Ultrafiltreerimine ei ole imerohi. 70%-80% ultrafiltreerimissüsteemi ummistumisest tuleneb ebaõnnestunud eeltöötlusest. Paljud projektid käsitlevad ultrafiltreerimist "viimase abinõuna", lihtsustades ja vähendades eeltöötlust. Sõltumata sellest, kas kasutatakse õõneskiudu, lamedat lehte, torukujulist või keraamilist membraani, tekib kiire rõhuerinevuse suurenemine, sagedane keemiline puhastus ja membraani eluiga lüheneb oluliselt.
Tavalised ultrafiltrimise eeltöötlusprotsessid hõlmavad järgmist: koagulatsiooni settimine, multi-meediumi filtreerimine, aktiivsöe filtreerimine, ketasfiltrid, isepuhastuvad filtrid, ultrafiltratsiooni eel-mikrofiltreerimine, osoon-bioloogiline aktiivsüsi ja pehmendav eeltöötlus. Eelpuhastuskombinatsioon varieerub suuresti sõltuvalt sissevooluvee kvaliteedist (kaevandusvesi, kivisöe keemiajäätmed, kommunaalheite sekundaarne heitvesi, pinnavesi).
I. Eeltöötlusprotsesside üksikasjalik võrdlus
1. Koagulatsioon-Sedimentatsioon (koagulatsiooni selgitamine)
Protsessi põhimõte: PAC/PAM lisamine põhjustab kolloidide, hõljuvate ainete, osa fosfori ja suurte orgaaniliste molekulide flokulatsiooni, saavutades tahke{0}}vedeliku eraldumise settimise teel.
Eelised: suurepärane hõljuvate ainete, kolloidide ja hägususe eemaldamine; eemaldab osa hüdrofoobsest orgaanilisest ainest; küps töö, sobib suuremahulisteks-projektideks; suhteliselt kontrollitav investeering.
Puudused: kõrged nõuded reaktiivi doseerimise kontrollile; liigne reagent võib põhjustada alumiiniumsoolade ja polümeersete flokulantide jääke, põhjustades otseselt ultrafiltreerimissüsteemi pöördumatut ummistumist; suur muda väljaheide; suur jalajälg; flokulatsiooniefekt halveneb madalal{0}}temperatuuril keskkonnas.
Tüüpiline kokkusobivus: pinnavesi, kaevandusvesi, suure{0}}hägususega tööstusreovesi.
Ultrafiltreerimisega sobitamine: kõige sagedamini kasutatav eeltöötlusetapp{0}}välise survega õõneskiu ultrafiltreerimiseks; liigne PAM-i lisamine on rangelt keelatud, kuna PAM-i jääk on ultrafiltratsiooni tapja.
Projekteerimis- ja tööpunktid: kontrollige heitvee hägusust Vähem kui 5 NTU või sellega võrdne; kontrollige rangelt PAM-i annust, minimeerige anioonse PAM-i kasutamist; pikendab flokulatsiooniaega talvel madalatel temperatuuridel.
2. Multi-meedia filtreerimine (kvartsliiv + antratsiit)
Protsessi põhimõte: gravitatsioonilise rõhuga filtreerimine, tuginedes filtrikandja kihile, et püüda kinni peened hõljuvad ained ja kolloidid.
Eelised: Eemaldab pärast settimist järelejäänud peened osakesed; stabiilne töö; hoolduspersonalile tuttav; sobib suurte veekoguste jaoks; saab tagasi pesta ja regenereerida.
Puudused: halb vastupidavus löökkoormustele; suured kõikumised sissevoolu hägususes, kalduvus kandja äravoolule; meediumi paakumine ja peened liivaosakesed, mis sisenevad ultrafiltratsioonisüsteemi pärast paakumist, kriimustades membraanikiude; lahustunud orgaanilise aine eemaldamise võime peaaegu null.
Tüüpiline kokkusobivus sissevooluga: Heitvesi pärast koagulatsiooni ja settimist; kaevandusvesi, valla taaskasutatud vesi.
Ultrafiltreerimise ühilduvus: standardne eel{0}}filtriseade surve-tüüpi välisrõhuga ultrafiltreerimiseks; ei saa kasutada ainsa ultrafiltrimise eeltöötlusena.
Disaini- ja hoolduskaalutlused: kontrollige regulaarselt filtrikandjat, et vältida äravoolu; tagama mõistliku tagasipesu intensiivsuse; uurige viivitamatult heitvee hägususe järsku suurenemist, et vältida liiva sattumist ultrafiltratsioonimembraani korpusesse.
3. Aktiivsöe filtreerimine (granuleeritud aktiivsüsi GAC)
Protsessi põhimõte: Adsorptsioon eemaldab osa humiinhappest, värvist ja osa hüdrofoobsest orgaanilisest ainest.
Eelised: Vähendab orgaanilist koormust, vähendab ultrafiltreerimissüsteemi orgaanilist saastumist; eemaldab osa kloori jääkidest.
Puudused: ei saa eemaldada hõljuvaid aineid; aldis mikroobide kasvule hilisemates tööetappides, kusjuures heitvesi kannab suures koguses baktereid ja bioloogilist prahti, põhjustades ultrafiltratsioonisüsteemis tõsist biomäärdumist; aktiivsüsi vajab regulaarset regenereerimist või asendamist; õline sissevool võib kergesti põhjustada aktiivsöe riknemist ja paakumist.
Tüüpiline kokkusobivus sissevooluga: Pinnavesi, mõningane keemiline reovesi, kõrge orgaanilise sisaldusega vesi.
Kasutamine ultrafiltreerimisega: välisrõhuga ultrafiltreerimist saab eeltöötlusega tõhustada; ei soovitata kõrge õlisisaldusega või kõrge SS-i heitvee korral.
Disaini- ja hoolduskaalutlused: Regulaarne tagasipesu; kontrollida tühja voodi kokkupuute aega; olge valvas mikroobipuhangute suhtes aktiivsöe paagis; asendage aktiivsüsi viivitamatult, kui see muutub ebaefektiivseks.
4. Isepuhastuv-filter
Protsessi põhimõte: metallist filtriekraan, automaatne harja-/imemisfiltreerimine, üldiselt täpsusega 50-200 μm.
Eelised: täisautomaatne pidev töö; väike jalajälg; pole vaja filtrikandjat vahetada; sobib suure vooluhulga jaoks; madal hooldustöökoormus.
Puudused: püüab kinni ainult suured tahkete osakeste lisandid, täiesti ebaefektiivne kolloidide ja peente heljumi vastu; ei saa hägusust vähendada; kahjustatud filtriekraan võimaldab lisanditel otse allavoolu protsessi siseneda.
Tüüpiline sisselaskevee ühilduvus: Kaitseb allavoolu seadmeid; eelfiltreerimine ohutuse eesmärgil.
Sobivus ultrafiltreerimisega: ainult kaitseks, mitte peamiseks{0}}ultrafiltrimise eeltöötluseks; tavaliselt paigutatakse multimeediumifiltrite järel ja enne ultrafiltrimise turvafiltrit.
Projekteerimis- ja hoolduspunktid: mudeli valimisel arvestage vooluvaru; kontrollige regulaarselt filtriekraani terviklikkust.
5. Plaadifilter (virnastatud plaadifilter)
Protsessi põhimõte: Plastikketta kompressioonfiltreerimine, täpsus 5-100μm, automaatne tagasipesu.
Eelised: suurem filtreerimise täpsus kui tavalistel isepuhastuvatel{0}}filtritel; kiire tagasipesu; väike jalajälg; kõrge automatiseerituse tase.
Puudused: Ebaefektiivne kolloidide ja lahustunud orgaanilise aine vastu; õline vesi võib kergesti põhjustada ketta kleepumist ja ummistumist; sagedane tagasipesu kõrge SS tingimustes.
Tüüpiline sisselaskevee ühilduvus: taaskasutatud vesi, kaevandusvesi, pärast eel-settefiltreerimist.
Sobivus ultrafiltreerimisega: kasutatakse sageli eel{0}}filtrina välissurve ultrafiltratsioonisüsteemides, asendades mõned multi-meediumifiltrid; ei saa kasutada eraldi suure hägususega sisselaskevee jaoks.
Projekteerimis- ja hoolduskaalutlused: kasutage õlise reovee puhul ettevaatlikult; võtke regulaarselt lahti ja kontrollige filtriketta nakkumist.
6. Turvafilter (mikrofiltreerimine, 5-10 μm filterelement)
Protsessi põhimõte: filterelement püüab kinni kõvad osakesed ja lekkinud filtrimaterjali praht, kaitstes ultrafiltratsioonimembraani elementi.
Eelised: Peatab liiva ja kõvad lisandid, mida lekkiv materjal on sisse toonud, kaitstes membraanikiude füüsiliste kriimustuste eest.
Puudused: ei töötle kolloide ega orgaanilist ainet; filterelement on kulumaterjal; filtrielement tuleb diferentsiaalrõhu suurenemisel välja vahetada; kahjustatud filtrielement laseb lisanditel otse ultrafiltreerimissüsteemi siseneda.
Tüüpiline sisselaskevee ühilduvus: oluline kõigi surve{0}}tüüpi ultrafiltratsioonisüsteemide jaoks.
Ultrafiltratsiooniga ühilduvus: nõutav surve{0}}tüüpi välis- ja siserõhuga ultrafiltratsioonisüsteemide jaoks; üldiselt ei nõuta sukeldatud MBR-ide, torukujuliste süsteemide ja keraamiliste membraanide puhul.
Disaini- ja hoolduskaalutlused: seadistage diferentsiaalrõhu häire; rangelt keelata töö, kui diferentsiaalrõhk ületab piiri; ärge kunagi kasutage kahjustatud või mittestandardseid filtrielemente.
7. Osoon-Bioloogiline aktiivsüsi (O₃-BAC)
Protsessi põhimõte: Osoon oksüdeerib suuri orgaanilisi molekule, millele järgneb osa orgaanilise aine lagunemine bioloogilise aktiivsöe toimel.
Eelised: Vähendab märkimisväärselt sissevoolu orgaanilist ainet, vähendab oluliselt ultrafiltratsioonimembraani orgaanilist ja bioloogilist saastumist; eemaldab värvi.
Puudused: suur investeering; suur kemikaalide tarbimine töö ajal; osooni liigne annus võib kahjustada PVDF orgaanilise ultrafiltratsiooni membraani; keeruka protsessi juhtimine; kõrged nõuded toimimisele ja juhtimisele.
Tüüpiline kokkusobivus sissevooluveega: pinnavesi, kõrge orgaanilise aine sisaldusega kommunaalvesi.
Ultrafiltratsiooni ühilduvus: välise rõhuga ultrafiltratsiooni sügav eeltöötlus; osooni jääk tuleb kontrollida, kuna membraani sisenev jääkosoon oksüdeerib PVDF membraani kiud.
Disaini ja hooldusega seotud kaalutlused: pärast osooniga töötlemist tuleks rakendada piisavat degaseerimist, et tagada osoonijääkide puudumine ultrafiltreerimissüsteemi.
8. Pehmendav eeltöötlus (vaigu/lubjaga -naatriumkarbonaadiga pehmendamine)
Protsessi põhimõte: eemaldab kaltsiumi ja magneesiumi kareduse ning räni, vähendades kalduvust katlakivi tekkeks.
Eelised: Vähendab anorgaanilist katlakivi ultrafiltratsioonimembraani pinnal, kaitstes samal ajal järgnevat RO-süsteemi.
Puudused: Kompleksne süsteem; suur reaktiivi tarbimine; vaik vajab regenereerimist; suurenenud soolsus permeaadis.
Tüüpiline kokkusobivus: kõrge-karedusega kaevandusvesi, suure-karedusega tööstuslik regenereeritud vesi.
Ultrafiltreerimisega sobitamine: eeltöötluse saab valida enne ultrafiltrimist, seda kasutatakse enamasti suure-karedusega vee puhul; pole universaalne konfiguratsioon.
II. Soovitatavad eeltöötluskombinatsioonid erinevate toorveeallikate jaoks
1. Linna sekundaarne bioloogiline heitvesi (taaskasutatav vesi)
Soovitatav: koagulatsiooni settimine → multi-meediumi filtreerimine → turvafilter → välisrõhu ultrafiltreerimine
Peamised kontrollpunktid: hõljuvad tahked ained ja mikroorganismid bioloogilises heitvees; liigne PAM on rangelt keelatud.
2. Kaevandusvesi (kõrge heljumi sisaldus, kõrge karedus)
Soovitatav: koagulatsiooni puhastamine → multi-meediumi filtreerimine → ketasfilter → turvafilter → välisrõhu ultrafiltreerimine
Peamised ennetus- ja kontrollpunktid: filtrikandja lekkimine membraani korpusesse; Kõrge kõvaduse saavutamiseks võib lisada pehmendusseadme.
3. Pinnavesi (reservuaarivesi, kõrge humiinhappe ja orgaanilise aine sisaldusega)
Soovitatav: koagulatsioon ja settimine → multi-meedium → aktiivsöe filtreerimine → turvafilter → välisrõhu ultrafiltratsioon; Väga suure orgaanilise aine sisalduse korral võib lisada osooni-BAC.
4. Kõrge õlisisaldus ja kõrge tahke reovesi (torujuhtme ultrafiltratsioon/T-MBR)
Soovitatav: õli eraldamine-Flotatsioon → Koagulatsioon ja settimine → Torujuhtme ultrafiltreerimine; Torujuhtme membraanid on väga vastupidavad saastumisele ja võivad kaotada vajaduse mitmeastmelise peenfiltreerimise järele, kuid õli eraldamine ja flotatsioon on hädavajalikud.
5. Otse sukeldatud MBR-i sisenev olmereovesi
MBR bioloogiline puhastuspaak ise on eeltöötlusprotsess, mille esiosa koosneb peamiselt sõelast ja esmasest settepaagist; liivfiltreerimine ja aktiivsüsi pole vajalikud.
III. Projekti elluviimisel sageli kasutatavad väärarusaamad
1. Isepuhastuvate-filtrite ja ketasfiltrite kasutamine ultrafiltrimise ainsa eeltöötlusena, ilma koagulatsiooni ja settimise või multi-meediumita, võimaldades kolloididel otse membraani siseneda, mille tulemuseks on rõhuerinevuse suurenemine.
2. Liigne PAM-i lisamine hüübimissüsteemi ei pruugi olla palja silmaga nähtav, kuid see põhjustab ultrafiltratsioonimembraani pöördumatut orgaanilist saastumist ja esialgset rõhuerinevust ei saa taastada, hoolimata sellest, kui palju keemilist puhastust tehakse.
3. Multi-meediumifiltri kandja paakumine ja lekkimine võimaldavad liivaosakestel siseneda membraani korpusesse ja kahjustada membraanikiude, mille tulemuseks on ebanormaalne SDI permeaadis.
4. Aktiivsöepaagi pikaajaline tagasipesu puudumine- põhjustab suure hulga mikroorganismide kasvu, põhjustades ultrafiltratsioonimembraani pidevat biomäärdumist.
5. Osooni-BAC protsessis ei eemaldata jääkosooni täielikult, oksüdeerides PVDF-i membraani ja nõrgendades membraani kiu tugevust.
6. Liivfiltrite ja aktiivsöe lisamine MBR-süsteemi on tarbetu investeering ja suurendab ummistumise ohtu.
Eeltöötluse eesmärk ei ole töödelda vett nii, et see vastaks ultrafiltratsiooni sissevoolu standardile, vaid selle järjepidev ja stabiilne täitmine. Juhuslik järgimine on mõttetu; eeltöötluse väärtus seisneb selle võimes taluda veekvaliteedi kõikumisi. Ultrafiltreerimine talub teatud kogust saasteaineid, kuid see ei talu eeltöötluse perioodilist ebaõnnestumist.
Eeltöötlus on ultrafiltratsioonisüsteemi esimene kaitseliin. Erinevatel ultrafiltratsioonimembraanidel on erinev elastsuse tase: torukujulised ja keraamilised membraanid on põrutustele kõige vastupidavamad; järgnevad välisrõhu all olevad õõneskiudmembraanid; ja sisemise rõhu all olevad õõneskiudmembraanid on kõige haavatavamad.
Membraani valimisel peaksite esmalt määrama eeltöötluse kombinatsiooni toorvee kvaliteedi alusel ja seejärel valima ultrafiltratsioonimembraani konfiguratsiooni, mitte lihtsalt valima ultrafiltratsioonimembraani ja seejärel lisama eeltöötlussüsteemi.