Ultrafiltratsiya texnologiyasi 0,01-0,1 mikronni aniq saqlash qobiliyati bilan suvni tozalash, oziq-ovqat va farmatsevtika va kimyoviy ajratishda asosiy membranani ajratish jarayoniga aylandi. Membranning ifloslanishi-membrana yuzasida/g'ovaklarida ifloslantiruvchi moddalarning adsorbsiyasi, cho'kishi va tiqilib qolishi- oqimning pasayishiga, bosimning pasayishiga va ultrafiltratsiya tizimlarida ishlash muddatining qisqarishiga olib keladigan asosiy to'siqdir. Membrananing ishlashini tiklash va tizimning uzoq muddatli barqaror ishlashini ta'minlash uchun ilmiy jihatdan mos tozalash usuli juda muhimdir. Ushbu maqola ultrafiltratsiya membranalarini tozalashning asosiy usullarini muntazam ravishda ko'rib chiqadi, turli xil tozalash jarayonlarida tozalash sxemalaridagi asosiy farqlarni taqqoslaydi va tozalash usulini belgilaydigan asosiy mantiqni aniqlaydi.
I. Asosiy ultrafiltratsion membranani tozalash usullari va asosiy tamoyillari
Ultrafiltratsiyali membranani tozalashning asosiy maqsadi ifloslantiruvchi moddalarni maksimal darajada olib tashlash va membrana tuzilishi va ushlab turish qobiliyatiga zarar bermasdan membrana oqimini va ish samaradorligini tiklashdir. Sanoatda keng tarqalgan ishlatiladigan tozalash usullari ikkita asosiy toifaga bo'linadi: jismoniy tozalash va kimyoviy tozalash. Ushbu ikki usul ko'pincha "jismoniy muntazam parvarishlash va kimyoviy maqsadli zararsizlantirish" ning bosqichli tozalash tizimini yaratish uchun birgalikda qo'llaniladi.
(I) Jismoniy tozalash
Jismoniy tozalash ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun gidravlik bosim, mexanik kuch va havo oqimini kesish kabi jismoniy harakatlarga tayanadi. U ifloslantiruvchi moddalarning kimyoviy xususiyatlarini o'zgartirmaydi, hech qanday kimyoviy qoldiq qoldirmaydi va membranaga minimal zarar etkazadi. Bu ultrafiltratsiya tizimlariga kundalik texnik xizmat ko'rsatish uchun afzal qilingan usul bo'lib, engil ifloslanishning oldini olish va oldindan davolash uchun javob beradi.
1. Oldinga yuvish (o'ngga yuvish)
Yuviladigan suv manbai sifatida xom suv yoki ultrafiltratsiya o'tkazuvchanligidan foydalanib, u normal filtrlash yo'nalishi bo'yicha yuqori tezlikda membrana moduliga kiritiladi. Yuqori{1}}tezlikdagi suv oqimining kesish kuchi membrana yuzasidan bo'shashgan muallaq moddalarni, kolloid ifloslantiruvchi moddalarni va konsentrat qoldiqlarini yuvadi. Operatsion oqim tezligi odatda filtrlash oqimi tezligidan 1,2-1,5 baravar ko'p, yuvish vaqti esa 1-5 minut. U asosan filtrlashdan keyin muntazam texnik xizmat ko'rsatish va tizimni ishga tushirish/o'chirishdan oldin quvurlarni yuvish uchun ishlatiladi. Operatsiya oddiy, tizimni o'chirishni talab qilmaydi va ifloslantiruvchi moddalarni to'plashni samarali ravishda kechiktiradi.
2. Qayta yuvish (teskari yuvish)
Ultrafiltratsiya uchun eng asosiy va tez-tez ishlatiladigan jismoniy tozalash usuli. Suv manbai sifatida toza ultrafiltratsiyali o'tkazgichdan foydalanib, suv bosim ostida bo'ladi va membrananing o'tkazuvchan tomonidan ozuqa suvi tomoniga pompalanadi. Bu teskari suv oqimi membrana teshiklariga kirib, membrana yuzasida hosil bo'lgan tiqilib qolgan va filtrli tort qatlamini tarqatadi. Oddiy ish bosimi 0,1-0,2 MPa darajasida nazorat qilinadi, oqim tezligi odatdagi o'tkazuvchan oqim tezligidan 1,5-2 baravar ko'p va har bir qayta yuvish 30 soniyadan 3 minutgacha davom etadi, odatda har 30-120 daqiqalik ishda amalga oshiriladi. Bo'shliq tolali ultrafiltratsiyali membranalar uchun qayta yuvish ham membrana tolalarini to'liq kengaytirishga imkon beradi, bu esa tolalar ichidagi o'lik blokirovka zonalarini kamaytiradi.
3. Kombinatsiyalangan havo-Suvni qayta yuvish
Qayta yuvish paytida membrana moduliga siqilgan havo kiritiladi. Havo pufakchalarining tebranish va turbulent kesish harakati orqali membrana yuzasida juda yopishqoq organik ifloslantiruvchi moddalar, kolloidlar va biologik shilimshiqlar kuchli tozalanadi. Tozalash effekti oddiy gidravlik qayta yuvishdan ancha ustundir. An'anaviy kirish bosimi 0,1-0,15 MPa darajasida nazorat qilinadi, havo oqimi tezligi kirish suv oqimi tezligidan 1-3 marta, tozalash vaqti esa 2-5 minut. Bu, ayniqsa, tashqi bosimli ichi bo'sh tolali ultrafiltratsiya membranalari uchun javob beradi va shahar kanalizatsiya va yuqori to'xtatilgan qattiq oqava suvlarni tozalash jarayonlari uchun standart jismoniy tozalash usuli hisoblanadi.
4. Boshqa jismoniy tozalash usullari
Jumladan, izobarik yuvish (mahsulot suvi klapanini yopish, konsentrat klapanini toʻliq ochish va odatdagi oqim tezligidan 3 baravar tez yuvish, transmembran bosim farqisiz, ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun faqat kesish kuchiga tayanib), yuqori{1}}bosimli suvni yuvish (asosan quvurli membranalar uchun ishlatiladi, 5 {{3}{}} 8 MPa bosimli suvni yuqori miqyosda ishlatish uchun ishlatiladi. va oqim kanalidagi jel qatlamlari), shimgichni mexanik tozalash (faqat katta diametrli quvurli membranalar uchun qo'llaniladi, membrana yuzasida ifloslantiruvchi moddalarni qirib tashlash uchun shimgichni to'playdi) va ultratovushli tozalash (ko'pincha laboratoriyalarda kichik membrana modullari uchun ishlatiladi, sanoat stsenariylarida kamroq qo'llaniladi).
(II) Kimyoviy tozalash
Jismoniy tozalash membrana oqimini samarali tiklay olmasa (odatda oqimning pasayishi 10% dan oshadi va transmembran bosim farqi sezilarli darajada oshadi), kimyoviy tozalash kerak. Uning asosiy printsipi kimyoviy moddalar va ifloslantiruvchi moddalar o'rtasidagi erish, oksidlanish, parchalanish, xelyatsiya va emulsifikatsiya kabi kimyoviy reaktsiyalar orqali jismoniy tozalash yo'q qila olmaydigan o'jar ifloslantiruvchi moddalarni yaxshilab olib tashlashdir. U ikki toifaga bo'linadi: onlayn kimyoviy tozalash va oflayn kimyoviy tozalash.
1. Odatda ishlatiladigan kimyoviy tozalash vositalari va maqsadli dastur stsenariylari
Kimyoviy tozalashning o'zagi "to'g'ri kasallik uchun to'g'ri dori tanlash" dir. Har xil turdagi ifloslantiruvchi moddalar maxsus tozalash vositalariga mos keladi. Sanoatda keng tarqalgan ishlatiladigan asosiy tozalash vositalari to'rt toifaga bo'lingan:
- Kislotali tozalash vositalari: Odatda limon kislotasi, xlorid kislotasi, oksalat kislotasi, nitrat kislota va boshqalar ishlatiladi. Ular asosan kaltsiy karbonat, kaltsiy sulfat va boshqa kaltsiy va magniy tuzi oksidi va metall cho'kmalari, gidroksidlar va metall cho'kmalarini o'z ichiga olgan noorganik ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun ishlatiladi. Ular pH qiymatini pasaytirish orqali noorganik tuz cho'kmalarini eritib, bir vaqtning o'zida metall ionlarini xelatlaydi. An'anaviy kislotali yuvish pH ni 2-3, sirkulyatsiya + namlash vaqti 30-120 daqiqani tashkil qiladi.
- Ishqoriy tozalash vositalari: Natriy gidroksidi keng tarqalgan bo'lib, sirt faol moddalar, EDTA va boshqa xelatlashtiruvchi moddalar bilan birgalikda ishlatiladi. Ular birinchi navbatda organik moddalarni, yog'larni, oqsillarni, mikrobial kolloidlarni va boshqa ifloslantiruvchi moddalarni parchalash va olib tashlash uchun ishlatiladi.
- Ishqoriy tozalash vositalari: Bu moddalar organik moddalarning tuzilishini buzadi va sovunlanish va emulsifikatsiya orqali kolloid ifloslantiruvchi moddalarni tarqatadi. 11-12 pH va 25-40 daraja haroratda muntazam gidroksidi yuvish tozalash samaradorligini sezilarli darajada yaxshilaydi.
- Oksidlovchi tozalash vositalari: Odatda natriy gipoxlorit va vodorod peroksid ishlatiladi. Ularning asosiy vazifasi mikroorganizmlar, bakteriyalar va suv o'tlari tomonidan hosil bo'lgan biofilmlarni yo'q qilish va olib tashlash, shu bilan birga humik kislotalar kabi yirik organik molekulalarni oksidlash va parchalashdir. Ular suvni tozalashda eng ko'p ishlatiladigan bakteritsidlar va tozalash vositalaridir. Amaldagi konsentratsiya membrana materialiga qarab o'rnatiladi. PVDF membranalari maksimal 3000 ppm konsentratsiyasiga bardosh bera oladi, PES/PS membranalari esa 500 ppm dan pastroqda qat'iy nazorat qilinishi kerak.
- Fermentlarni tozalash vositalari: Odatda proteazlar, amilazalar va tsellyulazlar ishlatiladi. Ushbu agentlar oqsillar va polisaxaridlar kabi yirik biologik molekulalarni alohida parchalaydi. Ular-korroziy emas, kimyoviy qoldiq qoldirmaydi va ikkilamchi ifloslanishni keltirib chiqarmaydi. Ular, ayniqsa, oziq-ovqat va ichimliklardagi ultrafiltratsiya jarayonlari va kimyoviy qoldiqlarga qat'iy talablar qo'yiladigan farmatsevtika ishlab chiqarishi uchun javob beradi, kuchli kimyoviy moddalardan membrana materialiga zarar etkazmaydi va mahsulot xavfsizligini ta'minlaydi.
2. In-chemical injection (CIP)
In-kimyoviy tozalash membrana modullarini demontaj qilishni talab qilmaydi. Mavjud tizim quvurlarida kimyoviy aylanish, ho'llash va yuvish tugallanadi. O'rtacha ifloslangan joylarga mos keladi, u ikki toifaga bo'linadi:
- Maintenance Chemical Injection (CEB): Qisqa muddatli aylanish va chayish uchun kundalik teskari yuvish suviga past konsentratsiyali tozalash vositasi (masalan, 50-200 ppm natriy gipoxlorit, 0,5% limon kislotasi) qo'shiladi. Bu tez-tez amalga oshiriladi (kuniga 1-2 marta). Uning asosiy vazifasi qo'shimcha ifloslanishning oldini olish va intensiv tozalash zaruratini kechiktirishdir.
- Intensiv kimyoviy in'ektsiya: yuqori konsentratsiyali tozalash vositasi ishlatiladi. O'jar ifloslantiruvchi moddalarni chuqur tozalash uchun "past-oqim aylanishi + statik ho'llash + resirkulyatsiya" modeli qo'llaniladi. Bu odatda har 1{9}}4 haftada amalga oshiriladi, har bir tozalash seansi 2-8 soat davom etadi. Murakkab ifloslanish uchun sanoat standarti tozalash ketma-ketligi: "organik va biologik ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun birinchi gidroksidi yuvish + oksidlanish, so'ngra noorganik shkalani olib tashlash uchun kislota bilan yuvish va nihoyat neytral bo'lgunga qadar toza suv bilan yuvish" tozalash effektiga ta'sir qiladigan kislota-asos neytrallanishiga yo'l qo'ymaslik.
3. Oflayn kimyoviy tozalash
Membrana oqimining pasayishi 30% dan oshsa va transmembran bosim farqi ikki baravar oshsa, kerakli natijalarga erishish uchun onlayn tozalash endi etarli bo'lmaydi, bu esa oflayn tozalashni talab qiladi. Ushbu usul membrana modulini tizimdan to'liq qismlarga ajratish va uni maxsus tozalash tankiga o'tkazishni o'z ichiga oladi. Keyinchalik chuqur tozalash yuqori-kontsentratsiyali kimyoviy immersiya, sirkulyatsiya va ultratovush yordamida amalga oshiriladi. Uning afzalliklari kimyoviy formulani moslashtirish, ko'r-ko'rona dog'larsiz yaxshilab tozalash va yuqori konsentratsiyali kimyoviy moddalar ta'sirida nasoslar, quvurlar va klapanlarni korroziyaga- yo'l qo'ymaslikni o'z ichiga oladi. Ko'pincha qattiq ifloslangan yoki o'lchovli membrana modullarini ta'mirlash uchun ishlatiladi.
II. Turli xil davolash jarayonlarida ultrafiltratsiya membranasini tozalash usullaridagi asosiy farqlar
Ultrafiltratsiya membranalari maishiy ichimlik suvidan tortib sanoat oqava suvlarini kompleks tozalashgacha, oziq-ovqat materiallari konsentratsiyasidan farmatsevtik tozalashgacha bo'lgan keng doiradagi ilovalarda qo'llaniladi. Turli xil tozalash jarayonlari ta'sir qiluvchi suv sifati, ifloslantiruvchi moddalar turlari, ish sharoitlari va oqava suvlarga muvofiqlik talablariga juda farq qiladi. Shuning uchun mos keladigan tozalash usullari, reagentni tanlash, tozalash chastotasi va tozalash intensivligi tubdan farq qiladi. Asosiy farqlarni beshta tipik stsenariyga bo'lish mumkin:
(I) Ichimlik suvi / shahar suv ta'minotini tozalash jarayonlari
Ushbu jarayonga ta'sir qiluvchi suv sifati nisbatan barqaror va ifloslantiruvchi moddalar kontsentratsiyasi past bo'lgan er usti yoki er osti suvlaridir. Asosiy ifloslantiruvchi moddalar tabiiy organik moddalar, kolloidlar, mikroorganizmlar va oz miqdorda to'xtatilgan qattiq moddalardir. Membrananing ifloslanishi, birinchi navbatda, engil organik va biologik ifloslanish bo'lib, juda kam kuchli noorganik shkala.
- Asosiy tozalash mantigʻi: Jismoniy tozalash asosiy usul boʻlib, ichimlik suvida kimyoviy qoldiqlar boʻlmasligi uchun kimyoviy vositalardan foydalanish qatʼiy nazorat qilinadi.
- Oʻziga xos farqlar: Muntazam tozalashda, birinchi navbatda, 30-60 daqiqalik teskari yuvish davri bilan “havo{1}}suvni qayta yuvish” qoʻllaniladi; har kuni past konsentratsiyali natriy gipoxlorit bilan -taxminan tozalash, agent kontsentratsiyasini qat'iy nazorat qilish bilan amalga oshiriladi; har oyda faqat bitta takomillashtirilgan kimyoviy tozalash talab etiladi, asosan "ishqoriy yuvish + natriy gipoxlorit" dan foydalangan holda, qisqa muddatli kislotali yuvish faqat noorganik shkala paydo bo'lganda qo'shiladi; oflayn tozalash deyarli qo'llanilmaydi, faqat restavrativ tozalash membrana modulining ishlash muddati tugagandan so'ng amalga oshiriladi.
(II) shahar oqava suvlarini tozalash/qayta ishlangan suvdan qayta foydalanish jarayoni
Ushbu jarayonga ta'sir qiluvchi suv shahar oqava suvlarini tozalash inshootlaridan ikkinchi darajali oqava suvdir. Ifloslantiruvchi moddalar, asosan, qoldiq organik moddalar, mikrob metabolitlari, kolloidlar, oz miqdordagi fosfor va o'rtacha darajada ifloslangan qattiq moddalardan iborat. U biologik va kolloid ifloslanishga moyil bo'lib, yuqori{2}}qayta tiklanadigan-qayta ishlangan suv sharoitida noorganik shkala paydo bo'lishi mumkin.
- Asosiy tozalash mantigʻi: biologik chiqindi suvning ifloslanish xususiyatlariga moslashish uchun yuqori-chastotali ifloslanish nazorati bilan jismoniy va kimyoviy tozalashga urgʻu beriladi.
- Maxsus farqlar: Jismoniy tozalashda odatda "havo-suv bilan tozalash + teskari yuvish" qo‘llaniladi, bunda teskari yuvish davri 20-60 daqiqaga qisqartiriladi va tozalash intensivligi ozuqa suvi jarayonlariga qaraganda yuqoriroq. Kundalik natriy gipoxlorit parvarishlash tozalash amalga oshiriladi, so'ngra har 1-2 haftada intensiv kimyoviy tozalash amalga oshiriladi. "Ishqoriy yuvish + oksidlanish" asosiy usul bo'lib, biokimyoviy jarayonlardan qoldiq fosfat shkalasi va metall gidroksid ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun muntazam kislota yuvish bilan to'ldiriladi. Yuqori qayta tiklanadigan qayta foydalanish tizimlari konsentrat tomonidagi ifloslantiruvchi moddalar kontsentratsiyasidan kelib chiqadigan qaytarilmas ifloslanishni oldini olish uchun tozalash davrini yanada qisqartirishni talab qiladi.
(III) Sanoat oqava suvlarini tozalash jarayonlari (elektr stansiyalarini oltingugurtdan tozalash oqava suvlari, bo'yash va bosma oqava suvlar va kimyoviy oqava suvlar bilan ifodalanadi)
Ushbu turdagi jarayon uchun suvning sifati murakkab bo'lib, odatda yuqori sho'rlanish, yuqori qattiqlik, yuqori COD va yuqori to'xtatilgan qattiq moddalar bilan tavsiflanadi. Ifloslantiruvchi moddalarga og'ir metallar, kremniy shkalasi, teskari organik moddalar, yog'lar, bo'yoqlar va boshqalar kiradi. Membrananing ifloslanishi tez va og'ir bo'lib, osongina qaytarilmas ifloslanishga olib keladi va bu ultrafiltratsiya bilan tozalashning eng qiyin stsenariysiga aylanadi.
- Tozalash yadro mantigʻi: Kimyoviy tozalash asosiy usul, jismoniy tozalash yordamchi usul, murakkab ifloslanish bilan kurashish uchun yuqori chastotali va yuqori intensivlikdagi tozalash qoʻllaniladi va membrana modullarini yirtib tashlamaslik uchun kerak boʻlganda oflayn tozalashdan foydalaniladi.
- O'ziga xos farqlar: Jismoniy tozalash faqat kundalik yordamchi usul sifatida ishlatiladi, teskari yuvish davri 15-30 daqiqaga qisqartiriladi va havoni tozalash intensivligi sezilarli darajada yaxshilanadi; kuchaytirilgan kimyoviy tozalash haftada bir marta amalga oshiriladi va muntazam usul o'zgaruvchan bosqichlarda tozalash uchun "kislota yuvish + gidroksidi yuvish + oksidlanish" dan foydalanishdir va agentning konsentratsiyasi shahar suvini tozalashdan ancha yuqori; maxsus ifloslantiruvchi moddalar uchun maxsus tozalash vositalari talab qilinadi, masalan, oltingugurtdan tozalash oqava suvlarida kremniy ifloslanishi uchun ammoniy ftorid qo'shilishi va bo'yoq va bosma oqava suvlarda bo'yoq va yog'larni olib tashlash uchun maxsus sirt faol moddalarni qo'shish; membrana oqimi 30% dan ortiq parchalanganda, ifloslantiruvchi moddalarni quritish orqali qaytarilmas ifloslanish hosil bo'lishiga yo'l qo'ymaslik uchun uni oflayn chuqur tozalash uchun darhol qismlarga ajratish kerak.
(IV) Oziq-ovqat va ichimliklar/farmatsevtika ishlab chiqarish jarayoni
Bu jarayon sut mahsulotlari, meva sharbati, xitoy tibbiyoti ekstraktlari va fermentatsiya suyuqliklari kabi materiallarga ishlov beradi. Ifloslantiruvchi moddalar asosan oqsillar, polisaxaridlar va kraxmallar kabi biologik makromolekulalardir. Asosiy talab - agent qoldiqlaridan mutlaqo saqlanish, mahsulot xavfsizligini ta'minlash va shu bilan birga membrana materialining kuchli agentlar ta'sirida zararlanishiga yo'l qo'ymaslik. - Asosiy tozalash mantig'i: Yumshoq tozalash - asosiy usul; toksik, zararli yoki oson qoldiq kuchli vositalardan foydalanish qat'iyan man etiladi. Tozalash ifloslantiruvchi moddalarni quritib yubormaslik uchun ommaviy ishlab chiqarish bilan sinxronlashtiriladi.
- O'ziga xos farqlar: Jismoniy tozalashda bo'shashgan oqsil va polisakkarid ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun har bir ishlab chiqarish partiyasidan so'ng darhol amalga oshiriladigan iliq suv bilan oldinga chayish + orqaga yuvish ishlatiladi; kimyoviy tozalashda asosan biologik makromolekulalarni maxsus parchalash uchun fermentlarni tozalash vositalari bilan birgalikda past-konsentratsiyali NaOH ishlatiladi, bu esa kuchli moddalar ta'sirida oqsil denaturatsiyasi va cho'kmalarning oldini oladi; yuqori-konsentratsiyali kuchli oksidlovchilar, gidroflorik kislota va boshqa zaharli tozalash vositalaridan foydalanish qat'iyan man etiladi va kuchli kislotali tozalash kamdan-kam qo'llaniladi; tozalashdan so'ng, oziq-ovqat va farmatsevtika xavfsizligi standartlariga muvofiqligini ta'minlash uchun suvni qattiq yuvish va sterillik va qoldiqlarni tekshirish kerak.
(V) Maxsus materiallarni ajratish va maxsus membrana jarayonlari
An'anaviy suvni tozalash, oziq-ovqat va farmatsevtikada qo'llashdan tashqari, ultrafiltratsiya membranalari neft-suvni ajratish, polimer konsentratsiyasi va maxsus ajratish jarayonlarida keng qo'llaniladi. Bu jarayonlarda ifloslantiruvchi moddalar asosan yog‘lar, polimerlar va gidrofobik organik birikmalar bo‘lib, tozalash usullarida sezilarli farqlarga olib keladi: jismoniy tozalashda yog‘ ifloslantiruvchi moddalarning erishi va olib tashlanishini kuchaytirish uchun yuqori-haroratli issiq suv bilan yuvish qo‘llaniladi; kimyoviy tozalashda, birinchi navbatda, maxsus yog'sizlantirish vositalari va noionik sirt faol moddalar, engil gidroksidi yuvish bilan birlashtiriladi va membranani ajratish ko'rsatkichlariga putur etkazadigan yuqori polar moddalardan foydalanishni qat'iyan taqiqlaydi; quvurli membranani maxsus ajratish jarayonlari uchun yuqori-bosimli suv bilan yuvish va mexanik tozalash bilan birgalikda yuqori konsentratsiyaga ega bo'lgan og'ir ifloslangan materiallarga murojaat qilish mumkin.
III. Ultrafiltratsiya membranasini tozalash usullarini belgilovchi asosiy omillar
Ultrafiltratsiya membranalari uchun "bir{0}}o'lchamli-barchaga mos-bir" tozalash eritmasi mavjud emas. Har qanday tozalash usulini tanlash bir nechta omillarga asoslangan keng qamrovli mulohaza va moslashtirilgan dizaynni talab qiladi. Beshta asosiy omil hal qiluvchi rol o'ynaydi va bu omillar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi va birgalikda tozalash eritmasi dizaynining asosiy mantiqini shakllantiradi.
(I) Membran materiali va membrana moduli tuzilishi
Bu tozalash usulini tanlash, tozalash vositalarining assortimentini, tozalash intensivligini va jismoniy tozalash usullari bilan mosligini bevosita aniqlashning asosiy shartidir. Bu barcha tozalash sxemasi dizayni uchun qizil chiziq; bu chiziqni buzish membrana tuzilishiga qaytarilmas zararga olib keladi.
- Membrana materiallarining kimyoviy qarshiligi: Turli membrana materiallari kislotalarga, ishqorlarga, oksidlanishga va haroratga juda farq qiladi. Seramika ultrafiltratsiya membranalari pH bardoshlik diapazoni 0-14, kuchli kislotalar va ishqorlarga, kuchli oksidlovchilarga va yuqori haroratlarga chidamli va yuqori{4}}kontsentratsiyali kislotalar va ishqorlar bilan yoki hatto yuqori-haroratda yaxshilangan tozalash bilan ham tozalanishi mumkin. Organik membranalar orasida PVDF (poliviniliden ftorid) kislotalar va ishqorlarga juda chidamli va kuchli oksidlanish qarshiligiga ega bo'lib, uni suvni tozalash sohasida asosiy materialga aylantiradi. An'anaviy kislota va gidroksidi tozalash vositalari va natriy gipoxlorit bilan mos keladi. PES (polietersulfon) va PS (polisulfon) yaxshi gidroksidi qarshilikka ega, ammo ularning xlorga chidamliligi PVDFga qaraganda ancha zaifdir. Natriy gipoxloritning kontsentratsiyasi va aloqa vaqti qat'iy nazorat qilinishi kerak. PAN (poliakrilonitril) va CA (tsellyuloza asetat) zaif kislota va gidroksidi qarshilik va oksidlanish qarshiligiga ega. Yuqori{13}}konsentratsiyali kislotalar, ishqorlar va kuchli oksidlovchilar qat'iyan man etiladi. Faqat yumshoq tozalash vositalari va past intensiv tozalash usullaridan foydalanish mumkin.
- Membran moduli tuzilmasining moslashuvchanligi: ichi bo'sh tolalar (ichki bosim/tashqi bosim), spiral yara va quvurli membranalar o'rtasidagi oqim kanali dizaynidagi farqlar bevosita jismoniy tozalash usulini tanlashni aniqlaydi. Tashqi bosimli ichi bo'sh tolali membranalar havo va suvni tozalash uchun, ichki bosimli membranalar esa oldinga yuqori-tezlikda yuvish va teskari yuvish uchun ko'proq mos keladi; Quvurli membranalar keng oqim kanallariga ega va ularni yuqori bosimli suv bilan yuvish va shimgichli sharlar bilan mexanik tozalash mumkin, spiral o'ralgan membranalar esa tor oqim kanallariga ega va mexanik tozalash qat'iyan man etiladi, faqat gidravlik va kimyoviy tozalashga tayanadi va o'lik burchaklarni tozalashga yo'l qo'ymaslik uchun vositalarning tarqalishiga nisbatan yuqori talablarga ega.
(II) Ifloslantiruvchi moddalarning turlari va darajalari
Bu tozalash vositasining turini va tozalash jarayonini tanlashning asosiy asosi bo'lib, tozalashning maqsadi va samaradorligini bevosita belgilaydi. "To'g'ri holat uchun to'g'ri agentni tanlash" muvaffaqiyatli tozalashning kalitidir.
- Ifloslantiruvchi moddalar turlari: Turli ifloslantiruvchilar butunlay boshqa tozalash eritmalariga mos keladi. Noorganik shkala (kaltsiy va magniy tuzlari, temir va marganets oksidi) kislotali tozalash vositalari bilan tozalanishi kerak; organik ifloslantiruvchi moddalar (gumik kislota, yog ', oqsil) gidroksidi tozalash vositalari + sirt faol moddalar / fermentlar bilan tozalanishi kerak; biologik ifloslanish (bakteriyalar, biofilm) oksidlovchi tozalash vositalari + gidroksidi tozalash bilan tozalanishi kerak; silika shkalasi bilan ifloslanishi yuqori{4}}haroratli ishqorli tozalash yoki ftorli{5}}asosli maxsus tozalash vositalarini talab qiladi. Agar murakkab ifloslanish mavjud bo'lsa, tozalash ketma-ketligini qat'iy nazorat qilish kerak. Organik va biologik ifloslantiruvchi moddalarni birinchi navbatda olib tashlash kerak, so'ngra noorganik shkalani eritib, ifloslantiruvchi moddalar reaksiyaga kirishishi va ko'proq ifloslantiruvchi moddalar hosil bo'lishiga yo'l qo'ymaslik kerak.
Moddalarni-olib tashlash-qiyin.
- Kirlanish darajasi: tozalash usulining intensivligi va turini bevosita aniqlaydi. Yengil ifloslanish (oqimni kamaytirish<10%, slight increase in transmembrane pressure difference) only requires optimization of physical backwashing parameters, combined with low-concentration maintenance chemical cleaning; moderate fouling (flux reduction 10%-30%, significant increase in transmembrane pressure difference) requires initiating enhanced online chemical cleaning, adjusting the reagent formulation, concentration, and soaking time; severe fouling (flux reduction >30%, ish bosimi farqi ikki baravar ko'paydi, onlayn tozalash samarasiz), membrana modulining doimiy ishdan chiqishiga olib keladigan doimiy qattiq ifloslanishning oldini olish uchun oflayn rejimda chuqur tozalashni talab qiladi.
(III) Davolash jarayonining ish sharoitlari va tizim dizayni
Ultrafiltratsiya tizimining ish parametrlari, filtrlash rejimi va dastlabki ishlov berish dizayni membrana ifloslanishining hosil bo'lish tezligiga, turiga va taqsimlanishiga bevosita ta'sir qiladi, shuning uchun tozalash chastotasini, tozalash davrini va tozalash intensivligini aniqlaydi.
- Filtrlash rejimlari va ish parametrlari: oʻzaro{1}}oqim filtrlash rejimida konsentrat tomonidagi yuqori{2}}tezlikda suv oqimi membrana yuzasini doimiy ravishda yuvib turadi, natijada ifloslantiruvchi moddalar kamroq choʻkadi va tozalash chastotasi kamayadi. O'lik{4}}filtrlash rejimida barcha ifloslantiruvchi moddalar membrana yuzasida ushlanib qoladi, bu esa tez ifloslanishga olib keladi va tozalash chastotasini sezilarli darajada oshirishni talab qiladi. Bundan tashqari, yuqori{6}}oqim, yuqori{7}}qayta tiklash-va yuqori{9}}bosimli ish sharoitlari kontsentratsiyaning qutblanishi va ifloslantiruvchi moddalarning adsorbsiyasini kuchaytiradi, bu esa membrananing tezroq va qattiqroq ifloslanishiga olib keladi, bu esa tozalash davrini sezilarli darajada qisqartirish va tozalash intensivligini oshirishni talab qiladi. Aksincha, past oqim va past tiklanish tezligi bilan yumshoqroq ish sharoitida tozalash chastotasini sezilarli darajada kamaytirish mumkin.
- Oldindan ishlov berish dizayni: Kompleks oldindan tozalashga ega tizimlar (masalan, koagulyatsion cho‘kma, ko‘p{1}}mediya filtrlash va xavfsizlik filtratsiyasi) ta’sir etuvchi to‘xtatilgan qattiq moddalar va kolloid kontsentratsiyasini sezilarli darajada kamaytiradi, natijada membrana engil ifloslanishiga olib keladi va barqaror ishlash uchun faqat muntazam tozalashni talab qiladi. Oldindan ishlov berilmagan va ifloslantiruvchi moddalar miqdori yuqori bo'lgan tizimlar tez va qattiq ifloslanishga juda moyil bo'lib, tez-tez intensiv tozalash yoki hatto davriy oflayn tozalashni talab qiladi.
(IV) Qo'llash stsenariylari uchun muvofiqlik va xavfsizlik talablari
Turli sanoatning oqava suv standartlari va mahsulot xavfsizligi qoidalari tozalash vositalarining turlarini, kontsentratsiyasini va ulardan foydalanish usullarini bevosita cheklaydi, bu tozalash eritmasi dizaynida majburiy qizil chiziqni anglatadi.
- Ichimlik suvi, oziq-ovqat va farmatsevtika sanoatida yuqori konsentratsiyali xlorid kislotasi, gidroftorik kislota va ogʻir metallardan iborat-dezinfektsiyalash vositalari kabi zaharli, zararli va qoldiq-tozalash vositalaridan foydalanish qatʻiyan man etiladi. Oziq-ovqat mahsuloti{4}}tozalash vositalariga ustunlik berish kerak, bunda agent konsentratsiyasi va aloqa vaqti ustidan qattiq nazorat qilish kerak. Tozalashdan keyin mahsulot xavfsizligi va suv sifati standartlariga ta'sir qilmaslik uchun yaxshilab chayish va qoldiqlarni tekshirish zarur.
- Sanoat oqava suvlarini tozalash sanoatida agent qoldiqlariga nisbatan qat'iy cheklovlar yo'q. Yuqori{2}}konsentratsiyali vositalar va maxsus tozalash vositalarini ifloslanish darajasiga qarab tanlash mumkin. Asosiy maqsad membrananing ishlashini to'liq tiklash, shuningdek, tozalovchi chiqindi suvni tozalashni hisobga olgan holda, agentning oqishi ekologik standartlardan oshib ketishining oldini olishdir.
(V) Operatsion va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlari va membrana modulining ishlash muddatiga qo'yiladigan talablar
Tozalash usullarini tanlash oxir-oqibatda tozalash samaradorligini, foydalanish va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini va membrana modullarining butun ishlash muddatini muvozanatlashi kerak.
- Onlayn tozalashni ishlatish oson, uzilish vaqtini talab qilmaydi, mehnat va kimyoviy xarajatlar kam bo‘lgani uchun uni muntazam parvarishlash uchun afzal qiladi. Biroq, kuchli ifloslanish holatlarida uning tozalash ta'siri cheklangan. Oflayn tozalash yaxshi natijalar beradi, lekin komponentlarni qismlarga ajratish va o'chirishni talab qiladi, bu esa yuqori mehnat va kimyoviy xarajatlarga olib keladi. Tez-tez oflayn tozalash ham membrananing qarishini tezlashtirishi va membrananing ishlash muddatini qisqartirishi mumkin.
- Kuchli oksidlovchi moddalar va yuqori-konsentratsiyali kislota/ishqorli tozalash vositalari samaralidir, lekin uzoq{2}}muddatli, yuqori{3}}chastotali foydalanish membrana degradatsiyasini tezlashtirishi va ushlab turuvchi qatlamning shikastlanishiga olib kelishi mumkin, bu esa membrananing ishlash muddatini qisqartirishi mumkin. Shu sababli, sanoat-standart printsipi "kimyoviy tozalash bilan to'ldirilgan asosiy usul sifatida jismoniy tozalash" dir. Tozalash samaradorligini ta'minlash bilan birga, membrana modulining ishlash muddatini maksimal darajada oshirish va umumiy xizmat muddatini saqlash xarajatlarini kamaytirish uchun kimyoviy moddalarning chastotasi va kontsentratsiyasini minimallashtirish kerak.
Xulosa
Ultrafiltratsiya membranasini tozalash va texnik xizmat ko'rsatish maqsadlilik, moslashuvchanlik va xavfsizlikni muvozanatlashtiradigan tizimli loyihadir. Turli xil tozalash jarayonlari suv sifati, ifloslantiruvchi moddalar, ish sharoitlari va muvofiqlik talablarining o'zgarishi sababli tubdan farqli tozalash usullarini talab qiladi. Tozalash usulining yakuniy tanlovi beshta asosiy omil bilan belgilanadi: membrana materiali va tuzilishi, ifloslantiruvchi xususiyatlar, ish sharoitlari, muvofiqlik talablari va xarajatlarni nazorat qilish.
Haqiqiy foydalanish va texnik xizmat ko'rsatishda yagona, o'zgarmas tozalash eritmasi yo'q. Tozalash parametrlari va rejalari membrana tizimining real vaqtdagi ish maʼlumotlari, ifloslanish turi va darajasini muntazam tahlil qilish, tozalash samaradorligini oshirish, membrana shikastlanishini minimallashtirish, ekspluatatsiya va texnik xizmat koʻrsatish xarajatlarini optimallashtirish kabi asosiy maqsadlarga erishish uchun ekspluatatsiya va texnik xizmat koʻrsatish xarajatlarini optimallashtirish asosida dinamik ravishda sozlanishi, shu tariqa ultrafiltr tizimining uzoq muddatli samarali ishlashini taʼminlash-