Ko'p odamlar membrana suv tozalash tizimlariga birinchi marta duch kelganlarida, ultrafiltratsiya, nanofiltratsiya va teskari osmos ko'pincha juda o'xshash ko'rinadi. Ularning barchasi "membran filtrlash" texnologiyalari bo'lib, barchasi bosim-boshqariladigan ishlashni talab qiladi va hatto uskunaning tashqi ko'rinishi ham juda o'xshash. Biroq, haqiqiy sanoat loyihalarida qo'llanilganda, bu uchta jarayon aslida butunlay boshqa muammolarni hal qilishi aniq bo'ladi. Ba'zilari loyqa suvni tozalash uchun javob beradi; ba'zilari qattiqlikni kamaytirish uchun mo'ljallangan; boshqalari chuqur tuzsizlantirish uchun maxsus ishlatiladi.
Ko'pgina loyihalarda yuqori ish bosimi, membrananing tez-tez ifloslanishi va operatsion xarajatlarning oshishi uskunaning o'zi bilan bog'liq muammolar emas, balki UF, NF va RO o'rtasidagi munosabatlarning dastlabki dizayn bosqichida aniq tushunilmaganligi sababli yuzaga keladi.
Uchta membrana tizimi o'rtasidagi eng katta farq shunchaki "filtrlash aniqligi" emas.
Ko'p foydalanuvchilar membrana tizimlarini birinchi marta tushunganlarida, ular birinchi bo'lib e'tibor berishadifiltrlash aniqligi. Ultrafiltratsiya nisbatan yuqori filtrlash aniqligiga ega; nanofiltratsiya yanada nozik; va teskari osmos eng yaxshisidir. Ammo haqiqiy muhandislik dasturlarida "kichikroq zarrachalarni filtrlaydigan" emas, balki u nimani olib tashlaydi?
Misol uchun, xuddi shu chelakdagi xom suvda, u erdaqum, zang, to'xtatilgan qattiq moddalar, bakteriyalar, kolloidlar, organik moddalar, shuningdek, kaltsiy va magniy ionlari, tuzlar, og'ir metallar va erigan ifloslantiruvchi moddalar bo'lishi mumkin.Biroq, UF, NF va RO tizimlarining davolash maqsadlari butunlay boshqacha.
Ultrafiltratsiya ko'proq "nopoklik skriningi" ga o'xshaydi
Ultrafiltratsiya tizimining asosiy vazifasi birinchi navbatda suvdan "ko'rinadigan yoki ifloslanishga moyil bo'lgan-katta{1}}zarracha moddalarni" ajratishdir. Masalan:
- To'xtatilgan qattiq moddalar
- Kolloidlar
- Cho'kindi va qum
- Makromolekulyar organik moddalar
- Ba'zi bakteriyalar
Ushbu moddalar nisbatan katta hajmga ega va ultrafiltratsiya membranasi tomonidan bevosita saqlanishi mumkin. Biroq, ultrafiltratsiya bitta aniq xususiyatga ega: u erigan tuzlarni katta hajmda olib tashlamaydi. Boshqacha qilib aytganda, suvda kaltsiy va magniy ionlari, shuningdek, ba'zi mineral tuzlar saqlanib qoladi.
Shuning uchun ko'plab foydalanuvchilar ultrafiltratsiyadan keyin suv juda tiniq bo'lsa-da, o'tkazuvchanlik sezilarli darajada o'zgarmasligini payqashadi. Shuning uchun ham ultrafiltratsiya ko'pincha uf tizimining suvni tozalash loyihalarida dastlabki tozalash bosqichida qo'llaniladi. Uning haqiqiy qiymati yakuniy tuzsizlantirish emas, balkiquyi oqim tizimlari uchun ifloslanish xavfini kamaytirish.
Nanofiltratsiya "selektiv ajratish" bosqichiga kiradi
Agar ultrafiltratsiya asosan "katta zarrachalar muammosini" hal qilsa, nanofiltratsiya tizimi allaqachon "qisman ionlarni ajratish muammosi" ni hal qila boshlagan. Bu nanofiltratsiyaning eng noto'g'ri tushunilgan jihati hamdir.
Ko'pchilik nanofiltratsiyani shunchaki "ultrafiltratsiya va teskari osmoz o'rtasida" deb hisoblashadi, lekin aslida uning eng katta xususiyati shundakitanlab tuzsizlantirish qobiliyatini ta'minlay boshlaydi.Masalan, sanoat suvini tozalashda ba'zi qattiqlikdagi suv manbalari-ko'p miqdorda kaltsiy va magniy ionlarini o'z ichiga oladi. Agar ular to'g'ridan-to'g'ri quyi oqim tizimlariga kirsa, masshtablash oson bo'lishi mumkin.
Ushbu nuqtada nanofiltratsiya monovalent ionlarning bir qismini saqlab qolgan holda ba'zi ikki valentli ionlarni olib tashlashi mumkin. Shuning uchun nanofiltratsiya na deyarli tuzsizlantirishni amalga oshirmaydigan ultrafiltratsiyaga, na chuqur tuzsizlantirishni amalga oshiradigan teskari osmosga o'xshamaydi. Bu"o'rtacha ajratish" ni talab qiladigan ilovalar uchun ko'proq mos keladi.
Shuning uchun ko'plab sanoat suvni yumshatish tizimlari NF jarayonlariga ustunlik beradi. Bundan tashqari, nanofiltratsiya ham bosim ostida ishlashni talab qiladi-va ish paytida konsentratning chiqishini hosil qiladi. Shuning uchun tizimni loyihalashda tiklanish tezligi va konsentrat bilan ishlov berish odatda bir vaqtning o'zida hisobga olinadi.
Teskari osmos - bu haqiqiy "chuqur tuzsizlantirish" jarayoni
Teskari osmos tizimi va UF yoki NF o'rtasidagi eng katta farq shundaki, u endi oddiy filtrlash emas, balkichuqur ajralish. RO juda yuqori filtrlash aniqligiga ega. Bu membrananing boshqa tomonida ko'pgina tuzlar, ionlar va iz aralashmalarini saqlab qolgan holda suv molekulalarining o'tishiga imkon beradi.ultrafiltratsiya asosan "zarralar" bilan ishlov beradi; nanofiltratsiya asosan "qisman ionlar" bilan ishlaydi; teskari osmos esa "ko'p erigan moddalar" ni to'g'ridan-to'g'ri boshqaradi.
Natijada, RO sanoat toza suv, yuqori{0}}toza suv va oʻta toza suv tizimlarida keng qoʻllaniladi. Ayniqsa, yuqori-standart texnologik ilovalarda, masalan, elektronika, aniq ishlab chiqarish vateskari osmosli farmatsevtika, teskari osmos asosiy texnologiyalardan biriga aylandi.
Biroq, ko'plab foydalanuvchilar bir muhim masalani e'tibordan chetda qoldiradilar: RO tizimi qanchalik aniq bo'lsa, ozuqa suvi sifatiga bo'lgan talablar shunchalik yuqori bo'ladi. Agar xom suvda haddan tashqari to'xtatilgan qattiq moddalar, kolloidlar yoki organik ifloslantiruvchi moddalar bo'lsa, membrana ifloslanishi oson bo'lishi mumkin. Shuning uchun, haqiqiy muhandislik loyihalarida RO kamdan-kam hollarda yolg'iz qo'llaniladi.
Odatda, akombinatsiyalangan "ultrafiltratsiya + teskari osmoz" jarayoniqabul qilinadi. Oldingi{1}} ultrafiltrlash ifloslanish yukini kamaytiradi, orqa{2}} RO esa chuqur tuzsizlantirishni amalga oshiradi. Bu sanoat loyihalarida etuk jarayon mantig'iga aylandi.
Nima uchun ko'plab sanoat loyihalari UF, NF va RO dan birgalikda foydalanadi?
Ko'pgina foydalanuvchilar so'rashadi: RO eng yuqori aniqlikka ega ekan, nega to'g'ridan-to'g'ri teskari osmosdan foydalanmaslik kerak? Sababi oddiy. Membran tizimlari "aniqlik qanchalik yuqori bo'lsa, tizim shunchalik ko'p qirrali" emas. Aslida,tizim qanchalik aniq bo'lsa, u suv sharoitlariga nisbatan sezgir bo'ladi.Agar barcha ifloslantiruvchi moddalar bevosita RO tomonidan ishlansa:
- Ish bosimi ortadi
- Membrananing ifloslanishi tezlashadi
- Tozalash chastotasi ham ko'tariladi
Shuning uchun sanoat loyihalari "bosqichli davolash" ga urg'u beradi.
Masalan,old-oxirgi ultrafiltratsiya avval muallaq qattiq moddalar va kolloidlarni olib tashlaydi, oraliq nanofiltratsiya qattiqlikning bir qismini kamaytiradi va nihoyat RO chuqur tuzsizlantirishni amalga oshiradi.Har bir bosqich faqat o'zi uchun eng mos bo'lgan muammoni hal qiladi. Natijada, butun tizim yanada barqaror ishlaydi.Hozirda ko'p isanoat ultrafiltratsiya tizimlarimodullashtirish va avtomatlashtirish yo'lida ham rivojlanmoqda. Ularning asosiy maqsadi shunchaki filtrlash aniqligini oshirish emas, balki butun membrana tizimining ishlash barqarorligini oshirishdir.
Tizim tanlashda faqat "Suv toza ko'rinadimi" ga e'tibor bermang
Ko'pgina kompaniyalar dastlabki tanlov bosqichida osongina tushunmovchilikka tushib qolishadi: faqat oxirgi suv sifatiga e'tibor berish. Biroq, sanoat suvini tozalashda haqiqatan ham muhim narsa tizimning uzoq muddatda barqaror ishlashi mumkinmi yoki yo'qligidir. Buning sababi shundaki, turli jarayonlar turli xil:
- Energiya iste'moli
- Qayta tiklash stavkalari
- Tozalash davrlari
- Operatsion bosimlar
- ifloslanishga qarshi{0}}qobiliyatlar
Shuning uchun, haqiqatdan ham oqilona tizim dizayni odatda "faqat bitta membranani tanlash" haqida emas, balki xom suv sharoitiga qarab turli texnologiyalarni birlashtirish haqidadir. Sanoat foydalanuvchilari uchun mos jarayon kombinatsiyasi ko'pincha bitta yuqori{1}}texnik uskunadan ko'ra muhimroqdir.