Системите за пречистване на водата на нанофилтрация (NF) се превърнаха в решаваща технология в сферата на пречистване на водата. Като водещ доставчик на разтвори за пречистване на вода нанофилтрация, аз съм развълнуван да се задълбоча в техническите спецификации, които правят тези системи високоефективни и надеждни.
1. Мембранни характеристики
Сърцето на всяка нанофилтрационна система за пречистване на вода е неговата мембрана. Нанофилтрационните мембрани са полу -пропускливи бариери, предназначени да разделят различни компоненти в течен разтвор. Те имат размери на порите, обикновено вариращи от 1 до 10 нанометра. Този диапазон на размера им позволява да отхвърлят повечето многовалентни йони, като калций, магнезий и сулфат, като същевременно позволяват на моновалентни йони, като натрий и хлорид, да преминат до известна степен.
Материалът на мембраната също играе жизненоважна роля. Общите материали включват полиамид, полисулфон и полиетерсулфон. Полиамидните мембрани са известни със своите високи скорости на отхвърляне и химическа стабилност. Те могат да издържат на широк диапазон от стойности на pH, обикновено от 2 до 11, което ги прави подходящи за лечение на различни видове източници на вода, от кисела промишлена отпадни води до алкални подземни води.
Повърхностните свойства на мембраната са еднакво важни. Гладката повърхност намалява тенденцията на замърсяване, където частици, колоиди и органична материя се натрупват върху повърхността на мембраната и намаляват работата му. Някои усъвършенствани нанофилтрационни мембрани са проектирани с хидрофилни повърхности. Тези хидрофилни повърхности привличат водни молекули, създавайки тънък воден слой, който действа като физическа бариера срещу хуланта.
2. Работно налягане
Работното налягане е ключов параметър в системите за пречистване на вода на нанофилтрация. Налягането, необходимо за задвижване на водата през мембраната, зависи от няколко фактора, включително вида на мембраната, състава на захранващата вода и желания поток (обемът на водата, преминаващ през мембраната на единица площ за единица време).
Обикновено нанофилтрационните системи работят при налягане от 5 до 20 бара (72,5 до 290 psi). По -ниските налягания са достатъчни за третиране на сравнително чисти източници на вода с ниски нива на разтворени твърди вещества. За източници на вода с високи концентрации на замърсители може да се изисква по -високо налягане, за да се постигне желаната ефективност на разделяне.
Въпреки това, работата с изключително високо налягане може да има недостатъци. Той увеличава потреблението на енергия на системата, което от своя страна повишава оперативните разходи. Освен това, прекомерното налягане може да причини физическо увреждане на мембраната, намалявайки живота му. Ето защо е от съществено значение да се оптимизира работното налягане въз основа на специфичните характеристики на захранващата вода и изискванията за производителност на системата.
3. Степента на поток и възстановяване
Потокът е мярка за производителността на нанофилтрационна система. Изразява се в литра на квадратен метър на час (l/m² · h) или галони на квадратен фут на ден (GFD). Потокът на нанофилтрационна мембрана се влияе от фактори като работно налягане, температура и състав на захранващата вода.
По -високите работни налягания обикновено водят до по -високи потоци, но както бе споменато по -рано, има ограничения за налягането, което може да се приложи. Температурата също има значително влияние върху потока. С увеличаването на температурата вискозитетът на водата намалява и скоростта на дифузия на водните молекули през мембраната се увеличава. Следователно потокът обикновено се увеличава с повишаване на температурата.
Скоростта на възстановяване е съотношението на обема на Permeate (третираната вода) към обема на захранващата вода. Обикновено се изразява като процент. В нанофилтрационните системи степента на възстановяване може да варира от 70% до 90%. Високата степен на възстановяване е желана, тъй като намалява количеството на генерираните саламури на отпадъците. Въпреки това, увеличаването на скоростта на възстановяване също увеличава концентрацията на замърсители в останалата саламура, което може да доведе до мащабиране и замърсяване на мембраната. Следователно трябва да се постигне баланс между увеличаване на скоростта на възстановяване и поддържане на дългосрочната ефективност на мембраната.
4. Скорост на отхвърляне
Скоростта на отхвърляне е мярка за способността на мембраната да запазва специфични замърсители. Определя се като процент на определен разтворител, който се запазва от мембраната. Нанофилтрационните мембрани са високоефективни при отхвърляне на многовалентни йони. Например, те могат да отхвърлят над 90% от калциевите и магнезиевите йони, които са отговорни за водната твърдост.
Скоростта на отхвърляне на моновалентни йони обикновено е по -ниска. Натриевите и хлоридните йони могат да имат скорост на отхвърляне от 20% до 80%, в зависимост от типа на мембраната и условията на работа. Органичните съединения с молекулни тегла, по -големи от 200 - 300 далтона, също се отхвърлят от нанофилтрационните мембрани. Това прави нанофилтрацията подходяща за отстраняване на пестициди, фармацевтични продукти и други следи органични замърсители от вода.
5. Системна конфигурация
Системите за пречистване на водата на нанофилтрация могат да бъдат конфигурирани по различни начини за отговаряне на специфични изисквания за приложение. Най -често срещаната конфигурация е многостепенна система. В многоетапна система захранващата вода преминава през серия от мембранни модули последователно. Това позволява по -високи общи скорости на възстановяване и по -добър контрол на процеса на разделяне.
Мембранните модули могат да бъдат подредени паралелно или последователно. В паралелно разположение захранващата вода се разделя между множество мембранни модули и пермеатът от всеки модул се събира заедно. Тази конфигурация увеличава общия поток на системата. В серийна подредба Permeate от един модул се превръща в захранва вода за следващия модул. Това може да подобри степента на отхвърляне на замърсителите.
Предварителното лечение е съществена част от конфигурацията на системата. Тя включва премахване на големи частици, колоиди и органична материя от захранващата вода, преди да влезе в нанофилтрационната мембрана. Общите методи за предварително лечение включват утаяване, филтрация и адсорбция на активен въглерод. Някои системи също използватUF мембрана 8 инчакато стъпка преди лечение за отстраняване на суспендирани твърди частици и макромолекули.
6. Post - Лечение
Post - Може да се изисква третиране в зависимост от окончателната употреба на третираната вода. За приложения за питейна вода често е необходима дезинфекция, за да се убият всички останали микроорганизми. Хлорирането, озонацията или ултравиолетовото (UV) облъчване са често срещани методи за дезинфекция.
В някои случаи може да се наложи да се регулира третираната вода по отношение на неговото pH и съдържание на минерали. Например, ако процесът на нанофилтрация е премахнал твърде много минерали, aСистема за омекотяване на водатаили система за добавяне на минерали може да се използва за добавяне на основни минерали като калций и магнезий.
7. Съвместимост с други технологии за пречистване на водата
Системите за пречистване на водата на нанофилтрация могат да бъдат интегрирани с други технологии за пречистване на водата за постигане на по -цялостно пречистване на водата. Например, те могат да се комбинират сСистема за вода за обратна осмозаза лечение на източници на вода с изключително високи нива на разтворени твърди частици. Нанофилтрационната система може да се използва като стъпка преди лечение за отстраняване на повечето от многовалентните йони и органичната материя, намалявайки натоварването на системата за обратна осмоза и увеличаване на живота му.
Те могат да се използват и заедно с йонообменните смоли. Йонният обмен може да се използва за по -нататъшно регулиране на йонния състав на третираната вода, особено за отстраняване на остатъчните моновалентни йони.
Заключение
Системите за пречистване на вода на нанофилтрация предлагат мощен и универсален разтвор за пречистване на водата. Техните технически спецификации, включително мембранни характеристики, работно налягане, поток, скорост на възстановяване, скорост на отхвърляне, конфигурация на системата и съвместимост с други технологии, ги правят подходящи за широк спектър от приложения, от пречистване на питейна вода до повторна повторна употреба на отпадни води.
Ако се интересувате да научите повече за нашите системи за пречистване на вода нанофилтрация или искате да обсъдите конкретен проект за пречистване на водата, ние ви каним да се свържете с нас за подробна консултация. Нашият екип от експерти е готов да ви предостави персонализирани решения въз основа на вашите уникални изисквания.
ЛИТЕРАТУРА
- Cheryan, M. (1998). Наръчник за ултрафилтрация и микрофилтрация. Техномично публикуване.
- Бейкър, RW (2004). Мембранна технология и приложения. John Wiley & Sons.
- Fane, Ag, & Fell, CJD (1987). Процеси за разделяне на мембраната. Elsevier.