Mikroszűrés: hogyan hasonlítható össze ?

a szigorúbb szabályozási követelményeknek megfelelő technológiákra való fokozott összpontosítás és a megnövekedett lakossági nyomás arra ösztönözte az önkormányzatokat, hogy komolyan vizsgálják meg a mikroszűrő (MF) membránokat, mint életképes kezelési lehetőséget. Ez a cikk célja, hogy megismertesse Önt az alapokkal, és megvitassa, hogyan viszonyul a hagyományos alternatívákhoz.

mi a mikroszűrés?

a mikroszűrés számos membránfolyamat egyike. A nyers vizet olyan műanyag vagy polimer anyagon keresztül szűrjük, amely több millió kis pórust tartalmaz (lásd az 1.ábrát). A szűrés azért történik, mert a membrán pórusai elég nagyok ahhoz, hogy lehetővé tegyék a víz áthaladását, mégis elég kicsik ahhoz, hogy korlátozzák a nemkívánatos anyagok, például a részecskék és a patogén organizmusok áthaladását.

mivel ez a szűrés a membránok “családjába” tartozik, hasznos összehasonlítani más, talán ismertebb membrántechnológiákkal, beleértve a fordított ozmózist (Ro), a nanoszűrést (NF) és az ultraszűrést (UF). A membránok típusai közötti elsődleges különbség a membrán anyagában lévő pórusok mérete: minél kisebbek a lyukak, annál kisebb anyagokat távolít el a membrán. Minden membránnak van egy meghatározott alkalmazási köre, amelyre a legalkalmasabb (lásd az 1.táblázatot).

ennek a membránnak a tipikus pórusmérete 0,2 MHz. Ez a legalkalmasabb eltávolítására részecskék, zavarosság, szuszpendált szilárd anyagok, és a kórokozók, mint a Cryptosporidium és Giardia. Egy tipikus Cryptosporidium oociszta körülbelül 3p; 5 KB, ami 15P; 25-ször nagyobb, mint a pórusok. Ez a membrán körülbelül 3P; 15 TMP alacsony nyomáson működik.

hogyan működik a mikroszűrés

a membrán konfigurációja gyártónként változhat, de az “üreges rost” típus a leggyakrabban használt. Az üreges rost típusú membránokat kis átmérőjű csövekbe vagy szalmákba öntik, névlegesen egy méter hosszúak. Ezeknek a szívószálaknak ezreit kötik össze, a végeket pedig epoxi válaszfalba vagy “cserepesbe” kötik.”A cserepek végeit levágják, hogy a cserepek végétől hozzáférhessenek a szálak belsejéhez. A kötegeket ezután egy házba zárják, amely általában PVC vagy rozsdamentes acél. A lezárt cserepes létrehoz egy külön, lezárt helyet a modulban, amely elkülöníti a szálak belsejéhez való hozzáférést a külső hozzáféréstől. Ezt a membrán és a ház kombinációt modulnak nevezzük. Lehetővé teszi a víz kényszerítését a szálfalakon rövidzárlat nélkül.

a rendszer tervezése akkor történik meg, ha a kívánt áramlási sebesség és a vízviszonyok ismertek, és a szükséges modulok számának meghatározásához kísérleti műveletet hajtottak végre. A modulokat ezután olyan módon vezetjük össze, amely lehetővé teszi, hogy a szálak egyik oldaláról vizet kényszerítsünk a membránfalon keresztül, és összegyűjtsük a modulok szűrletoldaláról.

jellemzően a vizet a szálak külső részéből pumpálják, a tiszta vizet pedig a szálak belső részéből gyűjtik össze. Ezt nevezzük “kívül-belül” áramlásnak (lásd a 2.ábrát). Ez az áramlási irány néha megfordul a gyártótól és a membrán konfigurációjától függően.

mikroszűrő membránok használt ivóvíz alkalmazások általában működnek a “zsákutca” áramlási rendszer. Zsákutca áramlás esetén a membránba táplált összes vizet a membránon átszűrjük (lásd a 3.ábrát). Egy szűrő torta, amelyet rendszeresen vissza kell mosni a membrán felületéről. A visszanyerési arány általában meghaladja a 90% – ot azoknál a forrásoknál, amelyek meglehetősen jó minőségű, alacsony zavarosságú hírcsatornákkal rendelkeznek.

Visszamosás

időszakos visszamosást végeznek a szűrt anyagok membránfelületről történő eltávolítására. A csak vízzel történő visszamosás visszafolyja a szűrt víz túlfeszültségét a membránon keresztül, hogy felemelje az üledéket a felszínről, és öblítse le a hulladékba. Egyes gyártók kémiai visszamosást vagy nagynyomású “air-ram” visszamosást használnak. A cél azonban módszertől függetlenül ugyanaz: a szilárd anyagok eltávolítása a membránból a szennyeződés eltávolításával. A visszamosást 10P;20 percenként egyszer hajtják végre, és általában időzített alapon történik annak érdekében, hogy megakadályozzák a súlyos szennyeződést, amely akkor fordulhat elő, ha a visszamosások között jelentős nyomás keletkezhet.

kémiai tisztítás

az MF membránok még visszamosás esetén is lassan romlanak. Ezt az üzemi nyomás fokozatos növekedése jelzi. A rendszer teljesítményének hosszabb ideig történő fenntartása érdekében kémiai tisztítást alkalmaznak. Általában előformázott minden egy-négy hét, akkor használják, hogy tiszta és sterilizálja a membrán. Számos kémiai tisztítási technika alkalmazható, beleértve a klórozott tisztítást (csak bizonyos membránok képesek ellenállni ennek a módszernek), a savas tisztítást, a maró tisztítást vagy számos szabadalmaztatott megoldást.

mikroszűrés vs. A hagyományos

MF membránok számos olyan tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek összehasonlíthatók a hagyományos rendszerekkel, például a költség-versenyképességgel. Az első felülvizsgálat során úgy tűnik, hogy a membráncsomag költsége magasabb, mint a hagyományos szűrők berendezései. Az MF rendszer azonban inkább teljes csomag, mint önmagában a szűrők. A forrásvíz MF üzem lényegében teljes. Nincsenek kémiai előtoló berendezések vagy előtoló vezérlők, nincsenek vaku keverők, nincsenek flokkulátorok, és nincsenek bonyolult betonmunkák, például ülepítés és szűrőmedencék. Ennek eredményeként az MF rendszer összköltsége gyakran kedvezően hasonlít a hagyományos társához.

az MF rendszerek könnyen kezelhetők, mivel a szűrés, a visszamosás és a tisztítás automatikusan történik. Ezenkívül, mivel fizikai feszítő mechanizmuson keresztül szűr, az MF általában nem igényel kémiai előkezelést, és a kémiai felhasználást minimálisra kell csökkenteni. Nincsenek bonyolult kémiai takarmányrendszerek, amelyek nyomon követhetők és optimalizálhatók. Továbbá, mivel szinte az összes baktériumot, zavarosságot és kórokozót eltávolítják a vízből, a szükséges posztklórozás mennyisége is csökkenthető. Végül, a kémiai előtolás hiánya azt jelenti, hogy nincs szükség a kémiai keverés és a flokkuláció ismeretére.<

a szűrőmechanizmussal a szűrt víz minősége nem változik a nyersvíz minőségének tüskéivel. Mivel a membrán kizár minden, a pórusméreténél nagyobb részecskét, a membrán a jelenlévő mennyiségtől függetlenül következetesen eltávolítja a részecskéket. Az eredmény az, hogy a takarmány zavarosságában fellépő tüske nem jelenik meg a szennyvíz zavarosságában. A hagyományos rendszerek viszont szoros ellenőrzést és üzemeltetést igényelnek az üzem üzemeltetőjétől, ami nem mindig lehetséges kisebb rendszerek esetén, ahol az üzemeltetők csak időszakosan tartózkodhatnak a helyszínen.

a 4.és 5. ábra egy kis közösség számára végzett vizsgálatból vett tipikus működési adatokat ábrázol. Az ellátási vízforrás viszonylag magas zavarossági tüskéket tapasztal a vihar eseményei során. A grafikonok a nyers és szűrt zavarosság és a részecskeszám. Ezek szemléltetik a szűrt vízminőség konzisztenciáját a vizsgálat időtartama alatt.

a membránok fizikai gátként hatnak az olyan kórokozókra, mint a Cryptosporidium és a Giardia, valamint a baktériumok. Egy tipikus MF pórusméret 0,2 km, a Cryptosporidium pedig 3p;5 km között van. Amint az a grafikonokon látható, még a legkisebb Cryptosporidium oociszta is 15-ször nagyobb, mint a membrán pórusa. A lakosság fokozott aggodalma miatt kórokozó eltávolítása az ivóvízben, ez a funkció elsődleges előny.

fordított ozmózis / Nanoszűrés

az RO membránok képesek a legfinomabb elválasztásokra, és lágyításra, kémiai visszanyerésre, sótalanításra, nitrát és szulfát eltávolítására, valamint rádium eltávolítására szolgálnak. Az NF, amelyet néha “szivárgó fordított ozmózisnak” neveznek, szorosan összefügg, képes a szín, a THM prekurzorok/szerves anyagok, peszticidek, fémek és vírusok lágyítására és eltávolítására. A membrán” szorosságát ” a molekulatömeg levágása (Mwco) és bizonyos Ionos anyagok, például a só százalékos kilökődése alapján írják le. Sok esetben a kémiai előkezelés és a megfelelő előkezelés kritikus fontosságú az üzem működésének fenntartásában a szennyeződés minimalizálásával. Az RO membránok a 200P;500 psi transzmembrán nyomás (TMP) tartományban működnek a legtöbb önkormányzati alkalmazáshoz. Az NF membránok általában a 60p;200 psi TMP tartományban működnek. A TMP a membránon keresztüli nyomásveszteség.

ultraszűrés

ennek a membránnak a tipikus pórusmérete körülbelül 0,002 p;0,05 USD (mikron, 10-6 m, 1/25 000 hüvelyk). Az ultraszűrést gyakran használják makromolekulák, kolloidok, vírusok és fehérjék eltávolítására az orvosbiológiai és gyógyszeriparban. Az ultraszűrést néha felszíni vagy talajvíz kezelésére alkalmazzák ivóvíz céljából, amikor a forrásvíz állandóan alacsony zavarosságú, kevés a tüskék esélye. Általában a 20P;50 psi TMP tartományban működnek.

következtetés

a mikroszűrés egyre növekvő technológia, amely képes kielégíteni az egyre szigorúbb szabályozási és nyilvános nyomás igényeit.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.