Käänteisosmoosi ja nanosuodatus

Käänteisosmoosikalvojen valmistus

FilmTec Corporation, DOW Chemical Corporationin (USA) rakenteellinen alaosasto, on maailman johtava kalvoelementtien valmistaja. Kalvoelementit valmistetaan suoraan Yhdysvalloissa.

Yrityksen kalvot ovat maailmanlaajuisesti sertifioituja vedenkäsittelyyn sekä juoma- että teollisuuskäyttöön.

DOW FilmTec -kalvoja, joiden halkaisija on 2,5" - 4" - 8" esitetään useissa sarjoissa päävesityypeille:

• XLE - tuoreelle;
• BW - suolaiselle;
• SW - merelle ja korkea suolapitoisuus.

Vuodesta 1995 lähtien Ecosoft on ollut DOW FilmTec -kalvojen virallinen maahantuoja Ukrainassa.

Ja vuodesta 1017 lähtien yritys alkoi valmistaa omia kalvoelementtejä amerikkalaisesta pellavasta, mikä mahdollisti käänteisosmoositekniikan kustannusten alentamisen.

Vaatimukset käänteisosmoosikalvoon syötetylle vedelle

Kalvolevy on valmistettu melko herkästä materiaalista, joten käsittelyyn toimitettavan veden laadun on oltava tiukasti sallittujen arvojen mukainen:

• alle 0,56 mg/l suspendoitunutta kiintoainetta;
• hapettuvuus - alle 4 mgO2 / l;
• vapaata klooria alle 0,1 mg/l;
• menoveden lämpötila - 4 - 30 ° С;
• rauta - jopa 0,1 mg / l;
• mangaani - jopa 0,05 mg/l;
• kovuus - jopa 3 mg-ekv / l.

Jotkut parametrit (rauta, mangaani, silikaatit) voivat olla ilmoitettuja normeja korkeampia käytettäessä kalkinpoistoaineita (erityisiä aineita, jotka estävät sedimentin laskeutumisen kalvon pinnalle).

Loput parametrit saavutetaan esikäsittelyllä, joka voi sisältää mekaanisen suodatuksen, pehmennyksen, raudanpoiston tai adsorption lähdeveden parametreista riippuen.

Käänteisosmoosijärjestelmän vahvuudet ja heikkoudet

Osmoosivedenpuhdistusjärjestelmän etuja ovat seuraavat:

• Korkea siivoustaso. Tämä ominaisuus on käänteisosmoosijärjestelmän tunnusmerkki. Kuten tutkimukset ovat osoittaneet, puhdistettu vesi sisältää 10 kertaa vähemmän epäpuhtauksia kuin asiaankuuluvissa standardeissa on ilmoitettu. Kalvolohko on koottu siten, että epäpuhtaudet eivät pääse vahingossa puhdistettuun nesteeseen.
• Mahdollisuus valmistaa vettä eri tarkoituksiin. Säiliöön joutunut neste voidaan käyttää rajoituksetta juomiseen ja ruoanlaittoon. Sitä ei tarvitse keittää ennen käyttöä. Lääketieteellisestä näkökulmasta tällainen vesi on paljon terveellisempää kuin kaupungin putkesta keitetty vesi. Jos talossa on akvaario, sitä voidaan täydentää varastosäiliöstä ilman ennakkolaskutusta.
• Asennuksen helppous. Vaikka järjestelmän suunnittelu onkin monimutkaisempi kuin perinteiset kotitaloussuodattimet, sen asentaminen ei vaadi erityisiä taitoja. Laitteen täydellinen sarja sisältää pääsääntöisesti kaikki asennukseen tarvittavat elementit. Lisäksi jokainen komponenttisolmu voidaan vaihtaa milloin tahansa.
• tiiviys. Järjestelmää ei voida luokitella liian isoksi. Yleensä se koostuu säiliöstä ja useista suodattimista, joissa on kalvo. Kompleksin sijoittamiseen käytetään yleensä pesualtaan alla olevaa tilaa. Kompakti hana on kätevästi esillä ja sijoitettu pesualtaan pinnalle. Modernin muotoilun ansiosta se sopii hyvin mihin tahansa keittiön sisustukseen.

Käänteisosmoosin heikkoudet johtuvat yleisesti myös veden alhaisesta suodatusnopeudesta. Neste liikkuu kalvon läpi hyvin hitaasti. Keskimäärin standardikalvo pystyy puhdistamaan 150-300 l/vrk. On myös pidettävä mielessä, että 2/3 vesimäärästä saastumisen ohella johdetaan viemäriin, mikä lisää hieman sähkölaskuja.Epämukavuuden välttämiseksi järjestelmän käytön aikana on tarpeen valita oikea tallennuskapasiteetti. Tässä tapauksessa alijäämä voi ilmetä vasta välittömästi järjestelmän käyttöönoton jälkeen.

Veden tiivistyssäiliö

Suodatettu vesi kerätään erityiseen säiliöön, jonka tilavuus on 4-12 litraa: järjestelmän suorituskyvyn taso vaikuttaa tarkkaan indikaattoriin. Laadukasta terästä käytetään useimmiten materiaalina säiliöiden valmistuksessa. Ulkopuolelta astia on viimeistelty kestävällä emalilla. Säiliön sisällä on kaksi lokeroa - vedelle ja ilmalle. Keskellä kammiot on erotettu toisistaan ​​silikonitiivisteellä. Ilmamäärän säätämiseksi säiliö on varustettu nippalla, jonka kääntöpää menee säiliön ulkopuolelle. Täyttämiseen käytetään yleensä auton pumppua.

Säiliön sisällä olevan ilmakammion ansiosta syntyy tietty paine, joka mahdollistaa veden kuljettamisen hanaan pienellä paineella. Veden toimittamiseksi kuluttajalle säiliö on varustettu luotettavalla letkulla, jossa on suutin. Käänteisosmoosin asentamiseen käytetään yleensä erillistä hanaa, joka on sijoitettu pesualtaaseen pääsekoittimen viereen. Tämä mahdollistaa veden syöttöhäiriön sattuessa vedenjakelujärjestelmän kautta, säiliön sisällä olevan veden käytön. Nesteen syöttämiseksi vakaassa paineessa on joskus tarpeen pakottaa ilmaa nipan ulostulon läpi.

Laitepaketti

Käänteisosmoosijärjestelmän arvokkain komponentti on kalvo. Tämä elementti on valmistettu korkealaatuisesta mikrohuokoisesta materiaalista. Se asetetaan yhteen tai useampaan kerrokseen rei'itetyn muovitangon ympärille. Kalvon yläosassa on muovinen suojakotelo, jonka kiinnittämiseen käytetään luotettavia tiivisteitä.

Kalvomoduuli toimii näin:

1. Kun vettä on syötetty kotelon sisään, se johdetaan huokoisen materiaalin läpi. Joskus paineen lisäämiseen käytetään sähköpumppua.
2. Kalvon läpi kulkeneet puhtaan veden molekyylit seuraavat varastosäiliön sisään ja epäpuhtauksien painama konsentraatti jää kalvosulun alle.
3. Lisäksi tämä liuos johdetaan kalvolaitteen ulkopuolelle viemäriputkeen.

Kuten jo mainittiin, kalvosuodattimen suora kosketus kaupungin putkesta tulevan tavallisen veden kanssa on täynnä valitettavampia seurauksia. Kyse on sen huokosten mikroskooppisista mitoista (0,0001 mikronia). Kalvoa ei voi puhdistaa tai pestä kuten mekaanisia suodattimia: se voidaan vain vaihtaa. Tämän kalliin elementin suositeltu vaihtotiheys on kahden tai kolmen vuoden välein.

Tarkkaan vaihtoaikaan vaikuttavat tuotteen käyttöolosuhteet - vedenpaineen taso, epäpuhtauksien pitoisuus ja kemiallinen koostumus, veden lämpötila jne. Tapahtuu, että kalvo palvelee säännöllisesti 5 vuotta tai enemmän. Joskus vaihto on tehtävä ensimmäisen käyttövuoden jälkeen. Kalvon huokosten suojaamiseksi ennenaikaiselta tukkeutumiselta järjestelmään lisätään esisuodattimet käänteisosmoosilla varustettua vettä varten.

Normaalisti puhumme kahdesta mekaanisesta ja yhdestä hiililaitteesta:

• Ensimmäisen mekaanisen suodattimen tehtävänä on pitää sisällään epäpuhtaudet, jotka eivät pysty liukenemaan veteen. Yleensä näiden hiukkasten koko on yli 0,5 mikronia. Näitä ovat yleensä hiekka, korroosiopalat, hilse jne.
• Sen jälkeen vesi virtaa hiilimoduulin läpi, joka valitsee kemialliset epäpuhtaudet - kloorimolekyylit, raskasmetallit, maaperän lannoitteet, liuennut rauta ja erilaiset orgaaniset aineet.
• Seuraavaksi on yksi mekaaninen suodatin, joka pystyy vangitsemaan pienempiä hiukkasia. Se on esipuhdistusmoduulin viimeinen linkki.

Teoria

Osmoosi ymmärretään teknologiseksi toimenpiteeksi, jonka ydin on veden taipumus tasoittaa lisäaineiden pitoisuusastetta kalvolla erotetuissa liuoksissa. Nämä väliseinät on varustettu sellaisilla mikroskooppisilla reikillä, että vain vesimolekyylit voivat tihkua niiden läpi.

Kun epäpuhtauksien prosenttiosuus tällaisen astian missä tahansa osastossa kasvaa, siihen virtaava vesi alkaa, kunnes nesteen tiheys molemmissa osastoissa on täysin tasattu. Käänteisosmoosi johtaa päinvastaiseen vaikutukseen: tässä kalvo ei tasaa veden tiheyttä, vaan jakaa sen kahteen osaan - puhtaaseen ja likaiseen. Tästä syystä prosessi sai etuliite "käänteinen".

Lisälohko

Osmoosivesisuodattimet tuovat nesteen tilaan, joka on lähellä tislattua vettä. Kalvon huokoset eivät pidättele liuenneita happimolekyylejä, mikä tekee puhdistetusta vedestä erittäin korkealaatuista. Nesteen maun parantamiseksi käytetään ylimääräistä mineralisaattoria ja muita lohkoja. Vettä voidaan kuitenkin käyttää myös heti kalvosta poistumisen jälkeen: sitä ei tarvitse edes keittää etukäteen.

Mitä tulee lisälohkoon, se sisältää yleensä mineralisaattorin ja biokeraamisen patruunan. Niiden läpi kulkeva vesi on rikastettu kalsiumilla, natriumilla, magnesiumilla jne. Näillä elementeillä on erittäin myönteinen vaikutus ihmisen hermostoon ja sydän- ja verisuonijärjestelmään, mikä auttaa välttämään monia vaarallisia sairauksia. Tämän seurauksena mineraalipitoisesta vedestä tulee paitsi juomakelpoista, myös parantavaa.

Biokeraamisen patruunan toiminta on hieman erilainen. Sen sisällä on rakeita, joiden valmistukseen käytetään paistettua savea ja turmaliinin palasia. Näillä materiaaleilla on erittäin suotuisa vaikutus veteen ja korjaa sen rakennetta. Tällaisen veden juominen voi vahvistaa merkittävästi hormonitoimintaa ja immuunijärjestelmää.

Käänteisosmoosisuodattimen asennus voidaan jakaa useisiin vaiheisiin

1. Suodatin on kiinnitetty hanaan. Useimmissa OO-järjestelmissä on ohjain, joka voidaan kiinnittää mihin tahansa kodin pesualtaaseen. Aloita työskentely suodattimen kanssa käynnistämällä kylmää vettä ja kytkemällä pienen vivun ohjaimiin. Siten vettä alkaa virrata järjestelmään. Lopeta työskentely katkaisemalla vedensyöttö. Vesijohtoveden liittämiseksi suodattimeen on useita vaihtoehtoja. Voidaan käyttää esimerkiksi letkuliitintä tai istukkaventtiiliä;

2. Aseta tyhjennysletku pesualtaan viemäriin. Joten kaikki epäpuhtaudet menevät viemäriin. Jäteveden syöttö voidaan järjestää tyhjennyslinjassa olevalla satulaventtiilillä;

3. Aseta vedenpoistoletku tynnyriin tai säilytysastiaan. Kun käytetään venttiiliä automaattiseen sammutukseen, asennetaan uimuri. On syytä huomata, että automaattinen sulkuventtiili ei yleensä sisälly käänteisosmoosisuodattimien vakiotoimitukseen, mutta ne voidaan ostaa lisävarusteena.Käänteisosmoosisuodattimen kytkentäkaavio. Kuvassa näkyy automaattisen sulkuventtiilin toimintaperiaate. Vesi syötetään käänteisosmoosijärjestelmään (4) punaisen letkun kautta, korkea suolapitoinen vesi virtaa ulos mustan letkun kautta, käänteisosmoosilla puhdistettu vesi tulee varastoon sinisen letkun kautta. Uimuri (3) estää veden virtauksen säiliöön, automaattiseen sulkuventtiiliin (4) muodostuu hydrostaattinen paine, joka estää veden virtauksen esisuodattimista. Venttiili (2) mahdollistaa veden virtauksen yhteen suuntaan.

Kun olet liittänyt kaikki letkut, kytke kylmän veden syöttö päälle. Järjestelmä on nyt toiminnassa. Tehokkuus riippuu lämpötilasta ja virtauspaineesta.Käänteisosmoosijärjestelmissä tulisi käyttää vain kylmää vettä.

Käänteisosmoosisuodattimille on ominaista gallonan teho vuorokaudessa (24 tunnin jakso). Käytön aikana vesi ei vuoda aktiivisesti ulos, vaan muodostaa hitaan ja tasaisen pisaroiden virtauksen. Paine ei yleensä ole ongelma kaupunkialueilla, mutta joissain tapauksissa tarvitaan yksinkertainen laite sen nostamiseksi.

Mikä on kalvo

Käänteisosmoosikalvoja on kolmenlaisia: rulla-, onttokuitu- ja litteät.

"Rulla"-kalvo koostuu rungosta ja varsinaisesta suodatinelementistä.

Telan sisällä on rei'itetty putki, joka luo elementin lujuuden, kerää puhdistettua vettä ja toimii pohjana kalvon kelaamiseen tuotantoprosessin aikana. Sen ympärille on kääritty paksu kerros puoliläpäisevää polyamidikalvorainaa.

Suodatusprosessin aikana vesi tulee rainan paksuuden sisään ja kerääntyy putkeen.

Tämän rakenteen ansiosta näillä kalvoilla on paras suorituskyky, pienin materiaalinkulutus ja ne vievät vähiten tilaa. Siksi valssatut kalvot ovat yleisimpiä maailmassa ja ne kattavat 95% teollisuusmarkkinoista.

5 % on laitteissa, joissa on litteät kalvoelementit ja vedenkäsittelylaitteet, jotka perustuvat onttokuituihin.

Suodatustekniikoiden vertailu

Jos vertaamme käänteisosmoosia muihin kalvoprosesseihin, voimme sanoa, että se on tehokkain vedenpuhdistustekniikka.

Miksi?

Alla oleva kuva esittää käänteisosmoosin vertailun muihin suodatusmenetelmiin.

Katsotaanpa ensin muita median erottelu- tai suodatusmenetelmiä.

Perinteinen suodatus - sisältää suurten saastehiukkasten (ehdollisesti ne, jotka voimme tuntea ja nähdä paljaalla silmällä) - hiekka, ruoste, liete - poistamisen.

Näiden hiukkasten koko on 1000 um (1 mm) - 1 um.

Prosessit tällaisten hiukkasten erottamiseksi nestefaasista tapahtuvat panoksella, patruunalla, kiekolla, pussilla, pesulla ja muun tyyppisillä suodattimilla. Tällaisia ​​prosesseja käytetään yleisesti veden esikäsittelyssä.

Yksinkertaisen mekaanisen suodatuksen etuna on, että se voi tapahtua matalassa paineessa, esimerkiksi varaussuodattimien suodatus tapahtuu usein ilman paineistamista ja kotitalouksien patruunasuodattimet toimivat putkilinjan luomalla paineella.

Mikrosuodatus on prosessi, jossa vedestä poistetaan kooltaan 1-0,1 mikronin hiukkasia. Niihin kuuluvat bakteerit, suuret väriainemolekyylit, torjunta-aineet, gelatiini, lateksiemulsio.

Mikrosuodatusprosesseja ei käytetä laajasti juomaveden käsittelytekniikassa, mutta niitä käytetään laajalti jäteveden käsittelyyn ja prosessiveteen teollisissa prosesseissa.

Ultrasuodatuksen avulla voit poistaa pieniä hiukkasia, joiden koko vaihtelee välillä 0,005 - 0,1 mikronia (virukset, joidenkin proteiinien hiukkaset, lääkehiukkaset jne.). Prosesseja käytetään laajasti juomaveden käsittelyyn Euroopan maissa. Ultrasuodatusta voidaan pitää parhaana menetelmänä suhteellisen puhtaan juomaveden valmistamiseen. Näitä prosesseja käytetään myös laajasti lääke- ja elintarviketeollisuudessa.

Ultrasuodatuksen käyttö jokapäiväisessä elämässä on rajoitettua, koska tämä prosessi ei poista ionisia epäpuhtauksia (kovuussuoloja, raskasmetalleja, nitraatteja) ja ne aiheuttavat huomattavan vaaran ihmisille sekä korkeaan kohdistuvaan paineeseen.

Käänteisosmoosi pystyy poistamaan alle 0,001 mikronin hiukkasia, mikä varmistaa jopa ionikokoisten epäpuhtauksien (kovuusionit, raskasmetallit, nitraatit, sulfaatit jne.) poistamisen.

Käänteisosmoositeknologiaa käytetään usein juomaveden valmistuksessa, höyrykattiloiden tisleen valmistuksessa, elintarviketeollisuudessa.

Katsotaanpa nyt käänteisosmoosilaitosten tyyppejä ja niiden sovelluksia kodinkoneista suuriin teollisiin prosesseihin.

Valintaopas

Kun valitset kotiisi suodatuskompleksia, sinun on otettava huomioon seuraavat seikat:

Täydellinen käänteisosmoosivedenpuhdistusjärjestelmien sarja on valmistettu tietyn standardin mukaan, mikä mahdollistaa vaivattoman korvaavan kuluneen yksikön löytämisen. Kaikki laitevalmistajat eivät kuitenkaan noudata tätä periaatetta. Tämä seikka on pidettävä mielessä ja suosittava komplekseja, joilla on vakioparametrit. Niiden joukossa on monia melko hyvälaatuisia kotimaisen tuotannon laitteita. Venäläisten järjestelmien kustannukset ovat pääsääntöisesti alhaisemmat kuin ulkomaisten analogien.
Edullisinta on ostaa suodatin suoraan valmistajalta, valtuutetulta jälleenmyyjältä tai yrityksen myymälästä. Käänteisosmoosijärjestelmän hyvästä laadusta kertoo teknisen dokumentaation saatavuus, virallinen takuu sekä selkeät asennus- ja käyttöohjeet. Ostaessasi sinun on ehdottomasti vaadittava laatutodistus. On myös parempi tietää kuinka vaihtaa vedensuodatin itse, jotta et maksa liikaa tästä palvelusta.
Varastosäiliön tilavuutta valittaessa on tarpeen laskea asunnon keskimääräinen kuukausittainen vedenkulutus. Osmoosisuodattimen resurssien säästämiseksi ei tarvitse ohjata kaikkea keittiövettä sen läpi. Astioiden, käsien ja kodinkoneiden pesuun tarkoitettu annos voidaan ottaa suoraan vesijohdosta. Normin mukaan yksi ihminen kuluttaa noin 3 litraa vettä päivässä. Kun tämä luku kerrotaan perheenjäsenten lukumäärällä, he saavat koko asunnon päivähinnan.
Erittäin tärkeitä ovat pesualtaan sisätilan mitat. On järkevää tilata merkittävän kokoinen säiliö suurelle perheelle, jossa on tilava keittiö ja yleiskalusteet. Suosituimmat ovat 8-10 litran säiliöt. Nämä mallit ovat tarpeeksi kompakteja mahtumaan tavalliseen pesualtaan sisään.
Erittäin tärkeä on työpaineen taso vesihuollon sisällä. Käänteisosmoositeknologia on suunniteltu 2,8 baarin ilmaisimelle. Jos mittaukset osoittivat, että vedenpaine on pienempi, sinun tulee ostaa erityinen kompleksi sisäisellä pumpulla. Se tarjoaa tarvittavan paineen, jotta neste kulkee kalvosuodattimen läpi. Vesiputket, joissa on liian korkea käyttöpaine, on varustettu paineenalennuslaitteella. Jos tätä ei tehdä, kalvo epäonnistuu nopeasti.
Koska kalvolla on erityinen rooli käänteisosmoosijärjestelmässä, se on tarkastettava huolellisesti ennen ostamista.

On tärkeää, että tämän elementin valmistuksessa käytetään korkealaatuisia materiaaleja. Liikkeen tulee vaatia erillinen laatutodistus kalvolle

Mitä tulee sen suorituskykyyn, suodatusnopeus 7 l / h riittää keskimääräiselle perheelle. Jos talossa asuu enemmän kuin 4 perheenjäsentä, on ostettava tehokkaampi kalvo tai hankittava suuri kapasiteetti.
On otettava huomioon, että kalvon suorituskyvyn kasvaessa sen hinta kasvaa. Siksi liian tehokkaiden laitteiden kotiin vieminen ei ole käytännöllistä. Esimerkiksi järjestelmä, jonka kapasiteetti on 15 l / h, pystyy täyttämään pienen ruokalan tai kahvilan puhtaan veden tarpeet.

Tärkeä asia ostaessasi on tarkistaa järjestelmän kokoonpano. Täydellinen sarja sisältää viisi peruspuhdistusvaihetta vakiona: kolme esisuodatinta, kalvon ja lisämoduulin. Valmistusmateriaali ja viimeisen vaiheen toiminta voivat vaihdella eri malleissa.Aiemmin mainitun mineralisaattorin ja biokeraamisen patruunan lisäksi kookoskuorella, aktiivihiilellä ja hopea-ioneilla täytetyt lohkot ovat erittäin suosittuja. Tämän tyyppisillä materiaaleilla on antiseptinen vaikutus ja ne lisäävät veden makua.