Mikrofiltrering: Hvordan Sammenligner det ?

Økt fokus på teknologier som møter strammere regulatoriske krav og økt offentlig press har motivert kommunene til å ta en seriøs titt på mikrofiltrering (MF) membraner som et levedyktig behandlingsalternativ. Denne artikkelen er ment å gjøre deg kjent med det grunnleggende og diskutere hvordan det sammenlignes med konvensjonelle alternativer.

Hva Er Mikrofiltrering?

Mikrofiltrering er en av en rekke membranprosesser. Råvann filtreres ved å passere gjennom et plast-eller polymermateriale som inneholder millioner av små porer (Se Figur 1). Filtrering skjer fordi membranporene er store nok til å tillate vann å passere skjønt, men likevel små nok til å begrense passasjen av uønskede materialer som partikler og patogene organismer.

Fordi denne filtreringen er en i en «familie» av membraner, er det nyttig å sammenligne den med andre, kanskje mer kjente, membranteknologier, inkludert omvendt osmose (RO), nanofiltrering (NF) og ultrafiltrering (UF). Den primære forskjellen mellom membrantypene er størrelsen på porene i membranmaterialet: jo mindre hullene er, desto mindre materialer fjerner membranen. Hver membran har et bestemt bruksområde som den passer best til (Se Tabell 1).

denne membranen har en typisk porestørrelse på 0,2 µ. Det er best egnet for fjerning av partikler, turbiditet, suspenderte faste stoffer og patogener som Cryptosporidium og Giardia. En Typisk Cryptosporidium oocyst er omtrent 3p; 5µ i størrelse, som er 15p; 25 ganger større enn porene. Denne membranen opererer ved lave trykk på omtrent 3p; 15 TMP.

Hvordan Mikrofiltrering Fungerer

Membrankonfigurasjon kan variere mellom produsenter, men typen «hulfiber» er den mest brukte. Membraner i den hule fibertypen støpes i rør med liten diameter eller sugerør, nominelt en meter lang. Tusenvis av disse sugerør er buntet sammen og endene er bundet til en epoxy skott eller » potting.»Endene av potting er avskåret for å gi tilgang til innsiden av fibrene fra slutten av potting. Buntene blir deretter forseglet i et hus som vanligvis ER PVC eller rustfritt stål. Den forseglede pottingen skaper et separat, forseglet rom i modulen som isolerer tilgang til innsiden av fibrene fra tilgang til utsiden. Denne membran-og boligkombinasjonen kalles en modul. Det tillater vann å bli tvunget gjennom fiberveggene uten kortslutning.

Systemdesign gjøres når ønsket strømningshastighet og vannforhold er kjent, og en pilot har blitt utført for å bestemme det nødvendige antall moduler. Modulene blir deretter ført sammen på en måte som vil tillate vann å bli tvunget fra den ene siden av fibrene gjennom membranveggen og samlet fra filtratsiden av modulene.

vanligvis pumpes vannet fra utsiden av fibrene, og det rene vannet samles fra innsiden av fibrene. Dette kalles» utenfor-til-innsiden » flyt (Se Figur 2). Denne strømningsretningen reverseres noen ganger avhengig av produsent og membrankonfigurasjon.

Mikrofiltreringsmembraner som brukes i drikkevann programmer vanligvis opererer i» dead-end » flyt regime. I blindstrøm filtreres alt vannet som tilføres membranen gjennom membranen(Se Figur 3). En filterkake som må periodisk tilbakespyles fra membranoverflaten. Utvinningsgraden er normalt større enn 90 prosent på kilder som har ganske høy kvalitet, lav turbiditet feeds.

Backwashing

Periodisk backwashing utføres for å fjerne filtrerte materialer fra membranoverflaten. En vann-bare backwash backflushes en bølge av filtrert vann gjennom membranen å løfte sediment fra overflaten og skylle den til avfall. Noen produsenter bruker kjemisk backwashing eller høyt trykk «air-ram» backwashing. Målet er imidlertid det samme uansett metode: å fjerne faste stoffer fra membranen ved å løfte smuss bort. Backwashing utføres en gang hver 10p; 20 minutter og gjøres normalt på tidsbestemt basis for å forhindre alvorlig begroing som kan oppstå hvis betydelig trykk ble tillatt å bygge opp mellom backwashes.

Kjemisk Rengjøring

SELV med backwashing vil MF membraner sakte falle. Dette indikeres av en gradvis økning i driftstrykket. For å opprettholde systemytelsen over en lengre periode, brukes kjemisk rengjøring. Vanligvis preformed hver til fire uker, brukes den til å rengjøre og sterilisere membranen. Flere kjemiske rengjøringsteknikker kan benyttes, inkludert klorert rengjøring (bare visse membraner tåler denne metoden), syrerengjøring, kaustisk rengjøring eller en rekke proprietære løsninger.

Mikrofiltrering vs. Konvensjonelle

MF membraner har mange funksjoner som sammenligner med konvensjonelle systemer, for eksempel kostnadskonkurranseevne. Ved første gjennomgang ser det ut til at kostnaden for en membranpakke er høyere enn utstyr for konvensjonelle filtre. MF-systemet er imidlertid mer en komplett pakke enn filtre alene. En kilde vann mf anlegget er i hovedsak fullført. Det er ingen kjemiske pre-feed utstyr eller feed kontroller, ingen flash miksere, ingen flocculators, og ingen komplisert betong arbeid som settling og filter bassenger. Som et resultat sammenligner den totale kostnaden for ET mf-system ofte gunstig med sin konvensjonelle motpart.

MF-systemer er enkle å betjene, da filtrering, tilbakespyling og rengjøring utføres automatisk. I tillegg, fordi det filtrerer via en fysisk belastningsmekanisme, KREVER MF vanligvis ingen kjemisk formating og kjemisk bruk holdes på et minimum. Det er ingen kompliserte kjemiske matesystemer for å overvåke og optimalisere. Videre, siden nesten alle bakterier, turbiditet og patogener fjernes fra vannet, kan mengden etterklorering også reduseres. Til slutt betyr fraværet av kjemisk pre-feed ingen kunnskap om kjemisk blanding og flokkulering er nødvendig.<

med belastningsmekanismen endres ikke den filtrerte vannkvaliteten med pigger i råvannskvaliteten. Siden membranen utelukker alle partikler som er større enn porestørrelsen, vil membranen konsekvent fjerne partikler uavhengig av mengden tilstede. Resultatet er at en topp i feed turbiditet ikke vil dukke opp i avløpet turbiditet. Konvensjonelle systemer krever derimot nøye overvåking og drift av anleggsoperatøren, noe som ikke alltid er mulig med mindre systemer der operatørene bare kan være på stedet periodisk.

Figur 4 og 5 viser typiske driftsdata fra en studie utført for et lite samfunn. Forsyningsvannkilden er en som opplever relativt høye turbiditetspigger under stormhendelser. Grafene er for rå og filtrert turbiditet og partikkelantall. De illustrerer konsistensen av filtrert vannkvalitet over studiens varighet.

membranene fungerer som en fysisk barriere for patogener som Cryptosporidium Og Giardia samt bakterier. En TYPISK MF porestørrelse er 0.2 µ, og Et Cryptosporidium er mellom 3p;5 µ. Som det fremgår av grafene, er selv den minste Cryptosporidium-oocysten 15 ganger større enn membranporen. Med økt offentlig bekymring over patogen fjerning i drikkevann, er denne funksjonen en primær fordel.

Omvendt Osmose / Nanofiltrering

RO membraner er i stand til de fineste separasjoner og brukes for oppmykning, kjemisk gjenvinning, avsalting, nitrat og sulfat fjerning, og radium fjerning. NF, noen ganger kalt «lekkende omvendt osmose», er nært beslektet, i stand til noe mykning og fjerning av farge, THM-forløpere / organiske stoffer, plantevernmidler, metaller og virus. «Tetthet» av membranen er beskrevet I Form Av Molekylvekt Avskåret (MWCO) og prosent avvisning av visse ioniske stoffer som salt. I mange tilfeller, kjemisk pre-feed og riktig forbehandling er avgjørende for å opprettholde anlegget drift ved å minimere begroing. RO membraner opererer i 200p; 500 psi trans-membran trykk (TMP) rekkevidde for de fleste kommunale applikasjoner. NF membraner opererer vanligvis i 60p; 200 psi TMP rekkevidde. TMP er trykktapet over membranen.

Ultrafiltrering

denne membranen har en typisk porestørrelse på ca. 0,002 p; 0,05 µ (mikron, 10-6 m, 1/25 000 tommer). Ultrafiltrering brukes ofte til fjerning av makromolekyler, kolloider, virus og proteiner i biomedisinsk og farmasøytisk industri. Ultrafiltrering brukes noen ganger på overflate – eller grunnvannsbehandling for drikkevann når kildevannet er konsekvent lavt i turbiditet med liten sjanse for pigger. De opererer vanligvis i 20p; 50 psi TMP-serien.

Konklusjon

Mikrofiltrering Er en voksende teknologi som kan oppfylle behovene til stadig strengere regulatoriske og offentlige press.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.