Ультрафильтрация воды
Ультрафильтрация представляет собой разновидность мембранного способа очистки воды, при котором жидкость пропускают под давлением через полупроницаемую мембрану. Размеры ячейки фильтра ультрафильтрации в 10 000 раз меньше человеческого волоса. Это дает возможность удалять из жидкости загрязнения и микроорганизмы размером более 0,1 мкм. Ультрафильтрация воды, удаляя бактерии, вирусы и органические соединения, не изменяет солевой состав жидкости.
Принцип работы ультрафильтрации
Процедура фильтрования заключается в пропускании очищаемой воды сквозь полупроницаемую мембрану под действием перепада давления. При этом, в отличие от обычного объемного фильтрования, в процессе мембранного разделения большинство отделяемых веществ накапливается на мембране. Тем самым образуется дополнительный слой из микрочастиц, в котором, помимо ситообразующего эффекта, фильтрование идет за счет электростатических сил. Чтобы очистить мембрану от накопившихся загрязнителей периодически проводят ее промывку.
Перед ультрафильтрацией воды производится ее предварительная очистка на механических фильтрах и аппаратах обезжелезивания, чтобы уберечь мембрану от лишней нагрузки и повысить срок ее службы. Для улучшения ее работы рекомендуется подогревать очищаемую жидкость до +20…25 °С.
В воду могут добавляться коагулянты и флокулянты. Это делается для возможности задержания микрочастиц, размер которых меньше пор фильтра ультрафильтрации, за счет образования хлопьев, которые в свою очередь фиксируют на своих поверхностях органические и коллоидные примеси. Кроме того, укрупнение загрязнений упрощает обратную промывку мембран.
Преимущества ультрафильтрации
-
Высокая степень очистки воды. Удаляются микроорганизмы, химические соединения, железо, органические примеси, снижается цветность и мутность. Например, при фильтрации воды мембраной с ячейкой от 0,005 мкм, задерживается 99,9 % бактерий и вирусов, 100 % взвешенных частиц и 97 % железа.
-
Низкое энергопотребление технологии по сравнению с дистилляцией и обратным осмосом. Это снижает затраты на обработку воды, что открывает возможности как промышленного применения, так и использования способа в быту или в офисе.
-
Широкий ассортимент установок на производительность от 5 до 90 м³/ч.
-
Возможность работы системы при низком давлении воды (1–6 бар).
-
Улучшение вкуса и запаха воды. После ультрафильтрации удаляется хлор, но сохраняются природные соли кремния, магния и кальция, полезные для здоровья человека и сохраняющие натуральный вкус воды.
-
Отсутствие дренажа. Ультрафильтрация в отличие от обратноосмотического метода, не требует подключения к канализации. Для промывки мембраны необходимо небольшое количество воды.
-
Относительно низкая цена водоочистки по сравнению с дистилляцией и обратным осмосом.
Где применяется ультрафильтрация?
Благодаря уникальным свойствам технология востребована:
-
В коммунальном хозяйстве для снабжения населения чистой и полезной питьевой водой.
-
В фармацевтической промышленности для подготовки воды, используемой при изготовлении лекарственных препаратов.
-
При производстве напитков и пищевых продуктов.
-
Обработка сточных вод — удаление вредных и токсичных веществ из жидкости перед сбросом стоков в окружающую среду.
-
Фильтрация газов от аэрозолей.
-
Очистка нефтепродуктов.
Кроме этого, ультрафильтрационные мембраны используются для приготовления растворов в металлургии, текстильной промышленности, при производстве бумаги, в научных лабораториях.