ระบบบำบัดน้ำ nanofiltration (NF) ได้กลายเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในขอบเขตของการทำให้บริสุทธิ์ของน้ำ ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำของโซลูชั่นการบำบัดน้ำ nanofiltration ฉันรู้สึกตื่นเต้นที่จะเจาะลึกข้อกำหนดทางเทคนิคที่ทำให้ระบบเหล่านี้มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้สูง
1. ลักษณะเมมเบรน
หัวใจของระบบบำบัดน้ำ nanofiltration ใด ๆ คือเมมเบรน เมมเบรน Nanofiltration เป็นอุปสรรคกึ่งซึมผ่านที่ออกแบบมาเพื่อแยกส่วนประกอบที่แตกต่างกันในสารละลายของเหลว พวกเขามีขนาดรูขุมขนโดยทั่วไปตั้งแต่ 1 ถึง 10 นาโนเมตร ช่วงขนาดนี้ช่วยให้พวกเขาสามารถปฏิเสธไอออนหลายชนิดส่วนใหญ่เช่นแคลเซียมแมกนีเซียมและซัลเฟตในขณะที่ช่วยให้ไอออนโมโนวาเลนต์เช่นโซเดียมและคลอไรด์ผ่านไปได้บ้าง
วัสดุของเมมเบรนก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน วัสดุทั่วไป ได้แก่ polyamide, polysulfone และ polyethersulfone เมมเบรนโพลีอะไมด์เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับอัตราการปฏิเสธที่สูงและความเสถียรทางเคมี พวกเขาสามารถทนต่อค่า pH ที่หลากหลายโดยทั่วไปตั้งแต่ 2 ถึง 11 ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการบำบัดแหล่งน้ำประเภทต่าง ๆ ตั้งแต่น้ำเสียอุตสาหกรรมที่เป็นกรดไปจนถึงน้ำใต้ดินอัลคาไลน์
คุณสมบัติพื้นผิวของเมมเบรนมีความสำคัญเท่าเทียมกัน พื้นผิวที่เรียบช่วยลดแนวโน้มของการเปรอะเปื้อนที่อนุภาคคอลลอยด์และสารอินทรีย์สะสมบนพื้นผิวเมมเบรนและลดประสิทธิภาพ เยื่อหุ้มเซลล์นาโนขั้นสูงบางตัวได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมด้วยพื้นผิวที่ชอบน้ำ พื้นผิวที่ชอบน้ำเหล่านี้ดึงดูดโมเลกุลของน้ำสร้างชั้นน้ำบาง ๆ ที่ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคทางกายภาพต่อการทำผิดกติกา
2. ความดันในการใช้งาน
ความดันในการใช้งานเป็นพารามิเตอร์สำคัญในระบบบำบัดน้ำ nanofiltration ความดันที่ต้องใช้ในการขับน้ำผ่านเมมเบรนขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการรวมถึงชนิดของเมมเบรนองค์ประกอบน้ำอาหารและฟลักซ์ที่ต้องการ (ปริมาตรของน้ำที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ต่อหน่วยพื้นที่ต่อหน่วยเวลา)
โดยทั่วไปแล้วระบบการกรองนาโนจะทำงานที่แรงดันตั้งแต่ 5 ถึง 20 บาร์ (72.5 ถึง 290 psi) แรงดันที่ต่ำกว่านั้นเพียงพอสำหรับการรักษาแหล่งน้ำที่ค่อนข้างสะอาดด้วยของแข็งในระดับต่ำ สำหรับแหล่งน้ำที่มีความเข้มข้นสูงของสารปนเปื้อนอาจต้องใช้แรงกดดันที่สูงขึ้นเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการแยกที่ต้องการ
อย่างไรก็ตามการทำงานที่แรงกดดันสูงมากอาจมีข้อเสีย มันเพิ่มการใช้พลังงานของระบบซึ่งจะเพิ่มต้นทุนการดำเนินงาน นอกจากนี้ความดันที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดความเสียหายทางกายภาพต่อเมมเบรนลดอายุการใช้งาน ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องเพิ่มประสิทธิภาพความดันในการทำงานตามลักษณะเฉพาะของน้ำฟีดและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของระบบ
3. ฟลักซ์และอัตราการกู้คืน
ฟลักซ์เป็นตัวชี้วัดการผลิตของระบบนาโนฟิล์ม มันแสดงเป็นลิตรต่อตารางเมตรต่อชั่วโมง (l/m²· h) หรือแกลลอนต่อตารางฟุตต่อวัน (GFD) ฟลักซ์ของเมมเบรน nanofiltration ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นความดันในการทำงานอุณหภูมิและองค์ประกอบของน้ำป้อน
แรงกดดันในการทำงานที่สูงขึ้นโดยทั่วไปส่งผลให้ฟลักซ์สูงขึ้น แต่ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้มีข้อ จำกัด ของความดันที่สามารถนำไปใช้ได้ อุณหภูมิยังมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อฟลักซ์ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความหนืดของน้ำจะลดลงและอัตราการแพร่กระจายของโมเลกุลของน้ำผ่านการเพิ่มขึ้นของเมมเบรน ดังนั้นฟลักซ์มักจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
อัตราการกู้คืนคืออัตราส่วนของปริมาตรการซึมผ่าน (น้ำที่ผ่านการบำบัด) ต่อปริมาณน้ำป้อน มันมักจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ ในระบบการกรองนาโนอัตราการกู้คืนอาจอยู่ในช่วงตั้งแต่ 70% ถึง 90% อัตราการกู้คืนที่สูงเป็นที่ต้องการเนื่องจากจะช่วยลดปริมาณน้ำเกลือที่เกิดขึ้น อย่างไรก็ตามการเพิ่มอัตราการกู้คืนยังเพิ่มความเข้มข้นของสารปนเปื้อนในน้ำเกลือที่เหลือซึ่งสามารถนำไปสู่การปรับขนาดและการเปรอะเปื้อนของเยื่อหุ้มเซลล์ ดังนั้นความสมดุลจะต้องเกิดขึ้นระหว่างการเพิ่มอัตราการกู้คืนสูงสุดและรักษาประสิทธิภาพระยะยาวของเมมเบรน
4. อัตราการปฏิเสธ
อัตราการปฏิเสธเป็นการวัดความสามารถของเมมเบรนในการรักษาสารปนเปื้อนที่เฉพาะเจาะจง มันถูกกำหนดให้เป็นเปอร์เซ็นต์ของตัวถูกละลายโดยเฉพาะที่ถูกเก็บรักษาไว้โดยเมมเบรน เมมเบรน Nanofiltration มีประสิทธิภาพสูงในการปฏิเสธไอออนหลายชนิด ตัวอย่างเช่นพวกเขาสามารถปฏิเสธได้มากกว่า 90% ของแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนซึ่งรับผิดชอบต่อความแข็งของน้ำ
อัตราการปฏิเสธของไอออน monovalent มักจะต่ำกว่า ไอออนโซเดียมและคลอไรด์อาจมีอัตราการปฏิเสธตั้งแต่ 20% ถึง 80% ขึ้นอยู่กับประเภทเมมเบรนและสภาพการทำงาน สารประกอบอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลมากกว่า 200 - 300 DALTONS ยังถูกปฏิเสธอย่างมีประสิทธิภาพโดยเยื่อหุ้มเซลล์นาโน สิ่งนี้ทำให้การกรองนาโนเหมาะสำหรับการกำจัดสารกำจัดศัตรูพืชยาและสารปนเปื้อนอินทรีย์อื่น ๆ จากน้ำ
5. การกำหนดค่าระบบ
ระบบบำบัดน้ำ nanofiltration สามารถกำหนดค่าได้ในวิธีที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันเฉพาะ การกำหนดค่าที่พบบ่อยที่สุดคือระบบหลายเวที ในระบบหลายขั้นตอนน้ำฟีดจะผ่านชุดของโมดูลเมมเบรนตามลำดับ สิ่งนี้ช่วยให้อัตราการกู้คืนโดยรวมที่สูงขึ้นและการควบคุมกระบวนการแยกที่ดีขึ้น
โมดูลเมมเบรนสามารถจัดเรียงแบบขนานหรือเป็นอนุกรม ในการจัดเรียงแบบขนานน้ำป้อนจะถูกแบ่งออกเป็นหลายโมดูลเมมเบรนและการแทรกซึมจากแต่ละโมดูลจะถูกรวบรวมเข้าด้วยกัน การกำหนดค่านี้เพิ่มฟลักซ์ทั้งหมดของระบบ ในการจัดเรียงซีรีส์การแทรกซึมจากโมดูลหนึ่งจะกลายเป็นน้ำป้อนสำหรับโมดูลถัดไป สิ่งนี้สามารถปรับปรุงอัตราการปฏิเสธของสารปนเปื้อน
การรักษาล่วงหน้าเป็นส่วนสำคัญของการกำหนดค่าระบบ มันเกี่ยวข้องกับการกำจัดอนุภาคขนาดใหญ่คอลลอยด์และสารอินทรีย์ออกจากน้ำอาหารก่อนที่จะเข้าสู่เยื่อหุ้มนาโน วิธีการรักษาก่อน - ทั่วไปรวมถึงการตกตะกอนการกรองและการดูดซับคาร์บอนที่เปิดใช้งาน บางระบบยังใช้เมมเบรน UF 8 นิ้วเป็นขั้นตอนการรักษาล่วงหน้าเพื่อลบของแข็งและ macromolecules
6. โพสต์ - การรักษา
โพสต์ - การรักษาอาจจำเป็นต้องมีขึ้นอยู่กับการใช้น้ำสุดท้ายของน้ำที่ผ่านการบำบัด สำหรับการใช้งานน้ำดื่มการฆ่าเชื้อโรคมักจะต้องฆ่าจุลินทรีย์ที่เหลืออยู่ การฉายรังสีคลอรีน, โอโซนหรือการฉายรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) เป็นวิธีการฆ่าเชื้อโรคทั่วไป
ในบางกรณีน้ำที่ผ่านการบำบัดอาจต้องปรับในแง่ของค่า pH และปริมาณแร่ธาตุ ตัวอย่างเช่นหากกระบวนการ nanofiltration ลบแร่ธาตุมากเกินไประบบน้ำยาปรับสภาพน้ำหรือระบบเพิ่มแร่อาจใช้เพื่อเพิ่มแร่ธาตุที่จำเป็นเช่นแคลเซียมและแมกนีเซียม
7. ความเข้ากันได้กับเทคโนโลยีการบำบัดน้ำอื่น ๆ
ระบบบำบัดน้ำ nanofiltration สามารถรวมเข้ากับเทคโนโลยีการบำบัดน้ำอื่น ๆ เพื่อให้ได้การทำให้บริสุทธิ์น้ำที่ครอบคลุมมากขึ้น ตัวอย่างเช่นพวกเขาสามารถรวมกับReverse Osmosis ระบบกรองน้ำสำหรับการบำบัดแหล่งน้ำที่มีของแข็งที่ละลายในระดับสูงมาก ระบบ nanofiltration สามารถใช้เป็นขั้นตอนการรักษาล่วงหน้าเพื่อกำจัดไอออนหลายชนิดและสารอินทรีย์ส่วนใหญ่ลดภาระในระบบการทำออสโมซิสย้อนกลับและเพิ่มอายุการใช้งาน
พวกเขายังสามารถใช้ร่วมกับเรซินแลกเปลี่ยนไอออน การแลกเปลี่ยนไอออนสามารถใช้เพื่อปรับองค์ประกอบไอออนของน้ำที่ผ่านการบำบัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการกำจัดไอออน monovalent ที่เหลือ
บทสรุป
ระบบบำบัดน้ำ nanofiltration นำเสนอวิธีแก้ปัญหาที่ทรงพลังและหลากหลายสำหรับการทำให้บริสุทธิ์น้ำ ข้อกำหนดทางเทคนิคของพวกเขารวมถึงลักษณะของเมมเบรนความดันในการทำงานฟลักซ์อัตราการกู้คืนอัตราการปฏิเสธการกำหนดค่าระบบและความเข้ากันได้กับเทคโนโลยีอื่น ๆ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลายตั้งแต่การบำบัดน้ำดื่มไปจนถึงการใช้น้ำเสียอุตสาหกรรม
หากคุณมีความสนใจในการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบบำบัดน้ำ nanofiltration ของเราหรือต้องการหารือเกี่ยวกับโครงการบำบัดน้ำที่เฉพาะเจาะจงเราขอเชิญคุณติดต่อเราเพื่อขอคำปรึกษาอย่างละเอียด ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะจัดหาโซลูชั่นที่กำหนดเองตามความต้องการเฉพาะของคุณ
การอ้างอิง
- Cheryan, M. (1998) คู่มือการกรองและการกรองไมโครฟิล์ม การเผยแพร่เทคโนโลยี
- Baker, RW (2004) เทคโนโลยีเมมเบรนและแอพพลิเคชั่น John Wiley & Sons
- Fane, AG, & Fell, CJD (1987) กระบวนการแยกเมมเบรน Elsevier