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Qeehua
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Wasseraufbereitungstechnologien mit Umkehrosmose- und Nanofiltermembranen wurden für ihre Effizienz und Wirtschaftlichkeit weithin anerkannt. Wasseraufbereitung von ganz anderem Ursprung - frisches Wasser aus unterirdischen oder Oberflächenquellen, stark verschmutztes Abwasser oder Meerwasser mit viel Salz - Umkehrosmoseanlagen wurden in verschiedenen Bereichen und Formen eingesetzt, von kleinen Labors bis hin zu Destillationsanlagen Meerwasser, das für die Wasserversorgung ganzer Städte vorgesehen ist. Das Wasser nach der Osmose-Permeat-erfüllt die meisten strengsten Anforderungen an die Trinkwasserqualität.

Obwohl die Umkehrosmose viel wirtschaftlicher ist als der Ionenaustausch, wird sie oft verwendet, um Wasser von höchster Qualität zu erhalten. Dieses Wasser wird in der Medizin zur Herstellung von Injektionslösungen, in der Elektronikindustrie und in der Elektroindustrie zur Versorgung von Hochdruckkesseln verwendet.

Abbildung 1 gibt eine ungefähre Vorstellung von den wirtschaftlichsten Destillationsprozessen, abhängig vom Salzgehalt des Quellwassers.

Feige. 1 Die wichtigsten Destillationsprozesse sind die Verteilung nach Wirtschaft.

Filtergeräte und Anlagen

Bestehende Filtrationstechnologien können nach der Partikelgröße von Verunreinigungen im Quellwasser klassifiziert werden. Die übliche Makrofiltration von suspendierten Feststoffen ist der Durchgang von Wasser durch das Filtermaterial. Es umfasst Prozesse wie das Filtern mit Patronen-, Sieb-, Scheibenfiltern, Beutelfiltern und Hochgeschwindigkeitsfiltern mit Filterlast. Die Möglichkeiten einer solchen Filterung sind auf die Größe ungelöster Partikel mit einer Größe von mehr als 1 Mikrometer beschränkt.

Membranfiltrationstechniken werden verwendet, um Wasser von feinen Partikeln und gelösten Salzen zu reinigen. Die Tangentialfiltration wird hauptsächlich verwendet, wenn der Anfangswasserstrom mit dem erforderlichen Druck entlang der Membranoberfläche geleitet wird. Ein Teil der Strömung fließt durch die Membran und wird von Verunreinigungen und gelösten Salzen gereinigt, die von der Membran gehalten und im Fluss darüber konzentriert werden. Die Konzentration von Salzen und Verunreinigungen ist normalerweise auf einen bestimmten Wert beschränkt, dazu muss das kontaminierte Wasser (Konzentrat) kontinuierlich entfernt werden. Somit ist der Fluss des Quellwassers in zwei unterteilt - den Fluss von gereinigtem Wasser (Permeat) und Konzentrat (Abb. 2).

Fieg. 2. Tangentiale Filtration durch die Membran

Filtergeräte und Anlagen

Die wichtigsten Methoden, die auf der tangentialen Membranfiltration basieren, sind Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration und Umkehrosmose.

Mikrofiltration entfernt Verunreinigungen mit einer Größe von 0,1 bis 1 Mikrometer. Im Allgemeinen werden suspendierte Feststoffe und große kolloidale Partikel gehalten, während große Partikel und gelöste Salze ohne Hindernisse durch die Mikrofiltrationsmembranen gelangen. Mikrofiltrationseinheiten können verwendet werden, um große Bakterien, koagulierte Partikel zu entfernen und die gesamte Suspension zu reduzieren. Der Transmembrandruck überschreitet normalerweise 0,7 bar nicht.

Ultrafiltration es ermöglicht die Entfernung von hochmolekularen Verbindungen, Teilchen kleiner als 0,1 Mikrometer. Gelöste Salze und feine Partikel werden nicht durch Ultrafiltrationsmembranen zurückgehalten. Die Liste der Substanzen, die von Ultrafiltrationsmembranen gehalten werden, umfasst Kolloide, Proteine, mikrobielle Schadstoffe und große organische Moleküle. Die meisten Ultrafiltrationsmembranen schneiden Substanzen mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 100.000 g / Mol ab. Der Transmembrandruck reicht von 1 bis 7 bar.

Abbildung 3. Verteilung der Filterprozesse

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Nanofiltration dies bezieht sich auf spezielle Membranprozesse, die Verunreinigungen mit einer Größe von nur 1 nm aufnehmen, daher der Begriff Nanofiltration. Während der Nanofiltration werden Moleküle mit einem Gewicht von mehr als 200-400 g / mol zurückgehalten. Auch gelöste Salze bleiben in einem Volumen von 20 bis 98% erhalten. Monovalente Anionen wie Natriumchlorid oder Calciumchlorid bleiben in geringerem Maße erhalten, während zweiwertige Anionen (z. B. Magnesiumsulfat) in größerem Maße erhalten bleiben (90-98%). Typische Anwendungen von Membranen sind die Entfernung von Farbstoffen und natürlichen organischen Verbindungen (Huminsäuren usw.) aus Oberflächenwasser, die Entfernung von Härte und Radium aus dem Grundwasser, die teilweise Reduzierung des Gesamtsalzgehalts, die Trennung von organischen und anorganischen Stoffen insbesondere von Prozessen in der Lebensmittelindustrie. Der Transmembrandruck beträgt 3,5-16 bar.

Umkehrosmose dies ist die höchste verfügbare Filtermethode. Umkehrosmosemembranen sind eine Barriere für alle gelösten Salze sowie anorganische und organische Moleküle mit einem Molekulargewicht von mehr als 100 g/mol. Dabei dringen Wassermoleküle frei durch die Membran ein. Die Selektivität der Membran -die Fähigkeit, gelöste Substanzen zu halten -beträgt 95-99%, abhängig von der Art der Membran, der Zusammensetzung des Quellwassers, der Temperatur und dem Format des Systems.

Umkehrosmose wird in vielen Prozessen eingesetzt: Entsalzung von Meerwasser, Wasseraufbereitung, Herstellung von alkoholischen und alkoholfreien Getränken, industrielle und Trinkwasseraufbereitung.

Umkehrosmose wird häufig zur Herstellung von hochreinem Wasser in der Halbleiterindustrie (Elektronikindustrie), in thermischer Energie zur Versorgung von Kesseln und in medizinischen Labors verwendet. In diesen Fällen geht oft eine Umkehrosmose der Behandlung mit Ionenaustausch voraus. Der Transmembrandruck liegt normalerweise im Bereich von 5-80 bar.

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