Mikrosuodatus: miten se vertaa ?

lisääntynyt keskittyminen tiukemmat viranomaisvaatimukset täyttäviin teknologioihin ja Lisääntynyt julkinen paine on motivoinut kuntia harkitsemaan vakavasti mikrosuodatuskalvojen käyttöä varteenotettavana hoitovaihtoehtona. Tämän artikkelin tarkoituksena on tutustuttaa sinut perusasioihin ja keskustella siitä, miten se vertaa perinteisiin vaihtoehtoihin.

mitä mikromuovi on?

mikrosuodatus on yksi useista kalvoprosesseista. Raakavesi suodatetaan läpäisemällä muovi-tai polymeerimateriaali, joka sisältää miljoonia pieniä huokosia (KS.Kuva 1). Suodatus tapahtuu, koska kalvo huokoset ovat riittävän suuria, jotta vesi voi kulkea vaikka, mutta tarpeeksi pieni rajoittaa kulkua ei-toivottujen materiaalien, kuten hiukkasten ja patogeenisten organismien.

koska tämä suodatus kuuluu kalvojen ”perheeseen”, on hyödyllistä verrata sitä muihin, ehkä tutumpiin kalvoteknologioihin, kuten käänteisosmoosi (RO), nanosuodatus (NF) ja ultrasuodatus (UF). Kalvotyyppien ensisijainen ero on kalvomateriaalin huokosten koko: mitä pienemmät reiät, sitä pienemmät materiaalit kalvo poistaa. Jokaisella kalvolla on tietty käyttökohde, johon se soveltuu parhaiten (KS.Taulukko 1).

tämän kalvon tyypillinen huokoskoko on 0,2 µm. Se soveltuu parhaiten hiukkasten, sameuden, suspendoituneiden kiintoaineiden ja patogeenien kuten Cryptosporidiumin ja giardian poistoon. Tyypillinen Cryptosporidium oocyst on noin 3p;5µm kooltaan, joka on 15P; 25 kertaa suurempi kuin huokoset. Tämä kalvo toimii alhaisissa paineissa noin 3p; 15 TMP.

miten mikrosuodatus toimii

Kalvokokoonpano voi vaihdella valmistajakohtaisesti, mutta yleisimmin käytetään” ontto kuitu ” – tyyppiä. Onton kuitutyypin kalvot valetaan pieniin halkaisijaltaan oleviin putkiin tai pilleihin, nimellisesti metrin pituisiksi. Tuhansia näitä pillejä niputetaan yhteen ja päät sidotaan epoksilaipioksi eli ”pottingiksi”.”Valamisen päät leikataan pois, jotta valamisen päästä pääsee kuitujen sisäpuolelle. Niput sinetöidään koteloon, joka on yleensä PVC: tä tai ruostumatonta terästä. Suljettu ruukku luo erillisen, suljetun tilan moduuliin, joka eristää pääsyn kuitujen sisälle pääsystä ulkopuolelle. Tätä kalvon ja kotelon yhdistelmää kutsutaan moduuliksi. Sen avulla vesi pääsee tunkeutumaan kuituseinien läpi ilman oikosulkua.

järjestelmän suunnittelu tehdään, kun haluttu virtausnopeus ja vesiolosuhteet ovat tiedossa ja on tehty pilotti tarvittavan moduulimäärän määrittämiseksi. Tämän jälkeen moduulit johdetaan yhteen siten, että vesi pakotetaan kuitujen yhdeltä puolelta kalvoseinän läpi ja kerätään moduulien suodospuolelta.

tyypillisesti vesi pumpataan kuitujen ulkopuolelta ja puhdas vesi kerätään kuitujen sisäpuolelta. Tätä kutsutaan” ulko-sisävirtaukseksi ” (KS.kuva 2). Tämä virtaussuunta on joskus päinvastainen valmistajan ja kalvon kokoonpanon mukaan.

juotavissa vesisovelluksissa käytettävät Mikrosuodatusmembraanit toimivat yleensä ”umpikujavirtausjärjestelmässä”. Umpikujavirrassa kaikki kalvoon syötetty vesi suodatetaan kalvon läpi (KS.kuva 3). Kalvon pinnalta muodostuu suodatinkakku, joka on määräajoin huuhdeltava takaisin. Palautumisasteet ovat yleensä yli 90 prosenttia lähteistä, joilla on melko korkea laatu, alhainen sameus syötteet.

Takaisinpesu

määräaikainen takaisinpesu suoritetaan suodatettujen materiaalien poistamiseksi kalvon pinnalta. Vain vettä sisältävä selkävesi huuhtoo kalvon läpi suodatetun veden tulvan nostaakseen sedimentin pinnalta ja huuhtoakseen sen jätteeksi. Jotkut valmistajat käyttävät kemiallista takaisinpesua tai korkeapaineista ”air-ram” – takaisinpesua. Tavoite on kuitenkin sama menetelmästä riippumatta: poistaa kiinteät aineet kalvosta nostamalla likaa pois. Takaisinpesu suoritetaan kerran 10p; 20 minuuttia ja tehdään yleensä ajoitettu perusteella, jotta estetään vakava likaantuminen, joka voi tapahtua, jos merkittävä paine annetaan rakentaa välillä takaisinpesu.

Kemiallinen puhdistus

jopa takaisinpesulla MF-kalvot hiljalleen likaantuvat. Tämä ilmenee käyttöpaineen asteittaisena nousuna. Järjestelmän suorituskyvyn ylläpitämiseksi pitkällä aikavälillä käytetään kemiallista puhdistusta. Yleensä esimuotoiltu joka yksi tai neljä viikkoa, sitä käytetään puhdistaa ja steriloida kalvo. Useita kemiallisia puhdistustekniikoita voidaan käyttää, mukaan lukien klooripuhdistus (vain tietyt kalvot kestävät tätä menetelmää), happopuhdistus, syövyttävä puhdistus tai useita omia ratkaisuja.

mikrosuodatus vs. Perinteisillä

MF-kalvoilla on monia perinteisiin järjestelmiin verrattavia ominaisuuksia, kuten kustannuskilpailukyky. Ensimmäisen tarkastelun perusteella näyttää siltä, että kalvopaketin kustannukset ovat korkeammat kuin tavanomaisten suodattimien laitteet. MF-järjestelmä on kuitenkin enemmän kokonaisuus kuin pelkät suodattimet. Lähdevesilaitos MF on pääosin valmis. Ei ole kemiallisia esisyöttölaitteita tai syöttöohjauksia, ei salamasekoittimia, ei flokkareita, eikä monimutkaisia betonitöitä, kuten settoutus-ja suodatusaltaita. Tämän vuoksi RAHALAITOSJÄRJESTELMÄN kokonaiskustannukset ovat usein suotuisat verrattuna sen tavanomaiseen vastineeseen.

MF-järjestelmiä on helppo käyttää, sillä suodatus, takaisinpesu ja puhdistus suoritetaan automaattisesti. Lisäksi koska MF suodattaa fysikaalisen jännitysmekanismin kautta, se ei yleensä vaadi kemiallista esikäsittelyä ja kemikaalien käyttö on minimoitu. Ei ole monimutkaisia kemiallisia syöttöjärjestelmiä seurata ja optimoida. Koska vedestä poistetaan lähes kaikki bakteerit, sameus ja taudinaiheuttajat, myös tarvittavan jälkikloorauksen määrä voi vähentyä. Lisäksi kemiallisen esirehun puuttuminen tarkoittaa, että tietoa kemiallisesta sekoittumisesta ja flokkulaatiosta ei tarvita.<

siivilöintimekanismilla suodatetun veden laatu ei muutu piikeillä raakaveden laadussa. Koska kalvo sulkee pois kaikki sen huokoskokoa suuremmat partikkelit, kalvo poistaa partikkelit johdonmukaisesti riippumatta siitä, kuinka paljon niitä on. Tuloksena on, että rehun sameudessa oleva piikki ei näy jäteveden sameudessa. Perinteiset järjestelmät taas edellyttävät laitoksen toiminnanharjoittajan tarkkaa seurantaa ja toimintaa, mikä ei ole aina mahdollista pienemmissä järjestelmissä, joissa toiminnanharjoittajat voivat olla paikalla vain ajoittain.

kuvissa 4 ja 5 esitetään tyypillisiä käyttötietoja, jotka on otettu pienelle yhteisölle tehdystä tutkimuksesta. Tulovesilähde on sellainen, jossa esiintyy suhteellisen suuria sameuspiikkejä myrskytapahtumien aikana. Kuvaajat kuvaavat raakaa ja suodatettua sameutta ja hiukkasmääriä. Ne havainnollistavat suodatetun veden laadun johdonmukaisuutta tutkimuksen aikana.

kalvot toimivat fysikaalisena esteenä taudinaiheuttajille kuten Cryptosporidiumille ja Giardialle sekä bakteereille. Tyypillinen MF huokoskoko on 0,2 µm ja Cryptosporidium on välillä 3p; 5 µm. Kuten kuvaajista näkyy, pienikin Cryptosporidium-ookysti on 15 kertaa suurempi kuin kalvohuokoset. Kun yleinen huoli taudinaiheuttajien poistamisesta juomavedessä kasvaa, tämä ominaisuus on ensisijainen hyöty.

Käänteisosmoosi / Nanosuodatus

Ro-kalvot pystyvät hienoimpiin separaatioihin, ja niitä käytetään pehmenemiseen, kemialliseen talteenottoon, suolanpoistoon, nitraatin ja sulfaatin poistoon sekä radiumin poistoon. NF, joskus kutsutaan ”vuotava käänteisosmoosi,” on läheistä sukua, pystyy joitakin pehmentämällä ja poistamalla väri, THM lähtöaineiden/organics, torjunta-aineet, metallit, ja virukset. Kalvon ”tiiviyttä” kuvataan molekyylipainon Katkaisuna (MWCO) ja tiettyjen ionisten aineiden, kuten suolan, prosentuaalisena hylkimisenä. Monissa tapauksissa kemiallinen esikäsittely ja asianmukainen esikäsittely ovat kriittisiä laitoksen toiminnan ylläpitämisessä minimoimalla likaantuminen. Ro-kalvot toimivat 200p; 500 psi trans-membraanipaine (tmp) – alueella useimmissa kunnallisissa sovelluksissa. NF kalvot toimivat tyypillisesti 60p; 200 psi TMP alueella. TMP on painehäviö kalvon poikki.

ultrasuodatus

tämän kalvon tyypillinen huokoskoko on noin 0, 002 p;0, 05 µm (mikronia,10-6 m, 1/25, 000 tuumaa). Ultrasuodatusta käytetään usein makromolekyylien, kolloidien, virusten ja proteiinien poistamiseen biolääketieteessä ja lääketeollisuudessa. Ultrasuodatusta käytetään joskus juomakelpoiseen pinta-tai pohjaveden käsittelyyn, kun lähdevesi on tasaisen vähäistä sameutta ja piikkien mahdollisuus on pieni. Ne toimivat yleensä 20p; 50 psi TMP alueella.

johtopäätös

mikrosuodatus on kehittyvä teknologia, joka voi täyttää yhä tiukempien sääntelypaineiden ja julkisten paineiden tarpeet.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.