Procesy filtracji/Wydawnictwo IWA

procesy filtracji

filtracja jest procesem, który usuwa cząstki z zawiesiny w wodzie. Usuwanie odbywa się za pomocą wielu mechanizmów, które obejmują naprężenie, flokulację, sedymentację i wychwytywanie powierzchni. Filtry można podzielić według głównej metody wychwytywania, tj. wykluczenia cząstek na powierzchni mediów filtracyjnych, tj. wysiłku, lub osadzania się w mediach, tj. filtracji dogłębnej.

Sitka zazwyczaj składają się z prostej cienkiej bariery fizycznej wykonanej z metalu lub tworzywa sztucznego., W uzdatnianiu wody zwykle stosuje się je na wlocie do systemu uzdatniania, aby wykluczyć duże przedmioty (np. liście, ryby i gruboziarnisty detrytus). Mogą to być ręcznie lub mechanicznie zeskrobywane kraty prętowe. Odstęp między prętami waha się od 1 do 10 cm. Ekrany wlotowe mogą mieć znacznie mniejsze odstępy utworzone przez blisko rozmieszczone płyty lub nawet drobną metalową tkaninę. Te ostatnie są zwykle przeznaczone do usuwania drobnego mułu, a zwłaszcza glonów i są określane jako mikrostrainery.,

filtry, jak powszechnie rozumiane w uzdatnianiu wody na ogół składają się z medium, w którym jest przeznaczona większość cząstek w wodzie zostanie wychwycona. Filtry takie mogą być produkowane jako jednorazowe filtry kasetowe, które mogą być odpowiednie do zastosowań domowych (tj. do obróbki punktowej) i małych zastosowań przemysłowych. Istnieją większe formy filtrów kasetowych, które można czyścić. Jedną z wersji jest filtracja wstępna, w której porowata powierzchnia nośna otrzymuje powłokę ofiarną z ziemi okrzemkowej lub innego odpowiedniego materiału, za każdym razem, gdy filtr został oczyszczony., Dodatkowo niewielka ilość ziemi okrzemkowej jest nakładana w sposób ciągły podczas filtracji. Jednak w większości przypadków filtry stosowane w oczyszczalniach ścieków komunalnych zawierają jako podłoże filtracyjne piasek lub inny odpowiedni materiał ziarnisty (np. antracyt, kruszone szkło lub inny materiał ceramiczny lub inny stosunkowo obojętny minerał). Filtracja za pomocą takich filtrów jest często określana jako dogłębna filtracja granulowanych mediów.

filtry mediów granulowanych są stosowane w dwóch różnych sposobów, które są powszechnie nazywane filtracją powolną i szybką filtracją grawitacyjną lub ciśnieniową., Gdy filtry są używane jako ostateczny sposób usuwania cząstek z wody, filtry mogą wymagać poprzedzenia innym etapem oddzielania ciała stałego od cieczy (klarowania), takim jak sedymentacja (procesy sedymentacyjne), flotacja rozpuszczonego powietrza (procesy flotacyjne) lub ewentualnie wstępny etap filtracji.

inne procesy zachodzą w zbiornikach podobnych do tych stosowanych do filtracji mediów granulowanych, a pod pewnymi względami procesy te mają podobieństwa z filtracją, ale filtracja nie jest ich jedynym lub podstawowym celem., Dlatego takie procesy nie są dalej rozpatrywane w tym artykule. Przykłady obejmują naczynia wypełnione granulowanym węglem aktywnym do usuwania rozpuszczonych substancji organicznych oraz naczynia wypełnione żywicą jonowymienną do usuwania jonów nieorganicznych i organicznych. Istnieją zastosowania filtrów, w których podczas filtracji (usuwania cząstek) zachodzi również proces wtórny, np. usuwanie żelaza i manganu oraz usuwanie arsenu.,

Sita

istnieje ogromna różnorodność sita w odniesieniu do tego, jak jest wykonywane, z i przez co (Purchas, 1971). Część naprężająca może być wykonana z metalu lub innego obojętnego materiału, np. plastiku, bawełny lub ceramiki. Jeśli metal, może to być po prostu perforowany arkusz, siatka prętów, stos dysków lub pleciony drut. Jeśli tworzywo sztuczne, może to być siatka, tkana lub po prostu stapiany filc. W filtrach kasetowych Zwykle jednorazowy wkład może po prostu składać się z porowatego i nie ściśliwego materiału lub być nawinięty na cylindryczną podporę., Filtry kasetowe znajdują zastosowanie na ogół w aplikacjach na małą skalę, takich jak domowe uzdatnianie wody.

tylko kilka rodzajów filtrów może znaleźć zastosowanie w komunalnych oczyszczalniach ścieków. Niektóre wymagają czyszczenia ręcznego inne są czyszczone mechanicznie, a nawet automatycznie, gdy spadek ciśnienia na nich osiąga określoną wartość. Uzdatnianie wody może mieć prosty sitko barowe na wlocie do przechowywania kłód, dużych ryb i pływających zwierząt., Następnie może być drobny sitko z jego otworem na tyle małym, aby wykluczyć wszystkie, ale najmniejsze ryby, liście, kępy glonów itp . Ogólnie rzecz biorąc, to sitko musiałoby być automatycznie czyszczone. Tam, gdzie glony mogą być wyraźnym problemem, sitko prętowe może mieć ściśle rozmieszczone pręty i być automatycznie czyszczone za pomocą mikrostrainera.

jeden szczególny rodzaj Sitka mechanicznego znalazł ograniczone zastosowanie w mniejszych oczyszczalniach ścieków komunalnych. Podłoże naprężające to wiązka włókien. W trybie filtracji wiązka jest mocno skręcona., W trybie mycia wiązka jest odkręcana, a uwięziony detrytus usuwany przez odwrócenie przepływu wody.

filtry wstępne

w filtracji wstępnej cienka warstwa obojętnego medium jest układana na konstrukcji nośnej, aby zapewnić porowatą powierzchnię filtracji. Warstwa precoat może być tworzona z luźnych włókien lub proszków (Purchas, 1971). Niewielka ilość lakieru wstępnego lub innego podobnego materiału może być dodawana w sposób ciągły podczas filtracji, tak że następuje również filtracja dogłębna., Gdy opór przepływu staje się zbyt duży, nagromadzony detrytus i obojętne medium są rozładowywane i cykl powtarzany. W większości przypadków materiał prefabrykowany jest używany tylko raz i nie jest odzyskiwany i poddawany recyklingowi.

filtracja wstępna jest mało prawdopodobne, aby była stosowana w połączeniu z koagulacją, dlatego jej zastosowanie w oczyszczaniu ścieków komunalnych jest bardzo ograniczone.,

powolne filtry piaskowe

w powolnej filtracji piaskowej szybkość filtracji jest celowo powolna przy użyciu piasku, który jest mniejszy niż piasek stosowany w szybkich filtrach piaskowych, dzięki czemu cząstki nie są wrzucane daleko do złoża piasku utrzymywanego w powłoce filtra. Głównymi mechanizmami zachodzącymi w powolnych filtrach piaskowych jest gromadzenie się warstwy gruzu na powierzchni filtra (filtrowanie) i wychwytywanie w granicach około 20 cm piasku. Zanieczyszczenia te mogą rozwijać aktywność biologiczną, która przyczynia się do uzdatniania przepływającej przez nie wody., Ta biologicznie czynna warstwa jest często nazywana „schmutzdecke”. Ponieważ szybkość filtracji jest stosunkowo niska, opór przepływu przez powolne filtry piaskowe rozwija się powoli i może potrwać do 3 miesięcy, zanim stanie się nie do przyjęcia. Ponieważ szybkość filtracji jest powolna, potrzebna jest duża powierzchnia do filtracji. W związku z tym Duże filtry są czyszczone przez usunięcie schmutzdecke z około 5 cm piasku zwykle za pomocą środków mechanicznych., Ostatecznie głębokość pozostałego piasku staje się zbyt płytka, a pozostały piasek jest usuwany, czyszczony i zastępowany dodatkowym czystym piaskiem z powrotem do pierwotnej głębokości początkowej.

powolna filtracja piasku była główną metodą filtracji wody pitnej przed opracowaniem szybkiej filtracji piasku. Chociaż ma duży ślad, wiele powolnych filtrów piaskowych jest nadal używanych. Zmiany, które uczyniły je bardziej opłacalnymi, obejmowały:

• usuwanie piasku, mycie i wymiana zostały w jak największym stopniu zmechanizowane.,
• potrzeba usuwania piasku została jak najbardziej przewidywalna, dzięki czemu sprzęt i robocizna są efektywnie wykorzystywane.
• szybkość filtracji została zwiększona tak bardzo, jak to możliwe, aby poprawić ekonomiczność i przyczynić się do przewidywalności potrzeby usuwania piasku.
• obróbka wstępna, w tym magazynowanie i zarządzanie wodą surową, jest stosowana w celu zmniejszenia wpływu ciał stałych w zawiesinie i przyczynia się do przewidywalności.,
• Granulowany węgiel aktywny został użyty w niektórych filtrach, aby zastąpić dolną część piasku, aby pomóc w usuwaniu pestycydów, smaku i zapachu oraz innych śladowych substancji organicznych, z którymi mechanizm biologiczny nie radzi sobie skutecznie.

istnieją dwa ważne wymagania dotyczące prawidłowego działania filtrów piaskowych. Po pierwsze, woda wchodząca do filtrów nie może zawierać żadnych środków dezynfekujących ani innych substancji chemicznych, które mogłyby zakłócić aktywność biologiczną schmutzdecke., Po drugie, jeśli obróbka wstępna jest przeprowadzana z koagulacją, większość powstałych cząstek floc musi zostać usunięta w ramach obróbki wstępnej, w przeciwnym razie floc przyspieszy szybkość, z jaką rozwija się opór przepływu przez filtr.

szybkie filtry Grawitacyjne i ciśnieniowe

dogłębna filtracja granulatu może być przeprowadzana grawitacyjnie (szybka filtracja grawitacyjna) lub pod ciśnieniem (filtracja ciśnieniowa). Podstawowe mechanizmy usuwania cząstek są zasadniczo takie same zarówno w trybie grawitacyjnym, jak i ciśnieniowym., Główne różnice między tymi dwoma trybami są prawdopodobnie hydrauliczne, w szczególności rozkład przepływu między filtrami i kontrola przepływu przez poszczególne filtry.

materiałem filtracyjnym jest zwykle piasek, ale można użyć innego stosunkowo obojętnego materiału, ale wybór zależy od kosztów i innych celów. W niektórych przypadkach część piasku może zostać zastąpiona antracytem. Niższa gęstość antracyt pozwala na zastosowanie większej wielkości ziarna, tak że po płukaniu większy antracyt siedzi na mniejszym piasku., W ten sposób filtracja odbywa się najpierw przez większe, a następnie przez mniejsze media, aby lepiej wykorzystać głębokość złoża filtracyjnego.

głównym mechanizmem filtracji dogłębnej jest wychwytywanie powierzchni. Powierzchnia nośników dostępnych do przechwytywania powierzchni zależy zarówno od głębokości, jak i rozmiaru nośnika. Głębokość i rozmiar regulują również przestrzeń dostępną do przechowywania przechwyconych detrytusów. Kształt ziarna mediów filtracyjnych wpływa również na wychwytywanie i magazynowanie, ponieważ bardziej korzystne są cząstki kątowe niż zaokrąglone., Wybór rozmiaru musi uwzględniać to, jak szybko nośnik może zostać zablokowany przez przechwycone detrytusy i łatwość, z jaką można go wypłukać. Bez względu na dobór materiału medialnego, wielkość zazwyczaj ogranicza się do zakresu 0,5 do 2,0 mm. największe zastosowanie filtracji głębokiej w oczyszczaniu ścieków komunalnych ma koagulacja, być może również po uprzednim oczyszczeniu., Wybór chemii koagulacji, jej zastosowanie i wszelkie klarowanie regulują charakter i ilość cząstek, które mają zostać usunięte przez filtrację, co z kolei wpływa na wybór mediów filtracyjnych, głębokości i szybkości filtracji.

w uzdatnianiu wody pitnej filtracja dogłębna jest często ostatnią, a czasami jedyną fizyczną barierą dla cząstek. Dlatego niezawodność działania filtrów jest ważna dla zapewnienia, że jakość wody po zakończeniu uzdatniania jest zgodna z normami., Normy określone w odpowiednich przepisach stały się znacznie bardziej rygorystyczne w miarę rozwoju w ciągu ostatnich 50 lat. Szczególnie niepokojąca była wiarygodność wykluczenia oocystów Cryptosporodium.

łoże granulowanych mediów filtracyjnych jest czyszczone przez zastosowanie płukania wstecznego., Zasadniczo obejmuje to: odprowadzanie wody, aż jej górna powierzchnia będzie mniej więcej na tym samym poziomie, co górna część mediów, poluzowanie łoża powietrzem (płukanie powietrzem), stosowanie płukania wodą w tempie wystarczająco dużym, aby po prostu fluidyzować funkcjonalną część łoża mediów filtracyjnych, pozwolić na krótki odstęp czasu na osadzenie się mediów i rozpoczęcie napełniania filtra wodą z góry łoża podczas otwierania wylotu, tak aby filtracja zaczęła się powoli. Bardziej rygorystyczne płukanie wsteczne można osiągnąć, jeśli płukanie wodą rozpoczyna się z mniejszą szybkością, podczas gdy występuje płukanie powietrzem (połączone płukanie powietrzem i wodą)., Starsze instalacje filtrów mają czasami inne funkcje, takie jak mechaniczne Zgrabiarki lub spłukiwanie powierzchni, które działają podczas mycia. Lepkość wody zależy od temperatury wody. Dlatego ważne jest, aby szybkość płukania uwzględniała temperaturę wody, aby zapewnić fluidację mediów filtracyjnych.

zwykle stosuje się co najmniej cztery filtry, dzięki czemu filtracja może być kontynuowana, podczas gdy jeden filtr jest płukany wstecznie. Duże prace oczyszczające mają wiele więcej niż cztery w grupie, a być może dwie lub więcej niezależnych grup filtrów.,

problemy z obsługą filtrów dogłębnych obejmują:

• utratę mediów podczas płukania wstecznego,
• nieskuteczne płukanie wsteczne powodujące Wiązanie błota mediów i związane z nim objawy.
• Krótki filtr działa z powodu szybkiego tempa utraty światła lub wczesnego przełomu cząstek.,

są to zwykle wskaźniki takie jak nieprawidłowa szybkość płukania, problemy z systemem underdrain, nadmierne dozowanie polielektrolitu, obecność glonów blokujących filtr, niewłaściwy wybór rozmiaru i głębokości mediów filtracyjnych lub po prostu albo albo oba nieodpowiednie wcześniejsze krzepnięcie i klarowanie. Rozwiązywanie problemów powinno również sprawdzić, w jakim stopniu rozkład przepływu między filtrami w banku lub grupie jest sprawiedliwy, czy nie.

nowe formy granulowanych filtrów mediów

istnieje wiele stosunkowo nowych form granulowanych filtrów mediów., Każdy z nich jest” koniem na kurs ” posiadającym swój specyficzny zestaw zalet i wad, a tym samym względną stosowność do zastosowań certanu.

filtry Upflow

w normalnej dogłębnej filtracji granulowanych mediów przepływ wody jest w dół przez złoże filtracyjne, z wyjątkiem płukania wstecznego. Możliwy jest Upflow wody podczas filtracji; daje to przewagę, ale również stwarza problemy., Przy płukaniu wstecznym mediów filtracyjnych, Zwykle media zachęca się do stratyfikacji z największym i najgęstszym materiałem w kierunku dna złoża filtracyjnego i najmniejszym i najlżejszym w kierunku góry. Oznacza to, że w filtracji w dół, filtracja jest stopniowo przez coraz większe media, chyba że media są ściśle stopniowane przed instalacją. Jest to sprzeczne z idealną geometrią łoża filtracji przez coraz mniejsze media. Wynika z tego, że jednym ze sposobów uniknięcia tej sytuacji jest filtrowanie w górę., Filtracja w górę pozwala na lepsze wykorzystanie pojemności mediów do zbierania i przechowywania ciał stałych. Jednak w miarę jak złoże filtracyjne gromadzi się i opór przepływu przez nie zwiększa się, złoże stopniowo staje się bardziej narażone na zakłócenia hydrauliczne. Zastosowano dwa podejścia w celu ograniczenia tego zakłócenia hydraulicznego. Filtr Immedium wykorzystuje prostą metalową siatkę około 15 cm poniżej górnej części łóżka, aby pomóc utrzymać zagęszczenie łóżka. Filtr Biflow stosuje filtrację downflow do górnej części złoża, aby utrzymać dolną część z filtracją upflow zagęszczoną.,

zastrzeżeniem dla stosowania filtrów upflow jako końcowego etapu usuwania ciał stałych w uzdatnianiu wody pitnej jest to, że przepływ płuczki wstecznej jest w tym samym kierunku filtracji. Innym zastrzeżeniem jest to, że przełom filtra może nastąpić nagle. W związku z tym filtry upflow są bardziej prawdopodobne w zastosowaniach, w których ochrona jakości uzdatnionej wody nie musi być tak rygorystyczna, jak jest to wymagane w przypadku uzdatniania wody pitnej, chociaż mogą być odpowiednie do zastosowania jako etap oczyszczania przed normalną filtracją głęboką.

a., Filtry Immedium

filtr Immedium został opracowany w Holandii w latach 60-tych. kluczową cechą jest zastosowanie prostej metalowej siatki w poprzek złoża filtracyjnego około 15 cm poniżej górnej części piasku. Siatka opóźnia początek przełomu cząstek w wodzie. Siatka pomaga utrzymać zagęszczenie piasku i opóźnia rozpoczęcie zlokalizowanej penetracji przepływu, ponieważ woda znajduje ścieżki o najmniejszym oporze przez piasek., Punkt jest osiągany, gdy przepływ przez tak małą ścieżkę oporu jest zbyt duży, aby cząstki mogły zostać usunięte i jest wystarczająco duży, aby fluidyzować piasek w górnej części ścieżki przepływu. Można to zaobserwować na górnej powierzchni złoża poprzez pojawienie się „otworów przedmuchowych”.

B. filtry Biflow

filtr Biflow został opracowany jako alternatywa dla filtra Immedium. Jak sama nazwa wskazuje, przepływ do filtracji jest w dwóch kierunkach. Większa część przepływu jest w górę od podstawy złoża filtracyjnego, podczas gdy mniejsza część jest w dół od górnej części złoża filtracyjnego., Dwa strumienie spotykają się w krótkiej drodze w dół łóżka, gdzie znajduje się siatka wylotowa w poprzek łóżka. Gdy filtr wymaga płukania, oba przepływy są zatrzymywane i przez kilka minut stosowane płukanie powietrzem, zanim zostanie przeprowadzone płukanie wody w celu wypłukania detrytusu. Połączone płukanie powietrza i wody może być przeprowadzone tylko wtedy, gdy filtr został do tego zaprojektowany.

c. filtry nośników wyporowych

podczas gdy w filtrach Immedium i Biflow piasek filtracyjny jest zagęszczany, w filtrach nośników wyporowych media są wybierane jako nośniki wyporowe i są zatrzymywane w filtrze przez siatkę naprężającą nad mediami., Media są wybierane tak, aby miały niską gęstość i w związku z tym są zwykle tworzywem sztucznym. W trybie filtracji media są w stanie zagęszczonym pod siatką zabezpieczającą. Gdy media muszą być umyte w celu oczyszczenia wychwytywanego detrytusu, szybkość przepływu jest zmniejszana, aby uwolnić zagęszczenie, a powietrze jest bąbelkowane przez łóżko. Filtry mediów wyporowych zostały wykorzystane w uzdatnianiu wody jako etap klarowania przed normalną filtracją

d. ruchome filtry łożowe

wszystkie opisane powyżej granulowane filtry mediów mają przepływ przez filtrację zatrzymany podczas płukania wstecznego., W ruchomym filtrze złożowym media filtracyjne stale się poruszają, dzięki czemu filtracja nie jest przerywana, aby piasek mógł być płuczony wstecznie. Piasek w strefie filtracji powoli przesuwa się w dół ze względu na swój własny ciężar w stosunku do przepływu wody filtrowanej. W stożkowej podstawie filtra piasek jest hydraulicznie przenoszony do pionowej rury przez środek złoża filtracyjnego. Gdy piasek jest przenoszony przez rurkę, filtrowane osady są uwalniane., W górnej części rury nad złożem filtracyjnym piasek osadza się z wody myjącej i zasila ją z powrotem do górnej części złoża filtracyjnego, podczas gdy brudna woda myjąca jest oddzielona od przefiltrowanej wody wyłaniającej się z górnej części filtra. Aby udział wody traconej w strumieniu płukania był niewielki, ruchome jednostki łoża powinny być eksploatowane w pobliżu zdolności projektowej.

filtry komórkowe

istnieje maksymalny rozmiar, do którego można zbudować normalny filtr, jeśli całe złoże filtracyjne ma być płukane wstecznie w tym samym czasie., Jeśli złoże filtracyjne może być płukane w sekcjach, powłoka filtra może być większa. Łóżko można płukać w sekcjach, dzieląc łóżko filtracyjne ścianami od podłogi filtracyjnej do tuż nad łóżkiem, tak aby kaptur mógł być umieszczony nad sekcją, która ma być płukana. Okap jest zamontowany na suwnicy, która biegnie po szynach wzdłuż górnej części głównych ścian bocznych filtra. Takie podejście skutkuje zmniejszonymi kosztami inżynierii lądowej, ale większymi kosztami inżynierii mechanicznej w porównaniu z większą liczbą filtrów o równoważnym całkowitym obszarze filtracji., Niezawodność działania filtra ogniw zależy w dużej mierze od funkcjonowania systemu bramowego i okapu oraz od tego, jak skutecznie Okap uszczelnia się ścianami ogniwa.

automatyczne filtry płukania wstecznego

wraz z gromadzeniem się osadów w złożu filtracyjnym zwiększa się opór przepływu przez złożo. Przepływ może być utrzymywany na stałym poziomie przez zawór wylotowy, który jest stopniowo otwierany i zapewnia mniejszy opór przepływu przez niego, aby skompensować zwiększony opór przepływu przez złoże. W ten sposób poziom (Głowa) wody powyżej mediów pozostaje względnie stały., Alternatywnie, przepływ do filtra jest utrzymywany na stałym poziomie, a przepływ przez filtr pozostaje względnie stały, wraz ze wzrostem poziomu wody nad złożem. Jeśli filtr znajduje się w głębokiej powłoce, rosnący poziom wody może być użyty do zagruntowania syfonu. Gdy poziom osiągnie określony poziom, syfon jest aktywowany i służy do pobierania wody przez filtr, aby spowodować płukanie wsteczne. Istnieje ryzyko, że szybkość płukania wody może być niewystarczająca do skutecznego płukania wstecznego., Jednak konstrukcja nadaje się do pakowania roślin i sytuacji, w których jakość i ilość cząstek do usunięcia pozostaje stosunkowo stała. Konstrukcja jest mało prawdopodobna do uzdatniania wody pitnej.

filtry poziome i promieniowe

a. filtry poziome

zamiast przepływu wody w górę lub w dół Przez łóżko filtracyjne, może być poziomo przez łóżko. Jeśli złoże filtracyjne znajduje się w prostokątnym zbiorniku, szybkość filtracji pozostaje stała na całej długości (wlot do wylotu) filtra., Filtr można płukać hydraulicznie w razie potrzeby. Konieczne byłoby, aby główny materiał filtracyjny był tak jednolity pod względem wielkości, jak to możliwe, aby nie było wyraźnego odchylenia przez głębokość z powodu rozwarstwienia mediów według wielkości przez płukanie wsteczne lub płukanie jest ustawione tak, aby media były mieszane. Filtr poziomy można podzielić na dwie lub więcej sekcji, z których każda ma inny rozmiar nośnika, z pionową siatką między każdą, aby oddzielać nośniki o różnych rozmiarach. Należy to uwzględnić przy płukaniu wstecznym każdej sekcji.,

w krajach Trzeciego Świata stosowano filtry poziome wypełnione żwirem (kamyczkami) o wybranych rozmiarach do stosowania jako Osadniki. Ponieważ wielkość żwiru wyklucza normalne płukanie wsteczne, filtry te są rutynowo czyszczone przez osuszanie i płukanie, a czasami przez usuwanie żwiru do mycia.

B. filtry promieniowe

filtr promieniowy jest filtrem poziomym, ale ze zwiększającą się szerokością złoża filtracyjnego w kierunku przepływu. Ostateczny kształt złoża filtracyjnego jest pierścieniowy w przekroju z przepływem od środka do peryferii., Szybkość filtracji maleje wraz z postępem wody przez media filtracyjne, co pozwala na stopniowe skuteczniejsze usuwanie cząstek.

Filtry membranowe

W mikrostraiowaniu woda jest filtrowana przez tkaninę wykonaną z drobno tkanego drutu. W obu tych przypadkach tkanina lub tkanina jest rodzajem membrany, choć grubej. Nowoczesna technologia pozwala na wytwarzanie membran z materiałów syntetycznych o grubości mniejszej niż około 1 mm i półprzepuszczalnych., Bycie półprzepuszczalną oznacza, że membrana jest selektywna w tym, co cząstki o rozmiarze submikronowym mogą i nie mogą przez nią przejść, czyli w strumieniu zasilającym. Podczas pracy przepuszczalne komponenty w wodzie przechodzą przez membranę z wodą, podczas gdy nieprzepuszczalne komponenty o rozmiarze submikronowym są zatrzymywane po stronie zasilania. W związku z tym strumień produktu jest stosunkowo wolny od nieprzepuszczalnych składników, a strumień odpadów jest bogaty w nieprzepuszczalne składniki. Przepływ wody przez taką półprzepuszczalną membranę osiąga się pod ciśnieniem, Zwykle wytwarzanym przez pompowanie.,

istnieją cztery kategorie membran luźno zdefiniowane przez rodzaje odrzucanych materiałów, ciśnienie robocze i nominalną wielkość porów. Klasyfikacja wielkości porów jest przybliżona, ponieważ na przykład wysokiej klasy membrana UF może mieć podobną przepuszczalność do niskiej membrany NF:

• Mikrofiltracja (MF) – ok.0,1 µm pory: nieprzepuszczalna dla cząstek, glonów, zwierząt i bakterii
• ultrafiltracja (UF) – ok. 0,01 µm pory: nieprzepuszczalna dla małych koloidów i wirusów
• Nanofiltracja (NF) – ok. 0.,Pory 001 µm: nieprzepuszczalne dla rozpuszczonej materii organicznej (DOM) i jonów dwuwartościowych
• Odwrócona osmoza (RO) – skutecznie nieporowate: nieprzepuszczalne dla jonów monowalentnych

dominującym mechanizmem w MF i UF jest naprężenie lub proste wykluczenie rozmiaru. W NF i RO separacja rozpuszczonych gatunków obejmuje przenoszenie masy, proces dyfuzji, który zależy od stężenia, ciśnienia i szybkości przepływu przez membranę (strumień). W związku z tym filtracja membranowa zwykle odnosi się do MF i UF, ale nie NF i RO, podczas gdy NF jest zwykle uważany za formę RO.,

grubość membran oznacza, że muszą być sformatowane w sposób zapewniający wytrzymałość strukturalną, aby nie zapadły się z powodu różnicy ciśnień na nich, zapewniają dużą powierzchnię do filtracji, ale są kompaktowe i mogą być skutecznie czyszczone. Są one zwykle skonstruowane jako cienkie rury (puste włókna) lub jako zwinięty arkusz. Cewka jest warstwą membrany półprzepuszczalnej, siatki rozdzielającej, cienkiego arkusza nieprzepuszczalnego materiału i drugiej warstwy cienkiej siatki. Warstwy siatki zapewniają kanały przepływu do wlotu i od strony wylotowej membrany.,

zwykle obejmuje wstępny etap obróbki przed filtracją membranową, aby chronić membranę przed zbyt szybkim zanieczyszczeniem przez wykluczony materiał, chociaż istnieją również sposoby obsługi filtrów membranowych, aby spowolnić tempo zanieczyszczenia membrany przed koniecznością zastosowania procesu czyszczenia. Rutynowym i częstym procesem czyszczenia jest płukanie w celu usunięcia nagromadzonych detrytusów po stronie podawania. Jednak z czasem następuje powolna utrata wydajności membrany, którą można odzyskać tylko poprzez czyszczenie chemiczne.,

filtracja membranowa (MF, UF i low end NF) stała się stosunkowo powszechna w uzdatnianiu wody pitnej, na przykład w celu usunięcia koloru z wody stosunkowo dobrej jakości, aby uniknąć złożoności związanych z koagulacją i niezawodnym wykluczeniem Cryptosporidium.

MWh (2005) Zasady uzdatniania wody i projektowanie (2nd Edtn.), Wiley

Purchas D. B. (1971) Industrial Filtration of Liquids (2nd Edtn), Leonard Hill, UK

Stuetz R., (2009) Zasady procesów uzdatniania wody i ścieków, IWA

publikacje pokrewne

Sześciowartościowe usuwanie chromu za pomocą wymiany anionów i redukcja z koagulacją i filtracją – M, N, G, P, P, D Froelich, L Fong
Data publikacji: kwiecień 2008-ISBN-9781843396208

---