ما هو الترشيح الفائق للمياه؟

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-02 13:49

طريقة فعالة لتنقية المياه هي إجبارها على اختراق أغشية شبه منفذة. تصنف عمليات الترشيح حسب حجم الجسيمات المراد فصلها:

• الترشيح الدقيق من خلال الأغشية ذات أحجام المسام من 0.05 إلى 10 ميكرون ؛
• الترشيح الفائق - المسام من 0.001 ميكرومتر إلى 0.05 ميكرومتر ؛
• التناضح العكسي والترشيح النانوي - المسام 1 نانومتر وأقل.

تم تصميم الترشيح الفائق للمياه لإزالة الكائنات الحية الدقيقة والشوائب العيانية منه التي لا تمر عبر مسام الغشاء.

الآلية التقليدية لفلاتر الردم تعتمد على تنظيف الجاذبية. يشبه الترشيح الفائق الغربلة من خلال منخل مسامي ، حيث يتم فصل جميع الجزيئات ذات القطر الأكبر.

أنواع الأغشية

عناصر المرشح عبارة عن صفائح مسطحة أو ألياف ذات شعيرات دموية. من خلال السابق ، يتم إجراء الترشيح الفائق لمياه الصرف الصحي بشكل أساسي ، وهذا الأخير مخصصمعالجة المياه.

الألياف مصنوعة بشكل أساسي من قناة واحدة ، بقطر داخلي يبلغ حوالي 0.8 مم. يتعرضون لضغط متكرر ويمكن تدميرهم عن طريق الغسيل العكسي. تحتوي الألياف متعددة القنوات على شعيرات دموية متعددة وهي أقوى بكثير.

الأغشية مصنوعة من البوليمرات مثل بوليستر سلفون. يمكن تغيير معلماته بإضافة مواد تركيبية أخرى. يتيح النطاق الواسع للأس الهيدروجيني للسوائل التي تتم معالجتها تنظيف عناصر المرشح بشكل فعال.

يجب تطهير أغشية البوليمر بشكل دوري ، حيث تحب الميكروبات أكل المواد العضوية وتشكيل مستعمرات عليها.

غشاء خزفي طويل الأمد ، يتم غسله جيدًا بالمنظفات. سعره اعلي لكن عمر الخدمه يصل الي 10 سنوات

طرق الترشيح

يتكون نظام الترشيح الفائق للمياه من وحدات مملوءة بألياف مسامية مجوفة. يدخل السائل الأولي الشعيرات الدموية ، وبعد ذلك يحدث الترشيح من خلال الجدران الجانبية. التغذية العكسية ممكنة أيضًا.

يتم إجراء التنظيف بواسطة المرشح مع إمدادها في الاتجاه المعاكس. يضمن التوزيع المنتظم للسائل خارج الألياف إزالة الرواسب من الشعيرات الدموية. من المهم هنا اختيار وضع التنظيف الصحيح بحيث يسهل إزالة الطبقة الملوثة.

تعمل المرشحات في وضعين ، أحدهما الضغط: يتم توفير الماء لغلاف الجهاز تحت الضغط.يتم تنفيذ طريقة الغمر باستخدام أغشية مخفضة في وعاء مفتوح. يتم إنشاء فراغ على جانب المخرج ويتم امتصاص السائل من خلال مادة المرشح.

يتم ترتيب الوحدات بشكل عمودي. يدخلهم الماء من طرف ويخرج من الطرف الآخر. عادة لا يتجاوز عدد الوحدات في مرشح واحد وحدتين. نتيجة لذلك ، يتطلب الأمر عددًا أقل من الحشيات ، مما يقلل من احتمالية حدوث تسرب. الوحدات العمودية ملائمة للصيانة والاختبار. إنها سهلة التثبيت والإزالة.

أوضاع التصفية

عند إجراء الترشيح الفائق للمياه ، يمكن أن تعمل المرشحات في أوضاع مسدودة وعرضية. في الحالة الأولى ، يتم تنقية كل المياه التي يتم توفيرها. تتم إزالة الرواسب من الغشاء بشكل دوري أثناء عملية الشطف أو مع تيار التصريف. يتلف الغشاء بسرعة ويجب أن يظل الضغط منخفضًا عبره ، مما يقلل من أداء الجهاز. تستخدم الطريقة لمعالجة المياه ، مع تركيز منخفض من المعلقات.

في الوضع العرضي ، يدور الوسط المفلتر على طول سطح الغشاء وتتشكل رواسب صغيرة عليه. يجعل اضطراب التدفق في قناة الإمداد من الممكن تنقية المياه بتركيز عالٍ من المادة المعلقة. عيوب هذه الطريقة هي الزيادة في تكاليف الطاقة لخلق معدل تدفق مرتفع والحاجة إلى تركيب خطوط أنابيب إضافية.

معلمات الترشيح الفائق

المعلمات الرئيسية للترشيح الفائق هي:

1. الانتقائية - نسبة تراكيز الشوائب فيالمياه الملوثة (C_in.) وفي الترشيح (C_out.): R=(1 - C_{out./ С}in. _{) ∙ 100٪. بالنسبة لعملية الترشيح الفائق ، فهي كبيرة ، مما يسمح لك بحبس أصغر الجزيئات ، بما في ذلك البكتيريا والفيروسات.}
2. استهلاك الترشيح - كمية المياه النقية لكل وحدة زمنية.
3. استهلاك المرشح المحدد - كمية المنتج الذي يمر عبر 1 متر2من منطقة الغشاء. يعتمد على خصائص عنصر المرشح ونقاء مصدر المياه.
4. هبوط ضغط الغشاء - الفرق بين الضغط على جانب العرض وجانب المرشح.
5. النفاذية هي النسبة بين معدل التدفق المحدد للفلترة وانخفاض الضغط عبر الغشاء.
6. الكفاءة الهيدروليكية - النسبة بين معدل تدفق المرشح ومياه المصدر المزودة.

الترشيح الفائق لتطهير المياه

تشمل الطرق التقليدية لإزالة الكائنات الحية الدقيقة التقنيات التي تستخدم الكواشف. يتكون الترشيح الفائق للمياه من الفصل المادي للكائنات الدقيقة والغرويات منه بسبب صغر حجم مسام الغشاء. تتمثل ميزة الطريقة في إزالة جثث الكائنات الحية الدقيقة والطحالب والمواد العضوية والجزيئات الميكانيكية. في الوقت نفسه ، ليست هناك حاجة إلى معالجة خاصة للمياه ، وهو أمر إلزامي في حالات أخرى. كل ما عليك فعله هو تشغيله من خلال مرشح ميكانيكي 30 ميكرون

عند شراء المرشحات ، تحتاج إلى تحديد أحجام مسام الأغشية. لإزالة الفيروسات تمامًا ، يجب أن تكون أقطار الفتحات عند مستوى 0.005 ميكرومتر. لأحجام المسام الكبيرة ، وظيفة التطهيرلن تعمل.

بالإضافة إلى ذلك ، توفر تقنية الترشيح الفائق تنقية المياه. يتم إزالة جميع المواد الصلبة العالقة تماما.

ترشيح فائق للمياه يحتوي على أجهزة متصلة بالتوازي مما يوفر الأداء اللازم للعملية وإمكانية استبدالها أثناء التشغيل.

تنقية المياه قبل فلاتر التبادل الأيوني

الراتنج فعال في الاحتفاظ بالجسيمات الغروية 0.1-1.0 ميكرومتر ، لكنها تسد الحبيبات بسرعة. لا يساعد التنظيف والتجديد هنا. من الصعب بشكل خاص إزالة جزيئات SiO_{2، والتي تتوفر بكثرة في الآبار ومياه الأنهار. بعد الانسداد ، يبدأ الراتنج في نمو الكائنات الحية الدقيقة في الأماكن غير المغسولة بمحلول التنظيف.}

مبادلات أيون مسدودة أيضًا بزيوت مستحلب لا يمكن إزالتها. يكون الانسداد شديدًا لدرجة أنه من الأسهل تغيير الفلتر بدلاً من فصل الزيت عنه.

ترشيح حبيبات الراتنجات مسدودة بنشاط بمركبات عالية الجزيئات. يزيلها الكربون المنشط جيدًا ، لكن لها عمر خدمة قصير.

راتنجات التبادل الأيوني فعالة مع الترشيح الفائق الذي يزيل أكثر من 95٪ من الغرويات.

معالجة المياه - الترشيح الفائق قبل التناضح العكسي

يتم تقليل تكاليف التشغيل عن طريق التثبيت التدريجي للفلاتر مع تقليل متتالي في حجم الجسيمات المحتجزة. إذا تم تثبيت تنظيف خشن قبل وحدة الترشيح الفائق ، فإنه يزيد من كفاءة أنظمة التناضح العكسي.هذه الأخيرة حساسة للمواد الندفية الأنيونية وغير الأيونية إذا تم إجراء تخثر الملوثات في المرحلة الأولية.

المواد العضوية الجزيئية الكبيرة تسد مسام أغشية التناضح العكسي بسرعة. تتضخم بسرعة مع الكائنات الحية الدقيقة. يحل الترشيح المسبق للمياه جميع المشاكل وهو فعال من حيث التكلفة عند استخدامه مع التناضح العكسي.

معالجة مياه الصرف الصحي

معالجة مياه الصرف الصحي بالترشيح الفائق تجعل من الممكن إعادة استخدامها في الصناعة. إنها مناسبة للاستخدام في الهندسة ، ويتم تقليل الحمل التكنولوجي على المسطحات المائية المفتوحة لأغراض الشرب.

تُستخدم تقنيات الأغشية لمعالجة مياه الصرف الصحي من إنتاج الجلفنة والمنسوجات ، في صناعة الأغذية ، وأنظمة إزالة الحديد ، عند إزالة اليوريا ، والإلكتروليتات ، ومركبات المعادن الثقيلة ، والمنتجات النفطية ، وما إلى ذلك من المحاليل. وهذا يزيد من كفاءة العلاج ويبسط التكنولوجيا.

مع الشوائب ذات الوزن الجزيئي المنخفض ، يمكن أن ينتج الترشيح الفائق مركزات منتج نقية.

مشكلة فصل الزيوت المستحلب عن الماء مهمة بشكل خاص. ميزة تقنية الأغشية هي بساطة العملية ، وانخفاض استهلاك الطاقة وعدم الحاجة إلى المواد الكيميائية.

معالجة المياه السطحية

كان الترسيب والترشيح طرقًا فعالة في السابق لتنقية المياه. تتم إزالة الشوائب ذات الأصل الطبيعي هنا بشكل فعال ، ولكن ظهرت الآن الملوثات التكنولوجية ، والتي من أجل إزالتهاطرق التنظيف الأخرى مطلوبة. تنشأ العديد من المشاكل بشكل خاص عن طريق الكلورة الأولية للمياه ، والتي تشكل مركبات الكلور العضوي. إن استخدام مراحل تنقية إضافية بالكربون المنشط والأوزون يزيد من تكلفة المياه.

يسمح لك الترشيح الفائق بالحصول على مياه الشرب مباشرة من المصادر السطحية: تتم إزالة الطحالب والكائنات الحية الدقيقة والجزيئات العالقة والمركبات الأخرى منه. الطريقة فعالة مع التخثر الأولي. في الوقت نفسه ، لا يلزم الاستقرار الطويل ، لأن تكوين رقائق كبيرة ليس ضروريًا.

يسمح لك تركيب الترشيح الفائق للمياه (الصورة أدناه) بالحصول على نوعية جيدة باستمرار من المياه النقية دون استخدام معدات وكواشف معقدة.

أصبح استخدام طرق التخثر غير فعال لأن العديد من المركبات العضوية في الماء لا يتم اكتشافها بواسطة طريقة أكسدة برمنجنات البوتاسيوم التقليدية. بالإضافة إلى ذلك ، يختلف المحتوى العضوي بشكل كبير ، مما يجعل من الصعب تحديد التركيز المطلوب للكواشف.

الخلاصة

يسمح لك الترشيح الفائق للمياه عبر الأغشية بتحقيق النقاء المطلوب بأقل استهلاك للكواشف. يمكن استخدام المياه العادمة بعد المعالجة للأغراض الصناعية.

الترشيح الفائق ليس فعالًا دائمًا. لا تسمح الطريقة بإزالة بعض المواد مثل مركبات الكلور العضوي وبعض الأحماض الدبالية. في مثل هذه الحالات ، يتم تطبيق التنظيف متعدد المراحل.