Filtratieprocessen / Iwa-publicatie
filtratieprocessen
filtratie is een proces dat deeltjes uit suspensie in water verwijdert. De verwijdering vindt plaats door middel van een aantal mechanismen waaronder persen, uitvlokking, sedimentatie en oppervlakteafvang. Filters kunnen worden ingedeeld volgens de belangrijkste methode van afvang, d.w.z. het uitsluiten van deeltjes aan het oppervlak van de filtermedia, d.w.z. het persen, of depositie in de media, d.w.z. diepfiltratie.
zeven bestaan in het algemeen uit een eenvoudige dunne fysieke barrière gemaakt van metaal of kunststof., Bij waterbehandeling worden ze meestal gebruikt bij de inlaat van het zuiveringssysteem om grote objecten (bijv. bladeren, vissen en grof afval) uit te sluiten. Deze kunnen handmatig of mechanisch geschraapt bar zeven. De afstand tussen de staven varieert van 1 tot 10 cm. Inlaatschermen kunnen veel kleinere afstand hebben gemaakt door dicht op elkaar geplaatste platen of zelfs fijn metaalweefsel. Deze laatste zijn meestal bedoeld om fijn slib en vooral algen te verwijderen en worden microstrainers genoemd.,
Filters, zoals gewoonlijk begrepen in waterzuivering, bestaan over het algemeen uit een medium waarin de meeste deeltjes in het water worden opgevangen. Dergelijke filters kunnen worden vervaardigd als wegwerpfilters voor cartridges, die geschikt kunnen zijn voor huishoudelijke (d.w.z. point-of-use behandeling) en kleinschalige industriële toepassingen. Grotere vormen van cartridge filters bestaan die kunnen worden gereinigd. Een versie is precoat filtratie waarbij een poreus steunvlak een offercoating van diatomeeënaarde of ander geschikt materiaal krijgt, telkens wanneer het filter is gereinigd., Bovendien wordt een kleine hoeveelheid diatomeeënaarde continu aangebracht tijdens het filtreren. In de meeste gevallen bevatten filters die worden gebruikt bij de gemeentelijke waterzuivering echter zand of een ander geschikt korrelig materiaal (bv. antraciet, gebroken glas of ander keramisch materiaal, of een ander relatief inert mineraal) als filtermedium. Filtratie met behulp van dergelijke filters wordt vaak aangeduid als diepgaande korrelige media filtratie.
korrelige mediafilters worden op twee verschillende manieren gebruikt, die gewoonlijk langzame zandfiltratie en snelle zwaartekracht-of drukfiltratie worden genoemd., Wanneer de filters worden gebruikt als laatste middel om deeltjes uit het water te verwijderen, kan het nodig zijn dat de filters worden voorafgegaan door een andere fase van scheiding tussen vaste en vloeibare stoffen (verduidelijking), zoals sedimentatie (Sedimentatieprocessen), flotatie van opgeloste lucht (Flotatieprocessen) of eventueel een eerste fase van filtratie.
andere processen vinden plaats in vaten die vergelijkbaar zijn met die welke worden gebruikt voor filtratie van korrelvormige media, en in sommige opzichten vertonen de processen wel overeenkomsten met filtratie, maar filtratie is niet het enige of primaire doel., Daarom worden dergelijke processen in dit artikel niet verder behandeld. Voorbeelden hiervan zijn vaten gevuld met korrelige actieve kool voor de verwijdering van opgeloste organische stoffen en vaten gevuld met ionenwisselingshars voor de verwijdering van anorganische en organische ionen. Er zijn toepassingen van filters die terwijl filtratie (verwijdering van deeltjes) plaatsvindt een secundair proces is bedoeld om ook plaats te vinden, bijvoorbeeld ijzer-en mangaanverwijdering, en arseenverwijdering.,
Strainers
Er is een grote verscheidenheid aan strainers met betrekking tot de manier waarop het straineren wordt uitgevoerd, met en door wat (Purchas, 1971). Het zeefdeel kan gemaakt zijn van metaal of ander inert materiaal, bijvoorbeeld plastic, katoen of keramiek. Als metaal, kan het gewoon een geperforeerde plaat, een raster van staven, een stapel schijven of geweven draad. Als plastic, kan het een raster, geweven of gewoon een gesmolten vilt. In cartridge filters kan de meestal wegwerp cartridge gewoon bestaan uit een poreus en niet-samendrukbaar materiaal of koord wond op een cilindrische ondersteuning., Cartridge filters vinden toepassing in het algemeen in kleinschalige toepassingen, zoals voor huishoudelijke point-of-use waterbehandeling.
slechts enkele soorten zeefjes zullen waarschijnlijk worden toegepast in de gemeentelijke waterzuivering. Sommige vereisen handmatige reiniging anderen worden mechanisch gereinigd en zelfs automatisch wanneer de drukval over hen een specifieke waarde bereikt. Een waterzuiveringsinstallatie kan een eenvoudige zeef bij de inlaat hebben om boomstammen, grote vissen en zwemdieren buiten te houden., Vervolgens is er misschien een fijne zeef met een opening die klein genoeg is om alle vissen, bladeren, algenklontjes enz .uit te sluiten, behalve de kleinste. Over het algemeen zou deze zeef automatisch moeten worden gereinigd. Waar algen een duidelijk probleem kunnen zijn, dan kan de staafzeef dicht op elkaar liggen en automatisch worden gereinigd, gevolgd door een microstrainer.
een bepaald type mechanische zeef heeft een beperkte toepassing gevonden in kleinere gemeentelijke waterzuiveringsinstallaties. Het persmedium is een bundel vezels. In de filtratiemodus wordt de bundel strak gedraaid., In de wasmodus wordt de bundel niet getwist en wordt het gevangen afval verwijderd door de waterstroom om te keren.
Precoatfilters
In precoatfiltratie wordt op een draagconstructie een dunne laag van een inert medium gelegd om een poreus zeefoppervlak te verkrijgen. De precoat laag kan worden gemaakt met losse vezels of poeders (Purchas, 1971). Een kleine hoeveelheid van de precoat of ander soortgelijk materiaal kan continu worden toegevoegd tijdens het filtreren, zodat ook dan een diepgaande filtratie plaatsvindt., Wanneer de weerstand tegen stroming te groot wordt dan worden de opgehoopte detritus en inert medium afgevoerd en de cyclus herhaald. In de meeste gevallen wordt het precoatmateriaal slechts één keer gebruikt en wordt het niet teruggewonnen en gerecycled.
Het is onwaarschijnlijk dat Precoatfiltratie in combinatie met coagulatie wordt gebruikt en daarom is de toepassing ervan in de gemeentelijke waterzuivering zeer beperkt.,
langzame zandfilters
bij langzame zandfiltratie is de filtratiesnelheid opzettelijk traag bij gebruik van zand dat kleiner is dan zand dat in snelle zandfilters wordt gebruikt, zodat deeltjes niet ver in het zandbed in de filterschaal worden gedreven. De belangrijkste mechanismen die plaatsvinden in langzame zandfilters is ophoping van een laag vuil op het oppervlak van het filter (persen) en capture binnen ongeveer de bovenste 20 cm van het zand. Dit puin wordt toegestaan om biologische activiteit te ontwikkelen die bijdraagt aan de behandeling van het water dat er doorheen gaat., Deze biologisch actieve laag wordt vaak de ‘schmutzdecke’genoemd. Omdat de filtratiesnelheid relatief traag is, ontwikkelt de weerstand tegen doorstroming door langzame zandfilters zich langzaam en kan het tot 3 maanden duren voordat het onaanvaardbaar wordt. Omdat de filtratiesnelheid traag is, is een groot gebied voor filtratie nodig. Bijgevolg worden de grote filters gereinigd door het verwijderen van de schmutzdecke met ongeveer 5 cm zand meestal met mechanische middelen., Uiteindelijk wordt de resterende zanddiepte te ondiep en wordt het resterende zand verwijderd, gereinigd en vervangen door extra schoon zand terug naar de oorspronkelijke begindiepte.
langzame zandfiltratie was de belangrijkste methode voor filtratie van drinkwater voordat snelle zandfiltratie werd ontwikkeld. Hoewel het een grote voetafdruk heeft, worden er nog steeds veel langzame zandfilters gebruikt. Tot de ontwikkelingen om ze kosteneffectiever te maken behoren onder meer: Zandverwijdering, wassen en vervangen zijn zoveel mogelijk gemechaniseerd.,de behoefte aan zandverwijdering is zo voorspelbaar mogelijk gemaakt, zodat de apparatuur en het personeel efficiënt kunnen worden gebruikt.de Filtratiesnelheden van
Er zijn twee belangrijke vereisten voor het goed functioneren van langzame zandfilters. Ten eerste mag het water dat in de filters terechtkomt geen ontsmettingsmiddel of andere chemische stof bevatten die de biologische activiteit van de schmutzdecke zou kunnen onderbreken., Ten tweede, als voorbehandeling met coagulatie wordt uitgevoerd, moeten de meeste van de resulterende floc-deeltjes worden verwijderd als onderdeel van de voorbehandeling, anders zal de floc de snelheid versnellen waarmee de weerstand tegen stroming door het filter ontstaat.
snelle zwaartekracht-en drukfilters
diepgaande korrelige mediafiltratie kan worden uitgevoerd onder zwaartekracht (snelle zwaartekrachtfiltratie) of onder druk (drukfiltratie). De basismechanismen van deeltjesverwijdering zijn fundamenteel hetzelfde in zowel zwaartekracht als drukmodi., De belangrijkste verschillen tussen de twee modi zijn waarschijnlijk hydraulisch, met name de verdeling van de stroom tussen filters en de regeling van de stroom door afzonderlijke filters.
het filtermedium is meestal zand, maar ander relatief inert materiaal kan worden gebruikt, maar de keuze hangt af van de kosten en welke andere doelstellingen er kunnen zijn. In sommige gevallen kan een deel van het zand worden vervangen door antraciet. De lagere dichtheid van het antraciet maakt het mogelijk om een grotere korrelgrootte te gebruiken, zodat na backwash de grotere antraciet bovenop het kleinere zand ligt., Op deze manier filtratie vindt plaats door eerst een grotere en dan een kleinere media om te helpen beter gebruik te maken van filter beddiepte.
het belangrijkste mechanisme van de dieptefiltratie is het opvangen van het oppervlak. Het gebied van de beschikbare media voor oppervlaktevastlegging is afhankelijk van zowel de diepte als de grootte van de media. Diepte en grootte bepalen ook de beschikbare ruimte voor de opslag van gevangen detritus. De korrelvorm van de filtermedia heeft ook invloed op het opvangen en opslaan, in die zin dat hoekige deeltjes de voorkeur hebben boven afgeronde deeltjes., Bij de keuze van de grootte moet rekening worden gehouden met hoe snel het medium kan worden geblokkeerd door gevangen detritus en het gemak waarmee het kan worden gewas. Ongeacht de keuze van media materiaal, de grootte meestal beperkt tot het bereik 0,5 tot 2,0 mm. de grootste toepassing van diepgaande filtratie in gemeentelijke waterbehandeling is na coagulatie, misschien ook met voorafgaande verduidelijking., De keuze van de coagulatiechemie, de toepassing ervan en de eventuele verduidelijking, bepalen de aard en de hoeveelheid van de deeltjes die door de filtratie worden verwijderd, wat op zijn beurt van invloed is op de keuze van de filtermedia, de diepte en de filtratiesnelheid.
bij de behandeling van drinkwater is diepfiltratie vaak de laatste en soms de enige fysieke barrière voor deeltjes. Daarom is de betrouwbaarheid van de prestaties van de filters belangrijk om de kwaliteit van het water na voltooiing van de behandeling voldoet aan de normen te waarborgen., De normen die in de desbetreffende verordeningen zijn vastgelegd, zijn aanzienlijk strenger geworden naarmate zij zich de afgelopen vijftig jaar hebben ontwikkeld. De betrouwbaarheid van de uitsluiting van Cryptosporodium-oöcysten is bijzonder zorgwekkend geweest.
het bed van korrelige filtermedia wordt gereinigd door backwash toe te passen., Dit houdt in het algemeen in: het water aftappen tot het bovenoppervlak ongeveer gelijk is aan de bovenkant van de media, het bed losmaken met lucht (luchtafschuring), water oppompen met een snelheid die groot genoeg is om het functionele deel van het bed van de filtermedia te fluïdiseren, een kort interval toestaan voor de media om te bezinken, en beginnen met het vullen van het filter met water van boven het bed terwijl het openen van de uitlaat, zodat filtratie langzaam begint. Een meer rigoureuze backwash kan worden bereikt als de water upwash wordt gestart met een verlaagd tempo terwijl de lucht schuren optreedt (gecombineerde lucht-water wassen)., Oudere filterinstallaties hebben soms andere functies, zoals mechanische harken of oppervlaktespoeling die werken tijdens upwash. De viscositeit van water is afhankelijk van de watertemperatuur. Daarom is het belangrijk dat de snelheid van upwash rekening houdt met de watertemperatuur om ervoor te zorgen dat het filtermedium wordt gefluïdiseerd.
Het is gebruikelijk om ten minste vier filters te hebben, zodat de filtratie kan doorgaan terwijl één filter opnieuw wordt gewassen. Grote zuiveringsinstallaties hebben veel meer dan vier in een groep, en mogelijk twee of meer onafhankelijke groepen filters.,
problemen met het werken van dieptefilters zijn:
- verlies van media tijdens backwash,
- ineffectieve backwashing resulterend in modderbinding van de media en de bijbehorende symptomen.
- korte filterlopen als gevolg van een snelle snelheid van kopstoot of een vroege doorbraak van deeltjes.,
Dit zijn meestal indicatoren zoals onjuiste upwash snelheid, problemen met het onderdrain systeem, overmatige dosering van polyelektrolyt, aanwezigheid van filterblokkerende algen, onjuiste keuze van een of beide filtermedia grootte en diepte, of gewoon een of beide onvoldoende voorafgaande coagulatie en verduidelijking. Trouble-shooting moet ook controleren in hoeverre de verdeling van de stroom tussen filters in een bank of groep billijk is of niet.
nieuwe vormen van korrelige Mediafilters
Er zijn een aantal relatief nieuwe vormen van korrelige mediafilters., Elk is een “paard voor een cursus” met zijn specifieke set van voor-en nadelen en dus relatieve geschiktheid voor certan toepassingen.
Upflowfilters
bij normale filtratie van korrelvormige media in diepte wordt de waterstroom door het filterbed naar beneden gebracht, behalve tijdens het terugspoelen. Het opstromen van water tijdens filtratie is mogelijk; het biedt een voordeel, maar levert ook problemen op., Bij backwashing van de filtermedia wordt normaal gesproken de media aangemoedigd om te stratificeren met het grootste en dichtste materiaal naar de onderkant van het filterbed en het kleinste en lichtste naar de bovenkant. Dit betekent dat in neerwaartse filtratie, de filtratie wordt geleidelijk door steeds grotere media, tenzij de media is strak gesorteerd voor de installatie. Dit is in tegenspraak met de ideale bedgeometrie van filtratie door steeds kleinere media. Hieruit volgt dat een van de manieren om deze situatie te vermijden is door naar boven te filteren., Opwaartse filtratie maakt het mogelijk om de capaciteit van de media om vaste stoffen te verzamelen en op te slaan beter te benutten. Echter, als het filterbed accumuleert afzetting en de weerstand tegen stroom door het verhoogt het bed geleidelijk meer kans om hydraulisch worden verstoord. Twee benaderingen zijn gebruikt om deze hydraulische verstoring te beperken. Het Immediumfilter maakt gebruik van een eenvoudig metalen rooster ongeveer 15 cm onder de bovenkant van het bed om het bed verdicht te houden. Het biflow-filter past downflowfiltratie toe aan de bovenkant van het bed om het onderste deel met upflowfiltratie verdicht te houden.,
een voorbehoud voor het gebruik van upflowfilters als de laatste fase van het verwijderen van vaste stoffen in drinkwaterzuivering is dat de terugvloeiingsstroom in dezelfde filterrichting is. Een ander voorbehoud is dat Filter doorbraak kan plotseling gebeuren. Het is dan ook waarschijnlijker dat upflowfilters worden aangetroffen in toepassingen waar de bescherming van de kwaliteit van het behandelde water niet zo streng hoeft te zijn als vereist is voor de drinkwaterbehandeling, hoewel ze geschikt kunnen zijn om te worden gebruikt als zuiveringsfase voorafgaand aan de normale diepte-filtratie.
a., Immediumfilters
het Immediumfilter werd in de jaren ‘ 60 in Nederland ontwikkeld. het belangrijkste kenmerk is het gebruik van een eenvoudig metalen rooster over het filterbed ongeveer 15 cm onder de bovenkant van het zand. Het rooster vertraagt het begin van de doorbraak van deeltjes in het water. Het rooster helpt om de verdichting van het zand te handhaven en vertraagt het begin van lokale penetratie van de stroming als het water paden van de minste weerstand door het zand vindt., Een punt wordt bereikt wanneer de stroom door zo ‘ n lage weerstandspad te groot is om deeltjes te verwijderen en groot genoeg is om het zand in het bovenste deel van het stromingspad te fluïdiseren. Dit kan worden waargenomen aan de bovenzijde van het bed door het verschijnen van ‘blaasgaten’.
b. biflow-filters
het biflow-filter werd ontwikkeld als alternatief voor het Immediumfilter. Zoals de naam al aangeeft, stroom voor filtratie is in twee richtingen. Het grootste deel van de stroom is naar boven vanaf de onderkant van het filterbed, terwijl het kleinere deel naar beneden vanaf de bovenkant van het filterbed is., De twee stromen ontmoeten elkaar een korte weg naar beneden het bed waar er een uitlaatrooster over het bed. Wanneer het filter moet worden gewassen, worden beide stromen gestopt en gedurende een paar minuten luchtafschuiving aangebracht voordat het afval met water wordt gewassen. Gecombineerde lucht-en waterspoeling kan alleen worden uitgevoerd als het filter hiervoor is ontworpen.
C. drijvende mediafilters
terwijl in Immedium-en Biflow-filters het filterzand samengeperst wordt gehouden, wordt in drijvende mediafilters de mediafilter als drijvend gekozen en wordt in het filter vastgehouden door een gaas boven de mediafilter., De media is geselecteerd om een lage dichtheid en dienovereenkomstig is meestal een plastic. Tijdens de filtratiemodus bevindt de media zich in een verdichte toestand onder het vasthoudende gaas. Wanneer de media moeten worden gewassen om het gevangen afval schoon te maken, wordt de opstroomsnelheid verlaagd om de verdichting vrij te geven en wordt er lucht door het bed opgeborreld. Bij de waterzuivering zijn drijfmedia-filters gebruikt als zuiveringsfase voorafgaand aan de normale filtratie
d. bewegende bedfilters
alle hierboven beschreven korrelige mediafilters hebben een doorstroom voor filtratie gestopt terwijl ze opnieuw zijn gewassen., In een bewegend bedfilter beweegt het filtermedium voortdurend, zodat de filtratie niet wordt onderbroken om het zand terug te spoelen. Het zand in de filterzone beweegt door zijn eigen gewicht langzaam naar beneden tegen de opwaartse stroming van het gefilterde water. In de conische bodem van het filter wordt het zand hydraulisch in een verticale buis omhoog gevoerd door het midden van het filterbed. Als het zand door de buis omhoog wordt gedragen, komen de gefilterde afzettingen vrij., Aan de bovenkant van de buis boven het filterbed zakt het zand uit het waswater en voert het terug naar de bovenkant van het filterbed, terwijl het vuile waswater gescheiden wordt gehouden van het gefilterde water dat uit de bovenkant van het filter komt. Om ervoor te zorgen dat het aandeel water dat verloren gaat in de wasstroom klein blijft, moeten de bewegende bedeenheden dicht bij de ontwerpcapaciteit worden gebruikt.
Celfilters
Er is een maximale grootte waarop een normaal filter kan worden gebouwd als het hele filterbed tegelijkertijd moet worden teruggezet., Als het filterbed in secties terug gewassen kan worden dan kan de filterschaal groter zijn. Een bed kan in secties worden teruggedraaid door het filterbed te delen door muren van de filtervloer tot net boven het bed, zodat een kap kan worden geplaatst over het gedeelte dat moet worden teruggedraaid. De kap is gemonteerd op een portaal dat loopt op rails langs de bovenkant van de belangrijkste zijwanden van het filter. Deze aanpak resulteert in lagere civieltechnische kosten, maar hogere werktuigbouwkundige kosten, in vergelijking met een groter aantal filters met een equivalent totaal filteroppervlak., De operationele betrouwbaarheid van een celfilter hangt sterk af van de werking van het portaal-en kapsysteem en hoe effectief de kap afdicht met de wanden van een cel.
automatische backwashfilters
naarmate de afzettingen zich ophopen in een filterbed neemt de weerstand tegen doorstroming door het bed toe. De stroom kan constant worden gehouden door een uitlaatklep te hebben die geleidelijk wordt geopend en minder weerstand tegen stroom door het te compenseren voor de verhoogde weerstand tegen stroom door het bed. Op deze manier blijft het waterniveau (kop) boven de media relatief constant., Als alternatief wordt de stroom naar het filter constant gehouden en blijft de stroom door het filter relatief constant met het waterniveau boven het bed toeneemt. Als het filter in een diepe schaal zit, kan het toenemende waterpeil worden gebruikt om een sifon te primen. Wanneer het niveau een vooraf bepaald niveau bereikt wordt de sifon geactiveerd en wordt gebruikt om water op te zuigen door het filter om backwash te veroorzaken. Een risico is dat de upwashsnelheid van water onvoldoende kan zijn voor effectieve backwashing., Het ontwerp leent zich echter voor het verpakken van installaties en situaties waarin de kwaliteit en kwantiteit van de te verwijderen deeltjes relatief constant blijft. Het ontwerp is waarschijnlijk niet geschikt voor drinkwaterbehandeling.
horizontale en radiale filters
A. horizontale filters
in plaats van dat de waterstroom door een filterbed omhoog of omlaag gaat, kan deze horizontaal door het bed lopen. Als het filterbed zich in een rechthoekige tank bevindt, blijft de filtersnelheid constant over de lengte (inlaat tot uitlaat) van het filter., Het filter kan naar behoefte hydraulisch worden teruggespoeld. Het zou noodzakelijk zijn dat het belangrijkste filtermateriaal zo uniform mogelijk in grootte is, zodat er geen duidelijke vertekening door de diepte is als gevolg van stratificatie van de media op grootte door de backwash, of de backwash is gerangschikt om de media gemengd te houden. Een horizontaal filter kan worden opgesplitst in twee of meer secties elk met een verschillende grootte media, met een verticale mesh tussen elk om de verschillende grootte media gescheiden te houden. Bij de terugloop van elke afdeling zou hiermee rekening moeten worden gehouden.,
horizontale filters zijn gebruikt gevuld met grind (kiezels) van geselecteerde grootte in derde wereld situaties voor gebruik als zuiveraars. Omdat de grootte van het grind voorkomt dat normaal terugspoelen, worden de filters routinematig gereinigd door afvoeren en spuiten en af en toe door het grind te verwijderen voor het wassen.
B. Radiaalfilters
een radiaalfilter is een horizontaal filter, maar met een toenemende breedte van het filterbed in de richting van de stroom. De uiteindelijke vorm van het filterbed is ringvormig in doorsnede met stroom van het centrum naar de periferie., De snelheid van filtratie vermindert naarmate het water door de filtermedia vordert zodat progressief efficiëntere verwijdering van deeltjes wordt toegestaan.
membraanfilters
in het verleden is doek gebruikt om water te filteren. Bij microstraining wordt het water gefilterd door stof gemaakt van fijn geweven draad. In beide gevallen is de stof of stof een soort membraan, zij het een grof membraan. Moderne technologie maakt de vervaardiging van membranen uit synthetische materialen, minder dan ongeveer 1mm dik en semi-permeabel., Semi-permeabel zijn betekent dat het membraan selectief is in wat submicron-grootte deeltjes kunnen en niet door het kunnen gaan dat in de voerstroom is. Tijdens het gebruik gaan doorlaatbare componenten in het water met het water door het membraan terwijl ondoordringbare componenten ter grootte van een submicron aan de voedingszijde worden vastgehouden. Bijgevolg is de productstroom relatief vrij van de ondoordringbare componenten en is de afvalstroom rijk aan ondoordringbare componenten. Stroom van water door zo ‘ n semi-permeabel membraan wordt bereikt door druk, meestal geproduceerd door pompen.,
Er zijn vier categorieën membranen die losjes worden gedefinieerd door de soorten afgekeurde materialen, de bedrijfsdruk en de nominale poriegrootte. De indeling van de poriegrootte is bij benadering, omdat bijvoorbeeld een hoogwaardig UF-membraan een vergelijkbare permeabiliteit kan hebben als een laagwaardig NF-membraan:
- Microfiltratie (MF) – ca.0,1 µm poriën: ondoordringbaar voor deeltjes, algen, dierenberekeningen en bacteriën
- ultrafiltratie (UF) – CA. 0,01 µm poriën: ondoordringbaar voor kleine colloïden en virussen
- nanofiltratie (NF) – CA. 0.,001 µm poriën: ondoordringbaar voor opgeloste organische stoffen (DOM) en divalente ionen
- Omgekeerde Osmose (RO) – effectief niet-poreus: ondoordringbaar voor monovalente ionen
het overheersende mechanisme in MF en UF is persen, of eenvoudige grootte uitsluiting. In NF en RO de scheiding van opgeloste species impliceert massaoverdracht, een proces van verspreiding dat van concentratie, druk en tarief van stroom door het membraan (flux) afhangt. Bijgevolg verwijst membraanfiltratie gewoonlijk naar MF en UF, maar niet naar NF en RO, terwijl NF gewoonlijk als een vorm van RO wordt beschouwd.,
De dikte van membranen betekent dat ze zodanig moeten worden geformatteerd dat ze structurele sterkte bieden, zodat ze niet instorten door het drukverschil tussen hen, een groot oppervlak voor filtratie bieden, maar compact zijn en effectief kunnen worden gereinigd. Ze zijn over het algemeen gestructureerd als dunne buizen (holle vezels) of als opgerolde plaat. Een spoel is een sandwich van het semi-doorlaatbare membraan, een scheidend mesh, een dunne plaat van ondoordringbaar materiaal en een tweede laag van dun mesh. De lagen van mesh zorgen voor de kanalen voor de stroom naar de inlaat en van de uitlaatzijde van het membraan.,
Het is gebruikelijk om een eerste behandelingsfase voor membraanfiltratie op te nemen om het membraan te beschermen tegen te snelle vervuiling door uitgesloten materiaal, hoewel er ook manieren zijn om membraanfilters te gebruiken om de aangroeisnelheid van het membraan te vertragen voordat een reinigingsproces moet worden toegepast. Het routinematige en frequente reinigingsproces spoelt om het opgehoopte afval aan de voedingszijde te verwijderen. Na verloop van tijd is er echter een langzaam verlies in membraanprestaties dat alleen kan worden hersteld door chemische reiniging.,
membraanfiltratie (MF, UF en low-end NF) is relatief gebruikelijk geworden bij de drinkwaterbehandeling, zoals voor het verwijderen van kleur uit water van een verder relatief goede kwaliteit, zodat complexiteiten in verband met coagulatie worden vermeden, en voor betrouwbare uitsluiting van Cryptosporidium.
MWH (2005) Water Treatment Principles and Design (2nd Edtn.), Wiley
Purchas D. B. (1971) Industrial Filtration of Liquids (2nd Edtn), Leonard Hill, UK
Stuetz R., (2009) Principles of Water and Wastewater Treatment Processes, IWA
gerelateerde publicaties
Hexavalent Chromium Removal Using Anion Exchange and Reduction With Coagulation and Filtration – m McGuire, N Blute, G Qin, P Kavounas, D Froelich, L Fong
Publication Date: Apr 2008 – ISBN – 9781843396208