Koľko viete o ultrafiltrácii v systémoch čistej vody? （II)

5.1 Prevádzkový rozsah membránových prvkov
Maximálny tlak (voda): 45 psi (3,1bar)
Maximálny tlak (plyn): 15psi (1. 0 bar)
Maximálna teplota vstupu vody: 104 ℉ (40 stupňov)
Minimálna teplota vstupu vody: 32 ℉ (0)
Maximálny transmembránový tlak rozdiel: 35 psi (2,4bar)
Maximálny rozdiel tlaku transmembránu pre vodu: 20psi (1,4bar)
Maximálna priemerná zmena tlaku: 6psi/s (0. 4bar/s), 10 sekúnd
Maximálna celková tolerancia chlóru @77 ℉ (25 stupňov) alebo nižšia: 200 ppm @8,5 h alebo vyššia pH.
Maximálna celková rezistencia na expozíciu chlóru: 200, 000 PPM Hour (Kumulatívna) @8,5 h alebo vyššia pH.
Maximálna expozícia organického rozpúšťadla: Vyhnite sa kontaktu
Maximálna ultrafialová expozícia: Vyhnite sa expozícii priamemu slnečnému žiareniu.

5.2 Výkon retencie komponentov

5.2.1 Retencia bakteriofágov MS2
Zadržanie vírusového bakteriofágu MS2 je ťažšie určiť. Ak sa má tento organizmus detegovať pri veľmi nízkych koncentráciách, sú potrebné špeciálne techniky mikrobiologickej detekcie. Na druhej strane je ťažké premiešať vyššie koncentrácie bakteriofátu do surovej vody natoľko dlho.

V dôsledku vysokej účinnosti čistenia membrány musí byť koncentrácia bakteriofátu v surovej vode najmenej 100, 000 na ml, aby bolo možné zmerať retenciu bakteriofágu. Pri tejto koncentrácii sa vo filtráte nenachádza bakteriofág.
Retencia bakteriofágu je preto 99,999% alebo nad log 5.

5.2.2 Retencia Cryptosporidium (Kryptosporidien)

Presné testy ukázali, že retencia Cryptosporidium (veľkosť 4-6 μm) ultrafiltračnými membránami presahuje log 6.

5.2.3 Zadržanie častíc
Ultrafiltrácia môže znížiť zákal spôsobenú najmenšími časticami pod stanoveným limitom. Bez ohľadu na kvalitu surovej vody sa zákal filtrátu zvyčajne môže znížiť na menej ako 0. 1 ntu.
Preto je ultrafiltrácia obzvlášť vhodná v prípadoch, keď sa náhle zvyšuje zákal surovej vody. V porovnaní s tradičnými čistiacimi procesmi je možné ultrafiltráciu veľmi ľahko automatizovať.

5.2.4 Zníženie indexu degradácie pôdy
Index degradácie pôdy (SDI) je miera filtračnej kapacity vody pomocou špirálovej filtračnej jednotky použitej pri nanofiltrácii a reverznej osmóze.
Na meranie tohto indexu sa určité množstvo vody vynúti cez filter testovanie pri konštantnom vstupnom tlaku. Index degradácie pôdy je spôsobený postupnou tvorbou povlaku počas procesu filtrácie a znížením toku filtrátu. Okrem častíc vo vode existujú aj koloidné látky a organické látky, ktoré sú skutočne rozpustené vo vode, ktoré spolu prispievajú k indexu degradácie pôdy vody.

Častice a väčšina koloidov môžu byť odstránené ultrafiltráciou. Zadržanie skutočne rozpustných organických látok súvisí s molekulovou hmotnosťou. Pre väčšinu vôd (vrátane morskej vody) sa index degradácie pôdy môže po ultrafiltrácii znížiť na menej ako 1. Ak je index degradácie pôdy spôsobený rozpustnými látkami, potom môže byť index degradácie pôdy nad 1.

5.2.5 Udržiavanie organických látok
Organické látky zahŕňajú častice, koloidné a rozpustné organické látky rozpustné vo vode. Pretože ultrafiltrácia má rôzne retenčné kapacity pre rôzne typy organických látok, účinnosť čistenia závisí od zloženia organických látok vo vode. Pridanie koagulantu pred ultrafiltráciou môže čiastočne odstrániť organické látky rozpustné vo vode. V porovnaní s tradičnými metódami metóda ultrafiltrácie nemusí brať do úvahy zrážanie alebo filtrateľnosť koagulantov, pretože čistiaca účinnosť ultrafiltrácie nemá nič spoločné s tvarom a hustotou koagulantov. V závislosti od toho, či dochádza k flokulácii a kvalite surovej vody, je retencia organických látok medzi 40-60%.
 

6.1 retenčný pomer
Retenčný pomer R je percento nečistôt vo vode zachovanej na strane vody v membráne.

Pretože retenčný pomer ultrafiltračných membrán je veľmi vysoký, retencia vírusov a baktérií sa často exprimuje v „logaritmických hladinách“. Napríklad retenčný pomer 99,999% je rovnocenný s čistenou kapacitou logaritmickej úrovne 5.

6.2 Objemový prietok filtrátu
Prietok objemu filtrátu je objem vody filtrovanej na jednotku času.

6.3 Zaťaženie oblasti
Tiež známy ako: tok filtrátu, tok permeátu
Pomer objemového prietoku filtrátu do oblasti membrány použitej na filtráciu je tok filtrátu, ktorý sa často nazýva zaťaženie plochy. Pri ultrafiltrácii je tok filtrátu často určený predbežnými testami. Určité množstvo vody a určitá oblasť membrány vytvorí stabilný tok filtrátu, čo je veľmi dôležitý parameter. Môže sa použiť na výpočet membránovej plochy potrebnej na vyčistenie vopred určeného množstva vody.

6.4 Rozdiel tlaku medzi membránou a membránou

Rozdiel tlaku medzi membránou a membránou (AP) je tlakový rozdiel medzi vstupom vody membrány, to znamená strana koncentrátu a strana filtrátu. Venujte osobitnú pozornosť poklesu tlaku na membráne počas filtrácie krížového toku. Na zjednodušenie procesu výpočtu sa dá predpokladať, že medzi vstupnou vodou a koncentrátom dochádza k poklesu lineárneho tlaku.

6.5 Permeabilita
Permeabilita je známa aj ako: špecifický tok filtrátu, špecifický tok permeátu
Na posúdenie výkonu membránovej alebo membránovej technológie a určenie tlakového rozdielu medzi membránou a vnútornou a vonkajšou časťou membrány potrebnej na filtrovanie určitého množstva vody sa používa hodnota priepustnosti. Permeabilita sa získa vydelením toku filtrátu požadovaným rozdielom tlaku.

6.6 Permeabilita pri izbovej teplote
Pretože priepustnosť je závislá od teploty, je potrebné ju previesť na priepustnosť pri teplote miestnosti (20 stupňov) pomocou faktora korekcie teploty na účely porovnania.
Zmeny priepustnosti počas mikrofiltrácie a ultrafiltrácie sú zvyčajne spôsobené zmenami viskozity vody. Pretože je známy vzťah medzi zmenou viskozity a teplotou, je možné určiť faktor korekcie teploty.
Skutočné hodnoty získané pri meraní zmeny viskozity vzhľadom na teplotu sa zvyčajne mierne líšia od hodnôt vypočítaných pomocou zmeny viskozity. Tento rozdiel je spôsobený skutočnosťou, že membránová štruktúra sa tiež mení s teplotou.
Pre membránový modul DIZE sa môže použiť nasledujúci približný vzorec.
T_{K, 20 stupňov} = e ^{0.019 ( T – 20 )}(T je Celsius)

6.7 Výťažok vody
Výťažok vody je objemový pomer filtrovaného filtrátu k surovej vode. Pri výpočte objemov filtrátu a surovej vody sa musí zohľadniť voda spotrebovaná voda počas spätného preplachovania a rýchleho preplachovania.

7.1 Spätné preplachovanie systému ultrafiltrácie
Membrána použitá v procese odsoľovania sa zvyčajne nedá premývať kvôli svojim štrukturálnym obmedzeniam (plochá membrána atď.). Spätné preplachovanie spôsobí delamináciu membrány alebo rozklad membrány. Preto v takomto systéme musí byť koncentrát neustále čerpaný.
Membrány z dutých vlákien môžu byť späť. V tomto postupe zadáva tlak na membránovú výstupnú výtoku a vystupuje z vstupu surovej vody. Smer toku vody je presne opakom počas výroby. Na každom konci membrány dutej vlákna je výstup s surovou vodou. Počas spätného preplachovania môžu byť horné a dolné zásuvky surovej vody rozložené na vybíjanie kvapaliny.
Ultrafiltrácia spätná voda je vyprodukovaná ultrafiltráciou. Pretože suspendovaná hmota, ktorú priniesla voda s spätnou preplachovaním, sa hromadí v podpornej štruktúre a potom nepretržite uvoľňuje častice, baktérie a TOC atď., Surová voda nie je vhodná na spätnú vodu.

7.2 Chemický obeh čistenie/rýchle preplachovanie systému UF
Keď je ventil permeátu uzavretý, operácia cirkulácie je proces mechanického čistenia, ktorý je podobný čiastočnému procesu spätného preplachovania. Permeat na vstupnom konci membránového prvku je stále prepustený cez vlákno, čo je spôsobené vyšším tlakom vo vnútri vlákna.
Keď vstupná voda preteká celou dĺžkou vlákna, stráca sa určitý tlak. Teraz je priemerný tlak permeátu vyšší a tento permeat bude tlačený dozadu z vonkajšej strany vlákna do vnútornej strany vlákna, aby pomohol odstrániť akumulované tuhé látky. Proces obehu je súčasťou celkového procesu čistenia.