1.Birinchidan, sezgini yo'q qiling: "elak" tushunmovchiligi
Ko'pchilik moyni tozalash uchun keramika membranalarini birinchi marta ko'rib, intuitiv ravishda ularni "elak"-yog'i katta, suv kichik, shuning uchun yog' saqlanib qoladi va suv o'tadi deb o'ylaydi. Bu o'xshatish noto'g'ri emas, lekin u eng muhim yarmini o'tkazib yuboradi: yog'li oqava suvlarda, haqiqatan ham, katta yog' tomchilari emas, balki sirt faol moddalar tomonidan barqarorlashtirilgan submikron emulsiyalangan moyni ushlab turish qiyin; Muvaffaqiyat yoki muvaffaqiyatsizlikni aniqlaydigan narsa "teshiklarning etarlicha kichikligi" emas, balki "moy membranani ifloslantiradimi va ifloslanganidan keyin uni tozalash mumkinmi". Qanday qilib aniq tushuntirish uchunyog 'suvini ajratish uchun keramik membranalarish uchun ularning asosiy harakati-oʻzaro{1}}oqim filtrlashdan boshlash kerak.
2.Oʻzaro{1}}Oqim filtrlash: “Oʻlik-yuza” emas, balki “Oqish paytida oqayotgan”
Oʻzaro{0}}oqim filtratsiyasi uyda soya sutini filtrlash uchun ishlatiladigan “oʻlik{1}}filtrlash”dan butunlay farq qiladi. O'lik-filtrlashda oziqlantiruvchi suyuqlik to'g'ridan-to'g'ri membrana yuzasiga suriladi va suv ham, moy ham bir yo'nalishda uriladi; yog' tezda membrana yuzasida tortga to'planadi va oqim jarlikka o'xshaydi-. O'zaro{6}}oqimli filtrlashda oziqlantiruvchi suyuqlik yuqori tezlikda membrana yuzasi bo'ylab "yon tomonga" oqadi; suv bosim orqali membranadan vertikal ravishda o'tib, shaffof o'tkazuvchanlikka aylanadi, yog' tomchilari va ifloslantiruvchi moddalar esa membrana yuzasiga parallel ravishda bu kesish kuchi bilan doimiy ravishda supurib tashlanadi va konsentrat bilan birga chiqariladi. Boshqacha qilib aytganda, membran ifloslantiruvchi moddalarni passiv ravishda "ushlamaydi"; u faol ravishda "ifloslantiruvchi moddalarni haydab chiqaradi". Bu, ayniqsa, yog'li oqava suvlar uchun juda muhim: yog 'membrana yuzasiga tarqalgach, uni olib tashlash juda qiyin va kesishish{9}}yog'ning tarqalishiga qarshi birinchi himoya chizig'i hisoblanadi. Shuning uchun ham yog'li oqava suvlarni tozalashda deyarli har doim o'lik-o'likdan-o'zaro oqimdan foydalaniladi.
Rasm: Keramika membranasi moy-suvni ajratish tizimining odatiy jarayon oqimi: oldindan ishlov berishdan so'ng yog'li xom suv membrana moduliga kiradi; o'zaro{1}}oqimning kesishishi ostida shaffof suyuqlik membranadan o'tib, mahsulot suviga aylanadi, shu bilan birga konsentrlangan neft va ifloslantiruvchi moddalar konsentrat tomondan chiqariladi va tizim quyi oqimdagi teskari osmosga yoki biologik tozalash bosqichiga ulanishi mumkin.
2.1 Konsentratsiyaning qutblanishi va kritik oqim
O'zaro{0}}oqim filtratsiyasi tushunilishi kerak bo'lgan ikkita tushunchani ham keltiradi; aks holda, ko'pgina dala hodisalarini tushuntirib bo'lmaydi. Birinchisi, kontsentratsiyaning polarizatsiyasi: suv membranadan o'tadi, yog 'va to'xtatilgan qattiq moddalar esa membrana yuzasi yaqinida saqlanadi; membrana yuzasiga qanchalik yaqin bo'lsa, konsentratsiya shunchalik yuqori bo'lib, kontsentratsiya gradientini hosil qiladi. Bu gradient o'tkazuvchanlik qarshiligini oshiradi va oqimni kamaytiradi, lekin uning o'zi teskari; Kesish{3}}oqim chegara qatlamini yupqalashtirgandan so'ng, oqim tiklanishi mumkin. Ikkinchisi - kritik oqim: oqim chegarasi mavjud bo'lib, uning ostida ifloslanish asta-sekin to'planadi va tizim uzoq vaqt davomida barqaror bo'lib qoladi; uning ustida ifloslanish tez kuchayadi va tozalash tez-tez bo'ladi. Muhandislik sohasida vaqtinchalik yuqori oqimni ta'qib qilishdan ko'ra, kritik oqim ostida yumshoq ishlash yaxshiroqdir. Bu ikki tushuncha “nima uchun keramik membranalar oʻzaro oqimga muhtoj” va “nima uchun bosimni oshirib boʻlmaydi” tushunchalarini tushunish uchun kalit boʻlib, nega neftli oqava suv tizimlari uchun tajriba{8}}miqyosdagi qidiruv ishlari ayniqsa muhimligini tushuntiradi.
3.Mikrofiltratsiya va ultrafiltratsiya: neft qanday miqyosda saqlanadi?
Xo'sh, membranalar yog'ni qanday miqyosda saqlaydi? Bu mikrofiltratsiya (MF) va ultrafiltratsiya (UF) o'rtasidagi mehnat taqsimotiga to'g'ri keladi. MF nisbatan kattaroq teshiklarga ega va asosan to'xtatilgan qattiq moddalarni, katta yog' tomchilarini va tarqalgan yog'ning bir qismini saqlaydi; UF nozik gözeneklere ega bo'lib, emulsiyalangan yog' tomchilarining o'lchamiga to'g'ri keladi va submikron emulsiyalangan moyni ushlab turish uchun asosiy kuchdir. Keramika membranalarida keng qo'llaniladigan mikrofiltratsiya va ultrafiltratsiya diapazonlari yog'li oqava suvdagi "neftning eng yaxshi qismi" ning dushmanidir. Quyidagi jadvalda tanlov paytida birinchi navbatda "qanday darajada moy saqlanishini" aniqlashga yordam berish uchun ikkalasi o'rtasidagi sifat farqlari keltirilgan.
| Hajmi | Mikrofiltratsiya (MF) | Mikrofiltratsiya (MF) |
| Saqlangan ob'ektlar | To'xtatilgan qattiq moddalar, katta yog' tomchilari, bir oz tarqalgan yog' | Emulsiyalangan moy, kolloidlar, makromolekulalar |
| Yog'li oqava suvlar uchun yaroqlilik | Yaxshi (qo'pol yog' tomchilari bo'lgan ilovalar uchun javob beradi) | Zo'r (birinchi navbatda submikron emulsiyalangan moyga mo'ljallangan) |
| O'tkazuvchanlik oqimi | Yuqori | O'rta ~ baland |
| Oldindan davolash talablari | O'rta (katta zarralarni oldindan olib tashlash kerak) | O'rta ~ yuqori (to'xtatilgan qattiq moddalar va qattiqlikni nazorat qilish talab qilinadi) |
| Oddiy jarayonni joylashtirish | Ko'pincha ultrafiltratsiyadan oldin qo'pol filtrlash himoyasi sifatida ishlatiladi | Ko'pincha RO / ion almashinuvidan oldin nozik filtrlash sifatida ishlatiladi |
3.1 Teshik hajmi qanchalik kichik bo'lsa, shuncha yaxshi
Shuni ta'kidlash kerakki, teshik hajmi qanchalik kichik bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi. Membrana qanchalik zichroq bo'lsa, suv o'tkazuvchanligi qanchalik katta bo'lsa, energiya iste'moli shunchalik yuqori bo'ladi va nozik ifloslantiruvchi moddalarni ko'prik qilish orqali osonroq tiqiladi. Muhandislikda printsip "faqat etarli": birinchi navbatda katta zarralarni va bo'sh yog'ni olib tashlash uchun oldindan ishlov berishdan foydalaning, so'ngra keramik ultrafiltratsiyani bitta membrana hamma narsani qilishini kutishdan ko'ra, eng qiyin emulsiyalangan moy bilan ishlashga qaratsin. Bu, shuningdek, yog'li oqava suvlarni tozalash uchun keramik membrana tizimini loyihalashda eng asosiy "sahna" tushunchasidir.
4.Yagona membranadan to'liq tizimga
Bitta membranani to'liq tizimga qadar kengaytirish, aslida kompozitsiyada sirli emas, lekin har bir qismning o'ziga xos xususiyatlari bor. Birinchi qism membrana moduli va membrana elementidir. Seramika membranalari asosan ko'p kanalli chuqurchalar quvurli elementlar sifatida namoyon bo'ladi; ozuqa suyuqligi kanallar bo'ylab oqadi va suv quvur devori orqali o'tadi-bu struktura ifloslanishga chidamli-va tozalash oson, shuning uchun uni ayniqsa iflos suv uchun mos qiladi. Ikkinchi qism besleme pompasi va oʻzaro{6}}oqim halqasi boʻlib, u ikki narsani taʼminlaydi: oziqlantiruvchi suyuqlikni membrana orqali surish uchun zarur boʻlgan transmembran bosim farqi va membrana yuzasida zarur boʻlgan siljish tezligi; agar kesish tezligi etarli bo'lmasa, moy membranaga yopishadi. Uchinchi qism - shaffof suyuqlik tomoni va kontsentrat tomonini yig'ish; tiniq suyuqlik qayta ishlatish yoki quyi oqim jarayonlariga ketadi va konsentrlangan suv neft bilan birga chiqariladi. To'rtinchi qism - tozalash moslamasi (CIP), bu maxfiy qurol bo'lib, keramika membranalarini "foydalanishda bardoshli" qiladi-u ifloslanish to'planib qolmasdan oldin, oqimni kislota va ishqor bilan yuvishi mumkin.
Membran moduli darajasida keramik membranalar shakli odatda tekis choyshablar yoki ichi bo'sh tolalar emas, balki ko'p kanalli quvurli yoki chuqurchalar monolit elementlardan iborat. Ushbu shaklning afzalliklari to'g'ridan-to'g'ri: yuqori oqim tezligi va kanallar ichidagi kuchli kesish, ayniqsa, iflos suv uchun mos keladi; kolba devori tarozi yoki moy yopishgandan so'ng, uni mexanik shimgichli to'plar bilan onlayn tozalash mumkin, bu organik membranalar qila olmaydi; qadoqlash zichligi ichi bo'sh tolalar kabi yuqori bo'lmasa-da, buning evaziga tiqilib qolishga chidamlilik, tozalash qulayligi va uzoq xizmat muddati olinadi. Tanlashda faqat bitta elementga qarashdan ko'ra, oqim, oyoq izi va tozalash qulayligini tortish kerak. Yog'li oqava suv kabi "iflos ish" uchun quvurli yoki ko'p kanalli keramik membranalar ko'pincha haqiqiyroq tanlovdir.
Nopoklikni nazorat qilish butun tizimning kundalik asosiy yo'nalishidir. Oddiy ish paytida, o'zaro{1}}oqim kesish "onlayn" ifloslanishning oldini oladi; permeat vaqti-vaqti bilan membrana yuzasidagi sayoz ifloslantiruvchi moddalarni siqib chiqarish uchun qayta yuvish uchun ishlatiladi, bu esa "qisqa muddatli tiklanish" ga erishadi; Qayta yuvish endi oqimning pasayishini bosa olmasa, kimyoviy tozalash (CIP) faollashtiriladi va organik yog 'shlamini, qorishmasini va mikrobial shilimshiqni eritib, tozalash uchun kislota, ishqor yoki oksidlovchining tegishli konsentratsiyasidan foydalanadi. Keramika membranalari kuchli tozalashdan foydalanishga jur'at etishining sababi noorganik materiallarning mustahkamligi; agar organik membranalar agressiv tarzda tozalangan bo'lsa, ular har bir tozalashda ko'pincha shikastlanadi. Shu sababli keramika membranalarida qaytarilmas ifloslanish asta-sekin to'planadi, oqimning pasayishi egri chizig'i yumshoq va uzoq muddatli operatsion "bashorat" organik membranalarga qaraganda ancha yaxshi-bu barqaror muvofiqlikni talab qiladigan ishlab chiqarish liniyalari uchun juda katta ahamiyatga ega.
4.1 Tozalash strategiyasi: CIP "iflos bo'lganda yuvilmaydi"
Xususan, tozalash strategiyasiga kelsak, CIP "iflos bo'lganda uni yuvish" kabi tasodifiy emas. Ishqoriy tozalash organik yog'ni ifloslanishini va biologik shilimshiqni, kislotani tozalash noorganik shkalani maqsad qiladi va oksidlovchi moddalar mikroorganizmlarni o'ldirish va ba'zi organik moddalarni parchalash uchun ishlatiladi; ketma-ketlik, konsentratsiya, harorat, vaqt va aylanish oqimi tezligi - bularning barchasi tiklanish samaradorligiga ta'sir qiladi va membrananing ishlash muddatiga ham ta'sir qiladi. "Oqim{2}}bosim farqi-tozalash" boʻyicha bogʻlangan yozuvlarni oʻrnatish oqilona yondashuvdir: normallashtirilgan oqim va transmembran bosim farqi tendentsiyalarini muntazam ravishda kuzatib boring; pasayish oldindan belgilangan nisbiy qiymatga yetganda, tozalashni rejalashtirish; va tozalashdan so'ng, tiklanish tezligini yozib oling, shu bilan chastota va kimyoviy moddalarni optimallashtiring. Tozalashni "sezish orqali" dan "ma'lumotlar bo'yicha" ga aylantirish keramik membranalarni uzoq muddatda foydalanishga yaroqli saqlashning kalitidir.
5. Noto'g'ri tasniflash va tegishli "retseptlar"
Tozalash haqida gap ketganda, ifloslanishning qancha turlari mavjudligidan qochib bo'lmaydi, chunki har xil ifloslanish turli xil "retseptlar" ni talab qiladi. Manbaga ko'ra, ular taxminan uch turga bo'linishi mumkin: organik ifloslanish, asosan, yog 'plyonkalari, oqsillar va mikrobial metabolitlar, odatda sirt faol moddalar bilan birlashtirilgan gidroksidi tozalash orqali chiqariladi; noorganik miqyosi, kaltsiy, magniy, kremniy va boshqalardan suvda, kislotali tozalash orqali erigan; va mikroblarning ko'payishi natijasida hosil bo'lgan, oksidlovchilar yoki biotsidlar tomonidan boshqariladigan biologik shilimshiq. Haqiqiy ishda uchtasi ko'pincha birga yashaydi va o'zaro bog'lanadi, shuning uchun tozalash rejasi ko'pincha bitta kimyoviy emas, balki "ishqoriy-kislota-oksidlovchi" birikmasi va ketma-ketligiga bog'liq. Yog'li oqava suvlar uchun organik ifloslanish asosiy aybdor, gidroksidi tozalash esa asosdir; ammo ta'sir qiluvchi qattiqlik yuqori bo'lsa, kislotali tozalash ham ajralmas hisoblanadi. Faqat ifloslanish turini aniq baholab, keyin tozalashni muhokama qilish orqali siz ham yaxshilab tozalashingiz va membranani shikastlamasligingiz mumkin-aynan shu yerda keramik membrana materiallarining kimyoviy chidamliligi muhim ahamiyatga ega, shuningdek, tozalash tizimini loyihalashda dala ma'lumotlariga ko'proq muhtoj bo'lgan sohadir.
Shakl: ifloslanishga chidamlilik, haroratga chidamlilik, kimyoviy tozalashga chidamlilik, xizmat muddati va oqimni qayta tiklash kabi asosiy o'lchamlarda keramik membranalar va polimerik organik membranalar o'rtasidagi sifat jihatidan taqqoslash (nisbiy rasm, maxsus qiymatlar emas).
6.Uning butun ishlab chiqarish liniyasidagi pozitsiyasi: Oldindan ishlov berish darvozaboni
Butun ishlab chiqarish liniyasidagi membrana tizimiga qaraganda, uning pozitsiyasi odatda "oldindan ishlov berish darvozaboni" dir. Yuqori oqim yog'ni ajratish, havo flotatsiyasi va tenglashtirish tanklari kabi dastlabki ishlov berishdir, ular birinchi navbatda eng ko'p bo'sh yog'larni va og'ir to'xtatilgan qattiq moddalarni olib tashlash, keramik membranani katta zarrachalar tomonidan shikastlanishdan va haddan tashqari yog' bilan darhol ko'r bo'lib qolishdan himoya qilish uchun javobgardir; Qayta foydalanish uchun ilg'or ishlov berish-teskari osmos tuzsizlantirish, ion almashinuvi maxsus ionlarni yumshatish yoki olib tashlash, biologik bosqich esa erigan organik moddalarning parchalanishi bilan shug'ullanadi. Keramika membranalari moyni etarlicha past darajaga olib tashlagandagina, bu quyi oqim qismlari xotirjamlik bilan ishlashi mumkin: RO membranalari yog 'bilan tiqilib qolmaydi, qatronlar yog' bilan zaharlanmaydi va biologik tanklar moy plyonkalari bilan yopilmaydi. Aytish mumkinki, agar bu keramik membran to'sig'i ushlab turilsa, butun quyi oqimdagi qayta foydalanish zanjirining barqarorligi ham foyda keltiradi.
Quyidagi jadvalda sopol membrana moy{0}}suv ajratish tizimining asosiy birliklari, funksiyalari va dizayn muammolari jamlangan boʻlib,-sayt konfiguratsiyasini tekshirishni osonlashtiradi.
| Tizim birligi | Asosiy funktsiya | Dizayn va texnik xizmat ko'rsatish masalalari |
| Oldindan ishlov berish (yog'ni ajratish/havo flotatsiyasi) | Erkin yog 'va katta to'xtatilgan qattiq moddalarni olib tashlang | Loyqalikni va membranalarga bo'sh yog' yukini nazorat qiling |
| Membran moduli (ko'p kanalli keramik-) | Emulsiyalangan moy va kolloidlarni oʻzaro{0}}oqim ostida saqlang | Kanalning tiqilib qolishi yo'q, ishonchli muhrlanish, zarba qarshiligi |
| Besleme pompasi va oʻzaro{0}}oqim halqasi | Transmembran bosimini (TMP) va kesish tezligini ta'minlang | Etarli kesish tezligi, boshqariladigan energiya iste'moli |
| Shaffof suyuqlik/konsentrat to'plami | Qayta foydalanish uchun mahsulot suvi, moy{0}}poydevorli konsentrat chiqariladi | Yog'li konsentratni yo'q qilish va minimallashtirish |
| CIP tozalash moslamasi | Vaqti-vaqti bilan oqimni tiklang | Kimyoviy tanlash va chastotasi, chiqindi suyuqliklarni tozalash |
| Orqaga{0}}integratsiya (RO/biologik davolash) | Murakkab qayta foydalanish yoki mos tushirish | Kiruvchi yog 'chegarasi, muvofiqlashtirilgan barqaror ishlash |
Shu nuqtada, ish mantig'iyog 'suvini ajratish uchun keramik membranalarayon bo'ladi: bu izolyatsiya qilingan "filtr" emas, balki "o'zaro{0}}oqimning ifloslanishini oldini olish + bosqichma-bosqich ushlab turish + qayta tiklanadigan tozalash + yuqori/past oqimdagi muvofiqlashtirish" miniatyura muhandislik tizimi. Buni tushunish biron bir parametrni eslab qolishdan- muhimroqdir, chunki sohada muammolar yuzaga kelganda, oʻndan toʻqqiz marta “membrananing oʻzi” emas, balki “tizim muvofiqlashuvi”dan kelib chiqadi.
7.Operatsion metodologiya: birinchi navbatda suv balansi
Operatsion darajada qayta-qayta tekshirilgan metodologiya hali ham amal qiladi: birinchi navbatda suv hajmini va kontsentratning manzilini aniqlash uchun suv balansini o'tkazing; keyin neftning qaysi shakli ustunligini va quyi oqim uchun qanday suv sifati chegarasini talab qilishini aniqlash uchun suv sifatini tasniflang; Nihoyat, tizim miqyosi va tozalash strategiyasini hal qilish uchun to'lov muddati va umumiy egalik qiymatini hisoblang. Faqatgina ushbu uchta bosqichni qat'iy bajarib, keramik membranalarning "qanday ishlaydi" mexanizmi haqiqatan ham ishlab chiqarish liniyasida barqaror toza suv va qayta tiklanadigan moyga aylanishi mumkin.