27.12.2019
Обратноосмотическая очистка воды и ультрафильтрация – способы удаления из жидкости посторонних примесей, солей тяжелых металлов и органических включений. В основе технологий – процесс мембранного разделения посредством полупроницаемой мембраны, через которую вода проходит под высоким давлением. Схожесть способов очистки обуславливает вопрос, что эффективнее: ультрафильтрация или обратный осмос?
В чем отличия в работе систем ультрафильтрации и обратного осмоса?
Принципиальное различие между двумя способами очистки – размер пор фильтрующей мембраны:
обратноосмотические мембраны задерживают микрочастицы диаметром от 0,0001 до 0,001 мкм, а размер пор ультрафильтрационного мембранного элемента – от 0,01 до 0,1 мкм. Давление, создаваемое в процессе осмотической очистки, также значительно выше – минимум втрое. Обратноосмотические системы нагнетают давление не менее 0,3 МПа, а ультрафильтрационные – от 0,1 МПа.
Назначение фильтрующих элементов также отличается, поскольку установки
ультрафильтрации используют для удаления из воды взвесей и макромолекул. Такая очистка снижает мутность и цветность жидкости, задерживает коллоидные частицы. Она предназначена для предварительной подготовки и обезжелезивания воды.
Обратный осмос эффективен при удалении из воды большинства частиц с размерами, превышающими 0,001 – 0,0001 мкм. В их числе – соли жесткости, ионы натрия, сульфаты, нитраты, железо, красители, тяжелые металлы и многие микроэлементы. Ввиду малого диаметра пор полупроницаемая мембрана также задерживает бактерии и вирусы, включая инфекционные агенты гепатита и холеры. Однако обратноосмотические мембраны высокочувствительны к загрязнениям и быстро засоряются при работе с водой, которая не прошла предварительную подготовку.
Каковы особенности мембраны обратного осмоса и ультрафильтрации?
Различия ультрафильтрации и обратного осмоса обусловлены характеристиками мембран, используемых в процессе очистки воды. Первые выполнены в виде модулей с тысячами капилляров, внутренний диаметр которых – от 0,7 до 1 мм. Их производят из таких материалов:
-
полиэфирсульфон;
-
полиамид;
-
поливинилиденфторид;
-
алифатические полиамиды;
-
полиакрилонитрил;
-
производные целлюлозы и др.
Для производства используют гидрофильные материал с высокой стойкостью к наслоению органических осадков. В зависимости от диаметра капилляров площадь фильтрации мембранного модуля составляет 30–70 кв. м. Особенность очистки в движении водного потока изнутри наружу: очищаемая жидкость проходит через внутренние капилляры, а фильтрат просачивается наружу сквозь стенки. Но также допустимо обратное направление подачи воды.
Мембраны для установок ультрафильтрации способствуют удалению взвешенных частиц, которые оседают на поверхности капилляров. Малый диаметр пор способствует эффективному удалению коллоидного кремния, органических веществ, железа. Их частицы образуют на поверхности мембраны осадочный слой, а для его удаления необходима обратная промывка – подача воды по направлению снаружи внутрь.
Мембранные элементы разделены на два вида с учетом конструктивного исполнения:
-
половолоконные – в виде трубок диаметром примерно 1 мм с пористыми стенками, сквозь которые проходит поток жидкости;
-
спирально-навитые (рулонные) – в виде трубки с отверстиями для прохода пермеата, вокруг которой обернуты дренажный лист, сетка-сепаратор и листовые мембраны.
В процессе производства рулонных фильтрующих элементов напорную полость и полость сбора загрязненного раствора разделяют. Для этого при скручивании мембранного пакета кромки обрабатывают безвредным водостойким клеем.
Различия технологий очистки воды
Ультрафильтрация, осмос – способы очистки артезианских вод и вод из поверхностных источников, которые основаны на прохождении жидкости через полупроницаемую мембрану под давлением. Отличия технологий заключены в строении и структуре мембран, диаметре пор, селективности (способности разделять определенные компоненты раствора).