Siêu lọc nước là gì?

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-02 14:05

Một cách hiệu quả để lọc nước là ép nước qua màng bán thấm. Quá trình lọc được phân loại theo kích thước của các hạt cần tách:

• vi lọc qua màng với kích thước lỗ chân lông từ 0,05 đến 10 micron;
• siêu lọc - lỗ chân lông từ 0,001 µm đến 0,05 µm;
• thẩm thấu ngược và lọc nano - lỗ chân lông từ 1 nm trở xuống.

Siêu lọc nước được thiết kế để loại bỏ các vi sinh vật và tạp chất vĩ mô không đi qua các lỗ của màng.

Cơ chế truyền thống của bộ lọc lấp đầy dựa trên việc làm sạch bằng trọng lực. Siêu lọc tương tự như sàng qua rây xốp, nơi tất cả các hạt có đường kính lớn hơn được tách ra.

Các loại màng

Phần tử lọc là các tấm phẳng hoặc sợi có mao dẫn. Thông qua quá trình trước đây, chủ yếu là siêu lọc nước thải được thực hiện, và quá trình sau là nhằm mục đíchxử lý nước.

Các sợi chủ yếu được làm đơn kênh, với đường kính bên trong khoảng 0,8 mm. Chúng phải chịu áp lực thường xuyên và có thể bị phá hủy bằng cách rửa ngược. Sợi đa kênh chứa nhiều mao mạch và bền hơn đáng kể.

Màng được làm từ polyme như polyestersulfone. Các thông số của nó có thể được thay đổi bằng cách thêm các vật liệu tổng hợp khác. Phạm vi pH rộng của chất lỏng đang được xử lý giúp làm sạch hiệu quả các phần tử lọc.

Màng polyme phải được khử nhiễm định kỳ, vì vi khuẩn thích ăn chất hữu cơ và hình thành các khuẩn lạc trên đó.

Màng gốm bền lâu, rửa sạch bằng chất tẩy rửa. Giá cao hơn nhưng tuổi thọ lên đến 10 năm.

Phương pháp lọc

Hệ thống siêu lọc nước bao gồm các mô-đun chứa đầy các sợi xốp rỗng. Chất lỏng ban đầu đi vào các mao quản, sau đó quá trình lọc xảy ra qua các bức tường bên. Nguồn cấp dữ liệu ngược cũng có thể.

Quá trình xả được thực hiện bởi dịch lọc với nguồn cung cấp theo hướng ngược lại. Sự phân bố đồng đều của chất lỏng bên ngoài các sợi đảm bảo loại bỏ cặn bẩn khỏi các mao mạch. Ở đây, điều quan trọng là chọn chế độ xả phù hợp để lớp chất bẩn được loại bỏ dễ dàng hơn.

Bộ lọc hoạt động ở hai chế độ, một trong số đó là áp suất: nước được cung cấp vào vỏ của thiết bị dưới áp suất. Phương pháp ngâm được thực hiện bằng cách sử dụng các màng được hạ xuống trong một thùng chứa mở. Một chân không được tạo ra ở phía đầu ra và chất lỏng được hút qua vật liệu lọc.

Mô-đun được sắp xếp theo chiều dọc. Nước đi vào chúng từ một đầu và được thải ra khỏi đầu kia. Số lượng mô-đun trong một bộ lọc thường không vượt quá hai đơn vị. Do đó, cần ít miếng đệm hơn, làm giảm khả năng rò rỉ. Các mô-đun dọc rất thuận tiện để bảo trì và kiểm tra. Chúng rất dễ cài đặt và gỡ bỏ.

Chế độ lọc

Khi thực hiện siêu lọc nước, các bộ lọc có thể hoạt động ở chế độ cụt và tiếp tuyến. Trong trường hợp đầu tiên, tất cả nước được cung cấp đều được lọc sạch. Các cặn bẩn từ màng được loại bỏ định kỳ trong quá trình xả nước hoặc theo dòng nước xả. Màng bong ra nhanh chóng và áp suất giảm trên màng phải được giữ ở mức thấp, điều này làm giảm hiệu suất của thiết bị. Phương pháp này được sử dụng để xử lý nước, với nồng độ huyền phù thấp.

Ở chế độ tiếp tuyến, môi trường được lọc sẽ lưu thông dọc theo bề mặt của màng và ít cặn đọng lại trên đó. Sự hỗn loạn của dòng chảy trong kênh cung cấp giúp lọc nước có nồng độ chất lơ lửng cao. Nhược điểm của phương pháp này là tăng chi phí năng lượng để tạo ra tốc độ dòng chảy cao và cần phải lắp đặt thêm đường ống.

Thông số siêu lọc

Các thông số chính của siêu lọc là:

1. Tính chọn lọc - tỷ lệ nồng độ tạp chất trongnước bị ô nhiễm (C_in.) và trong dịch lọc (C_out.): R=(1 - C_{out. / С}in. _{) ∙ 100%. Đối với quy trình siêu lọc, quy trình này lớn, cho phép bạn bẫy các hạt nhỏ nhất, bao gồm cả vi khuẩn và vi rút.}
2. Tiêu thụ lọc - lượng nước tinh khiết trên một đơn vị thời gian.
3. Tiêu thụ dịch lọc cụ thể - lượng sản phẩm đi qua 1 m2của khu vực màng. Phụ thuộc vào đặc tính của lõi lọc và độ tinh khiết của nước nguồn.
4. Giảm áp suất màng - sự khác biệt giữa áp suất ở phía cung cấp và phía lọc.
5. Độ thấm là tỷ số giữa tốc độ dòng chảy cụ thể của dịch lọc và độ giảm áp suất qua màng.
6. Hiệu suất thủy lực - tỷ lệ giữa tốc độ dòng chảy của dịch lọc và nước nguồn được cung cấp.

Siêu lọc khử trùng nước

Các phương pháp truyền thống để loại bỏ vi sinh vật bao gồm công nghệ sử dụng thuốc thử. Siêu lọc nước bao gồm quá trình tách vi sinh vật và chất keo ra khỏi nó do kích thước nhỏ của các lỗ màng. Ưu điểm của phương pháp là loại bỏ xác vi sinh vật, tảo, chất hữu cơ và các hạt cơ giới. Đồng thời, không cần xử lý nước đặc biệt, bắt buộc trong các trường hợp khác. Tất cả những gì bạn cần làm là chạy nó qua bộ lọc cơ học 30 micron.

Khi mua màng lọc, bạn cần xác định kích thước lỗ của màng. Để loại bỏ hoàn toàn vi rút, đường kính lỗ phải ở mức 0,005 µm. Đối với kích thước lỗ chân lông lớn, chức năng khử trùngsẽ không chạy.

Ngoài ra, công nghệ siêu lọc giúp làm trong sạch nước. Tất cả các chất rắn lơ lửng được loại bỏ hoàn toàn.

Lắp đặt nước siêu lọc chứa các thiết bị được kết nối song song, mang lại hiệu suất cần thiết của quy trình và khả năng thay thế chúng trong quá trình vận hành.

Lọc nước trước khi lọc trao đổi ion

Resin có tác dụng giữ lại các hạt keo 0,1-1,0 µm, nhưng chúng nhanh chóng làm tắc các hạt keo. Xả và tái tạo không giúp được gì nhiều ở đây. Đặc biệt khó loại bỏ các hạt SiO_{2, đặc biệt có nhiều trong nước giếng và nước sông. Sau khi bị tắc, nhựa bắt đầu phát triển vi sinh vật ở những nơi không được rửa bằng dung dịch tẩy rửa.}

Bộ trao đổi ion cũng tích cực bị tắc do dầu nhũ hóa không thể loại bỏ. Sự tắc nghẽn nghiêm trọng đến mức thay bộ lọc còn dễ hơn là tách dầu ra khỏi nó.

Hạt lọc của nhựa bị tắc nghẽn tích cực với các hợp chất cao phân tử. Than hoạt tính loại bỏ chúng tốt, nhưng nó có tuổi thọ ngắn.

Nhựa trao đổi ion hiệu quả cùng với siêu lọc loại bỏ hơn 95% chất keo.

Xử lý nước - siêu lọc trước khi thẩm thấu ngược

Chi phí vận hành được giảm bằng cách lắp đặt từng bước các bộ lọc với việc giảm liên tiếp kích thước của các hạt được giữ lại. Nếu việc làm sạch thô hơn được lắp đặt trước mô-đun siêu lọc, thì nó sẽ làm tăng hiệu quả của hệ thống thẩm thấu ngược. Loại sau nhạy cảm với chất kết tụ anion và không ion nếu quá trình đông tụ chất gây ô nhiễm được thực hiện ở giai đoạn sơ bộ.

Chất hữu cơ phân tử lớn nhanh chóng bít lỗ chân lông của màng thẩm thấu ngược. Chúng nhanh chóng bị vi sinh vật phát triển quá mức. Nước lọc trước giải quyết mọi vấn đề và tiết kiệm chi phí khi sử dụng với phương pháp thẩm thấu ngược.

Xử lý nước thải

Xử lý nước thải siêu lọc giúp tái sử dụng trong công nghiệp. Chúng phù hợp để sử dụng trong kỹ thuật và giảm tải công nghệ trên các vùng nước mở cho mục đích uống.

Công nghệ màng được sử dụng để xử lý nước thải từ sản xuất mạ và dệt, trong công nghiệp thực phẩm, các hệ thống khử sắt, khi loại bỏ urê, chất điện phân, các hợp chất kim loại nặng, các sản phẩm dầu, v.v. từ các dung dịch này làm tăng hiệu quả của điều trị và đơn giản hóa công nghệ.

Với các tạp chất có trọng lượng phân tử thấp, siêu lọc có thể tạo ra sản phẩm cô đặc tinh khiết.

Đặc biệt quan trọng là vấn đề tách dầu đã nhũ hoá ra khỏi nước. Ưu điểm của công nghệ màng lọc là quy trình đơn giản, tiêu thụ năng lượng thấp và không cần hóa chất.

Xử lý nước mặt

Kết tủa và lọc trước đây là những cách hiệu quả để làm sạch nước. Các tạp chất có nguồn gốc tự nhiên được loại bỏ một cách hiệu quả ở đây, nhưng hiện nay các chất gây ô nhiễm công nghệ đã xuất hiện, để loại bỏ chúngcác phương pháp làm sạch khác được yêu cầu. Đặc biệt là nhiều vấn đề được tạo ra bởi quá trình clo hóa chính của nước, tạo thành các hợp chất clo hữu cơ. Việc sử dụng thêm các công đoạn lọc bằng than hoạt tính và quá trình ozon hóa làm tăng chi phí nước.

Siêu lọc cho phép bạn lấy nước uống trực tiếp từ các nguồn bề mặt: tảo, vi sinh vật, các hạt lơ lửng và các hợp chất khác được loại bỏ khỏi nó. Phương pháp có hiệu quả với đông tụ sơ bộ. Đồng thời, không cần quá trình lắng lâu vì không cần thiết hình thành các bông cặn lớn.

Lắp đặt siêu lọc nước (ảnh bên dưới) cho phép bạn đạt được chất lượng nước tinh khiết nhất quán mà không cần sử dụng các thiết bị và thuốc thử phức tạp.

Việc sử dụng các phương pháp đông tụ đang trở nên kém hiệu quả vì nhiều hợp chất hữu cơ trong nước không được phát hiện bằng phương pháp oxy hóa kali pemanganat truyền thống. Ngoài ra, hàm lượng hữu cơ rất khác nhau, gây khó khăn cho việc chọn nồng độ thuốc thử cần thiết.

Kết

Siêu lọc nước qua màng lọc cho phép bạn đạt được độ tinh khiết cần thiết với mức tiêu thụ thuốc thử tối thiểu. Nước thải sau khi xử lý có thể được sử dụng cho mục đích công nghiệp.

Siêu lọc không phải lúc nào cũng hiệu quả. Phương pháp này không cho phép loại bỏ một số chất, ví dụ, các hợp chất clo hữu cơ và một số axit humic. Trong những trường hợp như vậy, làm sạch nhiều giai đoạn được áp dụng.