Като водещ доставчик на решения за нанофилтрация на вода, бях свидетел от първа ръка на трансформиращата сила на технологията за нанофилтрация при пречистване на вода. Нанофилтрацията (NF) е процес на мембранна филтрация, управляван от налягане, който се намира между ултрафилтрацията и обратната осмоза. Той ефективно премахва широка гама от замърсители от водата, което я прави подходяща за различни приложения, от битова употреба до промишлени процеси. Въпреки това, за да се осигури оптимална производителност и дълголетие на нанофилтрационните мембрани, правилната предварителна обработка на захранващата вода е от решаващо значение. В този блог ще разгледам изискванията за предварителна обработка за нанофилтрация на вода.
1. Суспендирани твърди вещества и прахови частици
Суспендираните твърди частици и прахови частици в захранващата вода могат да причинят значителни проблеми за нанофилтрационните мембрани. Тези частици могат да се натрупват върху повърхността на мембраната, образувайки слой от торта, който увеличава устойчивостта на водния поток и намалява пропускливостта на мембраната. С течение на времето това може да доведе до намаляване на ефективността на филтриране и повишаване на работното налягане, необходимо за поддържане на желания дебит.
За отстраняване на суспендирани твърди вещества и прахови частици често се използва многоетапен процес на филтриране. Първият етап обикновено включва груб филтър, като ситов филтър или патронен филтър с относително голям размер на порите (напр. 5 - 20 микрона). Тази начална стъпка на филтриране премахва големи частици, като пясък, тиня и отломки, предпазвайки оборудването надолу по веригата от повреда.
След грубата филтрация може да се използва по-фин филтър, като микрофилтрационна (MF) или ултрафилтрационна (UF) мембрана. MF мембраните имат размер на порите в диапазона от 0,1 - 10 микрона, докато UF мембраните имат размер на порите в диапазона от 0,001 - 0,1 микрона. Тези мембрани могат ефективно да премахват по-малки частици, включително бактерии, колоиди и някои вируси.
2. Органична материя
Органичната материя в захранващата вода също може да представлява предизвикателство за нанофилтрационните мембрани. Органични съединения, като естествена органична материя (NOM), хуминови и фулвинови киселини и синтетични органични химикали, могат да се адсорбират върху повърхността на мембраната, причинявайки замърсяване и намаляване на ефективността на мембраната. Освен това някои органични съединения могат да реагират с дезинфектанти (напр. хлор) във водата, образувайки странични продукти за дезинфекция (DBP), които могат да бъдат вредни за човешкото здраве.
За отстраняване на органични вещества могат да се използват няколко метода за предварителна обработка. Един общ подход е коагулацията и флокулацията. Коагуланти, като алуминиев сулфат или железен хлорид, се добавят към водата, за да неутрализират заряда на органичните частици и да ги накарат да се агрегират в по-големи флокули. След това тези флокули могат да бъдат отстранени чрез утаяване или филтриране.
Друг ефективен метод за отстраняване на органични вещества е филтрирането с активен въглен. Активният въглен има голяма повърхност и висок адсорбционен капацитет, което го прави способен да адсорбира широк спектър от органични съединения. Филтрите с гранулиран активен въглен (GAC) обикновено се използват в системите за пречистване на вода. Водата преминава през слоя GAC и органичната материя се адсорбира върху въглеродната повърхност.
3. Микроорганизми
Микроорганизми, като бактерии, гъбички и водорасли, могат да растат върху повърхността на нанофилтрационната мембрана, причинявайки биозамърсяване. Биообрастването не само намалява пропускливостта на мембраната, но също така осигурява благоприятна среда за растеж на други замърсители и може да доведе до производството на неприятни миризми и вкусове в третираната вода.
Предварителната обработка за отстраняване на микроорганизми често включва дезинфекция. Хлорирането е широко използван метод за дезинфекция. Хлорът може ефективно да убива бактерии, вируси и други микроорганизми чрез окисляване на техните клетъчни мембрани и протеини. Въпреки това, хлорът може също да реагира с органични вещества във водата, за да образува DBP. Следователно в някои случаи могат да се използват алтернативни дезинфектанти, като озон или ултравиолетова (UV) светлина.
Озонът е мощен окислител, който може бързо и ефективно да дезинфекцира водата. Може също така да разгражда някои органични съединения, намалявайки потенциала за замърсяване. Дезинфекцията с ултравиолетова светлина действа, като уврежда ДНК на микроорганизмите, предотвратявайки тяхното възпроизвеждане. UV дезинфекцията е метод без химикали и не произвежда DBP.
4. Нагар и утаяване
Котлен камък възниква, когато слабо разтворими соли, като калциев карбонат, калциев сулфат и силициев диоксид, надхвърлят границите си на разтворимост във водата и се утаяват върху повърхността на мембраната. Нагарът може да намали пропускливостта на мембраната, да увеличи работното налягане и в крайна сметка да доведе до повреда на мембраната.
За да се предотврати образуването на котлен камък, могат да се използват методи за предварителна обработка като омекотяване и добавяне на антискалант. Омекотяването на водата е процес на отстраняване на калциеви и магнезиеви йони от водата. Това може да се постигне чрез йонообмен, при който калциевите и магнезиевите йони се обменят с натриеви йони върху слой от смола.
Антискаларантите са химически добавки, които могат да възпрепятстват утаяването на соли, образуващи котлен камък. Те действат, като пречат на процеса на растеж на кристалите на солите, предотвратявайки образуването на големи, неразтворими кристали. Антискалантите обикновено се добавят към захранващата вода в малки концентрации и могат да бъдат много ефективни за предотвратяване на котлен камък.
5. Желязо и манган
Желязото и манганът са обикновени метали, открити в подземните води. Когато присъстват във високи концентрации, те могат да причинят оцветяване, обезцветяване и замърсяване на нанофилтрационните мембрани. Желязото и манганът също могат да реагират с кислорода във водата, за да образуват неразтворими оксиди, които могат да се натрупат на повърхността на мембраната.
Предварителната обработка за отстраняване на желязо и манган често включва окисление, последвано от филтриране. Окисляването може да се постигне чрез добавяне на окислители, като хлор, озон или калиев перманганат, към водата. Окислителите превръщат разтворимите железни и манганови йони в неразтворими оксиди, които след това могат да бъдат отстранени чрез филтриране.
Препоръки за продукта
В нашата компания предлагаме гама от висококачествени нанофилтрационни мембрани, за да отговорим на различни нужди на клиентите. НашитеNF 8040мембраната е популярен избор за индустриални приложения. Има голяма площ на мембраната и висок поток, което го прави подходящ за обработка на вода с голям обем.
За жилищни нужди, нашитеЖилищна NF мембранаиДомакински НФпродуктите са предназначени да осигурят надеждно и ефикасно пречистване на вода. Тези мембрани могат ефективно да отстраняват замърсителите, като същевременно поддържат разумен дебит и ниска консумация на енергия.
Заключение
Правилната предварителна обработка на захранващата вода е от съществено значение за успешната работа на системите за нанофилтрация на вода. Чрез премахване на суспендирани твърди частици, органична материя, микроорганизми, соли, образуващи котлен камък, и други замърсители, процесът на предварителна обработка може да предпази нанофилтрационните мембрани от замърсяване и повреда, като гарантира тяхната дългосрочна работа и намалява оперативните разходи.
Ако се интересувате от нашите продукти за нанофилтриране на вода или се нуждаете от повече информация относно изискванията за предварителна обработка, моля не се колебайте да се свържете с нас за подробна дискусия. Ние се ангажираме да ви предоставим най-добрите решения за пречистване на водата, съобразени с вашите специфични нужди.
Референции
- AWWA (Американска асоциация по водоснабдяване). Качество и пречистване на водата: Наръчник за водоснабдяване на общността. McGraw - Hill Education, 2017 г.
- Crittenden, JC, et al. Пречистване на вода: принципи и дизайн. Джон Уайли и синове, 2012 г.
- Flemming, H. - C. & Wingender, J. Биообрастване във водни системи - случаи, причини и мерки за противодействие. Издателство IWA, 2010 г.