеуекті електен өткізуге ұқсайды.

Мембрананың түрлері

Сүзгі элементтері – капиллярлары бар жалпақ парақтар немесе талшықтар. Біріншісі арқылы негізінен ағынды суларды ультрафильтрациялау жүзеге асырылады, ал соңғысысу өңдеу.

Талшықтар негізінен бір арналы, ішкі диаметрі шамамен 0,8 мм. Олар жиі стресске ұшырайды және кері жуу арқылы жойылуы мүмкін. Көп арналы талшықтарда бірнеше капиллярлар бар және олар айтарлықтай күшті.

Мембраналар полиэфирсульфон сияқты полимерлерден жасалған. Оның параметрлерін басқа синтетикалық материалдарды қосу арқылы өзгертуге болады. Өңделетін сұйықтықтардың кең рН диапазоны сүзгі элементтерін тиімді тазалауға мүмкіндік береді.

Полимерлі қабықшаларды мезгіл-мезгіл залалсыздандыру керек, өйткені микробтар органикалық заттарды жеп, онда колониялар түзуді ұнатады.

Жуғыш заттармен жақсы жуылатын ұзақ мерзімді керамикалық мембрана. Оның бағасы жоғарырақ, бірақ қызмет ету мерзімі 10 жылға жетеді.

Сүзу әдістері

Ультрафильтрациялық су жүйесі қуыс кеуекті талшықтармен толтырылған модульдерден тұрады. Бастапқы сұйықтық капиллярларға түседі, содан кейін бүйір қабырғалары арқылы сүзу жүреді. Кері арна да мүмкін.

Шаюды сүзгі оны кері бағытта беру арқылы жүзеге асырады. Сұйықтықтың талшықтардан тыс біркелкі таралуы капиллярлардан шөгінділерді жоюды қамтамасыз етеді. Бұл жерде ластаушы қабатты кетіру оңай болуы үшін дұрыс жуу режимін таңдау маңызды.

Сүзгілер екі режимде жұмыс істейді, олардың бірі қысым: су қысыммен құрылғының корпусына беріледі. Суға батыру әдісі ашық контейнерге түсірілген мембраналар арқылы орындалады. Шығару жағында вакуум пайда болады және сұйықтық сүзгі материалы арқылы сорылады.

Модульдер тігінен орналастырылған. Су олардың бір шетінен еніп, екінші жағынан ағызылады. Бір сүзгідегі модульдер саны әдетте екі бірліктен аспайды. Осыған байланысты тығыздағыштар азырақ қажет, бұл ағып кету ықтималдығын азайтады. Тік модульдер техникалық қызмет көрсетуге және сынауға ыңғайлы. Оларды орнату және алып тастау оңай.

Сүзгі режимдері

Суды ультрафильтрациялау орындалғанда, сүзгілер тұйық және тангенциалды режимдерде жұмыс істей алады. Бірінші жағдайда барлық жеткізілетін су тазартылады. Мембранадағы шөгінділер шаю процесінде немесе ағызу ағынымен мезгіл-мезгіл жойылады. Мембрана тез бұзылады және оның үстіндегі қысымның төмендеуін төмен деңгейде ұстау керек, бұл аппараттың өнімділігін төмендетеді. Әдіс суспензия концентрациясы төмен суды тазарту үшін қолданылады.

Тангенциалды режимде сүзілген орта мембрана беті бойымен айналады және оның үстінде аздаған шөгінділер пайда болады. Жеткізу арнасындағы ағынның турбуленттілігі суспензияның жоғары концентрациясы бар суды тазартуға мүмкіндік береді. Бұл әдістің кемшіліктері жоғары ағынды жасау үшін энергия шығындарының артуы және қосымша құбырларды орнату қажеттілігі болып табылады.

Ультрафильтрация параметрлері

Ультрафильтрацияның негізгі параметрлері:

1. Таңдамалылық – қоспалар концентрациясының қатынасыластанған су (C_{. / С}in._{) ∙ 100%. Ультрафильтрация процесі үшін ол ең кішкентай бөлшектерді, соның ішінде бактериялар мен вирустарды ұстауға мүмкіндік беретін үлкен.}
2. Фильтрді тұтыну - уақыт бірлігіндегі тазартылған су мөлшері.
3. Сильтраттың ерекше шығыны - мембрана аймағының 1 м2 арқылы өтетін өнім мөлшері. Сүзгі элементінің сипаттамаларына және бастапқы судың тазалығына байланысты.
4. Мембраналық қысымның төмендеуі - қоректендіру және фильтрат жағындағы қысым арасындағы айырмашылық.
5. Өткізгіштік – фильтраттың меншікті шығыны мен мембранадағы қысымның төмендеуі арасындағы қатынас.
6. Гидравликалық тиімділік - фильтраттың шығыны мен берілген бастапқы су арасындағы қатынас.

Суды залалсыздандыруға арналған ультрасүзгі

Микроорганизмдерді жоюдың дәстүрлі әдістеріне реагенттерді пайдаланатын технологиялар жатады. Суды ультрафильтрациялау мембрана саңылауларының кішігірім болуына байланысты одан микроорганизмдер мен коллоидтардың физикалық бөлінуінен тұрады. Әдістің артықшылығы - микроорганизмдердің, балдырлардың, органикалық заттардың және механикалық бөлшектердің мәйіттерін жою. Сонымен қатар, басқа жағдайларда міндетті болып табылатын арнайы суды тазартудың қажеті жоқ. Бар болғаны оны 30 микрон механикалық сүзгіден өткізу керек.

Сүзгілерді сатып алғанда, мембраналардың кеуектерінің өлшемдерін анықтау керек. Вирустарды толығымен жою үшін саңылаулардың диаметрлері 0,005 мкм деңгейінде болуы керек. Үлкен кеуектер үшін дезинфекция функциясыіске қосылмайды.

Сонымен қатар ультрафильтрация технологиясы суды тазартуды қамтамасыз етеді. Барлық суспензиялы заттар толығымен жойылды.

Ультрафильтрациялық су қондырғысында процестің қажетті өнімділігін және жұмыс кезінде оларды ауыстыру мүмкіндігін қамтамасыз ететін параллель қосылған құрылғылар бар.

Ион алмастырғыш сүзгілер алдында суды тазарту

Шайыр 0,1-1,0 мкм коллоидтық бөлшектерді ұстауда тиімді, бірақ олар түйіршіктерді тез бітеп тастайды. Бұл жерде шаю мен регенерацияның пайдасы шамалы. Әсіресе құдықтар мен өзен суларында көп болатын SiO_{2 бөлшектерін жою әсіресе қиын. Бітелгеннен кейін шайыр тазалау ерітінділерімен жуылмаған жерлерде микроағзаларды өсіре бастайды.}

Ионалмастырғыштар да кетіруге болмайтын эмульсияланған майлармен белсенді түрде бітеліп қалады. Бітелудің қатты болғаны сонша, сүзгіні одан майды бөліп алғанша өзгерту оңайырақ.

Шайырлардың сүзгі түйіршіктері жоғары молекулалы қосылыстармен белсенді түрде бітеліп қалады. Белсендірілген көмір оларды жақсы жояды, бірақ оның қызмет ету мерзімі қысқа.

Ион алмастырғыш шайырлар коллоидтардың 95%-дан астамын кетіретін ультрафильтрациямен бірге тиімді.

Суды өңдеу - кері осмосқа дейін ультрафильтрация

Сүзгілерді кезең-кезеңімен орнату арқылы ұсталған бөлшектердің көлемін дәйекті азайту арқылы пайдалану шығындары азаяды. Егер ультрафильтрация модулінің алдында дөрекі тазалау орнатылса, ол кері осмос жүйелерінің тиімділігін арттырады. Соңғылары ластаушы заттардың коагуляциясы алдын ала сатыда жүргізілсе, анионды және иондық емес флокулянттарға сезімтал болады.

Үлкен молекулалық органикалық заттар кері осмос мембраналарының тесіктерін тез бітеп тастайды. Олар микроорганизмдермен тез толып кетеді. Суды алдын ала сүзу барлық мәселелерді шешеді және кері осмоспен пайдаланғанда үнемді болады.

Сарқынды суларды тазарту

Ультрафильтрациялық ағынды суларды тазарту оны өнеркәсіпте қайта пайдалануға мүмкіндік береді. Олар техникада қолдануға жарамды және ауыз су мақсатындағы ашық су объектілеріне техногендік жүктеме азаяды.

Мембраналық технологиялар гальваникалық және тоқыма өндірісінің ағынды суларын тазарту үшін, тамақ өнеркәсібінде, темірді кетіру жүйелерінде, ерітінділерден несепнәрді, электролиттерді, ауыр металдардың қосылыстарын, мұнай өнімдерін және т.б. тазарту үшін қолданылады. Бұл оның тиімділігін арттырады. емдеуді және технологияны жеңілдетеді.

Төмен молекулалық қоспалары бар ультрасүзгілеу таза өнім концентраттарын алуға мүмкіндік береді.

Эмульсияланған майларды судан бөлу мәселесі ерекше маңызды. Мембраналық технологияның артықшылығы - процестің қарапайымдылығы, аз энергия тұтынуы және химиялық заттарды қажет етпеуі.

Жер үсті суын өңдеу

Тұндыру және сүзу бұрын суды тазартудың тиімді жолы болған. Мұнда табиғи қоспалар тиімді түрде жойылады, бірақ қазір оларды жою үшін техногендік ластаушылар пайда болды.басқа тазалау әдістері қажет. Әсіресе хлорорганикалық қосылыстар түзетін суды бастапқы хлорлау көптеген мәселелер туғызады. Белсендірілген көмір және озондау арқылы қосымша тазарту кезеңдерін пайдалану судың құнын арттырады.

Ультрафильтрация ауыз суды жер бетіндегі көздерден тікелей алуға мүмкіндік береді: одан балдырлар, микроорганизмдер, суспензия бөлшектері және басқа қосылыстар жойылады. Әдіс алдын ала коагуляциямен тиімді. Бұл ретте ұзақ тұндыру қажет емес, өйткені үлкен үлпектердің пайда болуы қажет емес.

Суды ультрасүзгілеуді орнату (төмендегі сурет) күрделі жабдықты және реагенттерді пайдаланбай тазартылған судың тұрақты жақсы сапасына қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Коагуляция әдістерін қолдану тиімсіз болып барады, өйткені судағы көптеген органикалық қосылыстар дәстүрлі калий перманганатының тотығу әдісімен анықталмайды. Сонымен қатар, органикалық құрамы кең көлемде өзгеріп отырады, бұл реагенттердің қажетті концентрациясын таңдауды қиындатады.

Қорытынды

Суды мембраналар арқылы ультрафильтрациялау реагенттерді ең аз тұтыну арқылы оның қажетті тазалығына қол жеткізуге мүмкіндік береді. Тазалаудан кейінгі ағынды суды өндірістік мақсатта пайдалануға болады.

Ультрафильтрация әрқашан тиімді бола бермейді. Әдіс кейбір заттарды, мысалы, хлорорганикалық қосылыстар мен кейбір гумин қышқылдарын жоюға мүмкіндік бермейді. Мұндай жағдайларда көп сатылы тазалау қолданылады.