Qu'est-ce que l'ultrafiltration de l'eau?

Un moyen efficace de purifier l'eau est de la pousser à travers des membranes semi-perméables. Les procédés de filtration sont classés en fonction de la taille des particules à séparer:

• microfiltration à travers des membranes ayant des tailles de pores de 0,05 à 10 um;
• ultrafiltration - pores de 0,001 μm à 0,05 μm;
• osmose inverse et nanofiltration - pores de 1 nm et moins.

L'ultrafiltration de l'eau est conçue pour en éliminer les micro-organismes et les inclusions macroscopiques qui ne traversent pas les pores de la membrane.

Mécanisme traditionnel d'action du filtre avecle remblayage est basé sur un nettoyage gravitationnel. L'ultrafiltration est réalisée comme le criblage à travers un écran poreux, où toutes les particules d'un plus grand diamètre sont séparées.

Types de membranes

Les éléments filtrants sont des feuilles plates ou des fibres avec des capillaires. Grâce à la première est produite principalement l'ultrafiltration des eaux usées, et ces derniers sont conçus pour le traitement de l'eau.

Les fibres sont principalement réalisées par canal unique, avecun diamètre interne d'environ 0,8 mm. Ils sont soumis à des charges fréquentes et peuvent être détruits lors du lavage à contre-courant. Les fibres multicanaux contiennent plusieurs capillaires et ont une plus grande force.

Les membranes sont faites de polymères, par exemple,à partir de polyester sulfone. Ses paramètres peuvent être modifiés en ajoutant d'autres matériaux synthétiques. Une large gamme de pH des liquides traités permet de nettoyer efficacement les éléments filtrants.

Les membranes en polymère doivent être périodiquement désinfectées, car les microbes aiment manger de la matière organique et former des colonies.

Long sert de membrane en céramique, qui est bien lavée avec des détergents. Son prix est plus élevé, mais la durée de vie atteint 10 ans.

Méthodes de filtration

Le système d'ultrafiltration de l'eau est constitué de modules,rempli de fibres poreuses creuses. Le liquide initial pénètre dans les capillaires, après quoi la filtration à travers les parois latérales se produit. Feed dans la direction opposée est également possible.

Le lavage est effectué par filtrat avec son alimentationcontre-courant. La distribution uniforme du liquide à l'extérieur des fibres assure l'élimination des dépôts des capillaires. Il est important de choisir le bon mode de lavage afin d'éliminer plus facilement la couche de contaminant.

Les filtres fonctionnent en deux modes, dont l'unPression: l'eau est introduite dans le boîtier de l'appareil sous pression. La méthode submergée est réalisée en utilisant des membranes descendues dans un vaisseau ouvert. Du côté de la sortie, un vide est créé et le liquide est aspiré à travers le matériau du filtre.

Les modules sont situés verticalement. L'eau en eux vient d'une extrémité, et elle est enlevée à l'autre. Le nombre de modules dans un filtre ne dépasse généralement pas deux unités. Cela nécessite moins de joints, ce qui réduit la probabilité de fuites. Les modules verticaux sont pratiques à entretenir et à tester. Ils sont faciles à installer et à extraire.

Modes de filtrage

Lorsque l'ultrafiltration de l'eau est faite, les filtrespeut travailler dans l'impasse et les régimes tangentiels. Dans le premier cas, toute l'eau fournie est purifiée. Les dépôts provenant de la membrane sont périodiquement éliminés pendant le processus de lavage ou avec un courant de drainage. La membrane se salit rapidement et la perte de charge doit rester faible, ce qui réduit la productivité de l'appareil. La méthode est utilisée pour le traitement de l'eau, avec une faible concentration de suspensions.

En mode tangentiel, le milieu à filtrercircule le long de la surface de la membrane et des dépôts sur elle se forment un peu. La turbulence de l'écoulement dans le canal d'alimentation permet de purifier l'eau avec une forte concentration de solides en suspension. Les inconvénients de la méthode sont une augmentation de la consommation d'énergie pour créer un débit élevé et la nécessité d'installer des pipelines supplémentaires.

Paramètres d'ultrafiltration

Les principaux paramètres de l'ultrafiltration sont:

1. Sélectivité - le rapport des concentrations d'impuretés dans l'eau contaminée (C_en) et dans le filtrat (C_sortir.): R = (1-C_sortir./ C_en) ∙ 100%. Pour le processus d'ultrafiltration, il est grand, ce qui vous permet de retenir les plus petites particules, y compris les bactéries et les virus.
2. Le débit du filtrat est la quantité d'eau purifiée par unité de temps.
3. Consommation spécifique de filtrat - la quantité de produit traversant 1 m² zone de la membrane. Dépend des caractéristiques de l'élément filtrant et de la pureté de l'eau de source.
4. La différence de pression à travers la membrane est la différence entre la pression du côté de l'alimentation et celle du filtrat.
5. La perméabilité est le rapport entre la consommation spécifique du filtrat et la chute de pression à travers la membrane.
6. Le rendement hydraulique est le rapport entre les débits du filtrat et l'eau d'alimentation fournie.

Ultrafiltration pour la désinfection de l'eau

Méthodes traditionnelles pour l'élimination des micro-organismesinclure des technologies utilisant des réactifs. L'ultrafiltration de l'eau consiste en la séparation physique des micro-organismes et des colloïdes à cause de la petite taille des pores de la membrane. L'avantage de la méthode est l'élimination des cadavres de micro-organismes, d'algues, de substances organiques et de particules mécaniques. Cependant, il n'y a pas besoin de préparation spéciale de l'eau, qui dans d'autres cas est obligatoire. Il suffit de le faire passer à travers un filtre mécanique de 30 microns.

Lorsque vous achetez des filtres, vous devez déterminer les dimensionsmembranes poreuses. Pour éliminer complètement les virus, les diamètres des trous doivent être de 0,005 μm. Avec de grandes tailles de pores, la fonction de désinfection ne sera pas effectuée.

En outre, la technologie d'ultrafiltration permet une clarification de l'eau. Toutes les suspensions sont complètement supprimées.

l'eau d'ultrafiltration d'installation comprend des dispositifs connectés en parallèle qui fournissent les performances requises du procédé et la possibilité de les remplacer dans le processus.

Purification de l'eau devant les filtres échangeurs d'ions

La résine est efficace pour retarder les particules colloïdales de 0,1-1,0 μm, mais elles obstruent rapidement les granules. Le lavage et la régénération sont de peu d'aide ici. Particulièrement difficile à enlever les particules de SiO₂, qui sont particulièrement nombreux dans les puits et les eaux de rivières. Après colmatage, la résine commence à s'accumuler avec des micro-organismes dans des endroits qui ne sont pas lavés avec des solutions de nettoyage.

Les Ionites sont également bouchés activement avec des huiles émulsifiées qui ne peuvent pas être éliminées. Le colmatage est si fort qu'il est plus facile de remplacer le filtre que de séparer l'huile de celui-ci.

Les granulés de résine filtrante sont activement colmatés par des composés de haut poids moléculaire. Ils sont bien éliminés par le charbon actif, mais sa durée de vie est courte.

Les résines échangeuses d'ions sont efficaces avec l'ultrafiltration, qui élimine plus de 95% des colloïdes.

Purification de l'eau - ultrafiltration avant l'osmose inverse

Les coûts d'exploitation sont réduits lorsquel'installation pas à pas de filtres avec une réduction conséquente de la taille des particules retardées. Si un nettoyage plus grossier est établi avant le module d'ultrafiltration, alors il améliore l'efficacité des systèmes d'osmose inverse. Ces derniers sont sensibles aux floculants anioniques et non ioniques, si au stade préliminaire, une coagulation des contaminants est réalisée.

Les matières organiques à grandes molécules obstruent rapidement les poresmembranes d'osmose inverse. Ils se développent rapidement avec des micro-organismes. La pré-ultrafiltration de l'eau résout tous les problèmes et est économiquement réalisable lorsqu'elle est utilisée avec l'osmose inverse.

Traitement des eaux usées

Le traitement des eaux usées par ultrafiltration donnel'opportunité de les réutiliser dans l'industrie. Ils sont utilisables en ingénierie et la charge technogène sur les réservoirs ouverts de boisson est réduite.

La technologie membranaire est utilisée pour le nettoyagedrains de la production galvanique et textile, dans l'industrie alimentaire, désironnement, élimination des solutions de carbamides, électrolytes, composés de métaux lourds, produits pétroliers, etc. En même temps, l'efficacité du nettoyage et la technologie sont simplifiées.

Avec un faible poids moléculaire d'impuretés par ultrafiltration, des concentrés de produits purs peuvent être obtenus.

Le problème de la séparation des huiles émulsionnées de l'eau est particulièrement important. L'avantage de la technologie membranaire est la simplicité de la méthode, une faible consommation d'énergie et aucun besoin de produits chimiques.

Traitement de l'eau de surface

La précipitation et la filtration étaient auparavant efficacesméthodes de purification de l'eau. Les adjuvants d'origine naturelle sont effectivement éliminés ici, mais des polluants technogènes sont apparus, pour l'élimination desquels d'autres méthodes de purification sont nécessaires. La chloration primaire de l'eau, qui forme des composés chlororganiques, crée de nombreux problèmes. L'utilisation d'étapes supplémentaires de nettoyage au charbon actif et à l'ozonisation augmente le coût de l'eau.

L'ultrafiltration permet l'eau potabledirectement à partir de sources de surface sont retirées de celle-ci des algues, des micro-organismes, matière particulaire et d'autres composés .. Le procédé est efficace avec pré-coagulation. Il ne nécessite pas une longue période de sédimentation, car pas nécessairement la formation de gros flocons.

L'installation de l'ultrafiltration de l'eau (photo ci-dessous) permet d'obtenir une qualité constante d'eau purifiée sans utiliser d'équipements et de réactifs complexes.

L'utilisation de la coagulationinefficace, car de nombreux composés organiques dans l'eau ne sont pas déterminés par la méthode traditionnelle d'oxydation avec du permanganate de potassium. En outre, la teneur en matière organique varie considérablement, ce qui rend difficile la sélection de la concentration nécessaire de réactifs.

Conclusion

L'ultrafiltration de l'eau à travers les membranes permet d'atteindre la pureté nécessaire avec une consommation minimale de réactifs. Les eaux usées après traitement peuvent être utilisées à des fins industrielles.

L'ultrafiltration n'est pas toujours efficace. La méthode ne permet pas l'élimination de certaines substances, par exemple les composés organochlorés et certains acides humiques. Dans de tels cas, un nettoyage multi-étages est utilisé.