Фильтрационые средства массовой информации в опреснительных установок: Расширенная глина против антрацита
Поскольку опреснение с помощью обратного осмоса требует много загрязняющих веществ, которые будут удалены для того, чтобы быть жизнеспособным процессом, стратегии предварительной фильтрации являются важными соображениями. Африканский Pegmatite поставляет антрацит и легкий расширенный глиняный агрегат, который может обеспечить эффективные, долгосрочные решения фильтрации, чтобы обеспечить оптимальное функционирование процесса обратного осмоса - обеспечение безопасного и питьевого питания для жителей и предприятий.
Современное опреснение является процессом, необходимым для обеспечения водой как для сельского хозяйства, так и для снабжения питьевой водой в регионах, где достаточное количество осадков является редким или крайне непредсказуемым. Современная опреснительная установка берет в морской воде и подвергает ее обратному процессу осмоса. Обратный осмос является механизмом, где частично проницаемая мембрана используется для удаления ионов и нежелательных молекул из воды.
Эффективность процесса обратного осмоса (RO) в основном зависит от эффективности самой мембраны и предварительной обработки исходной воды. Таким образом, современная опреснительная установка использует различные типы фильтров, часто последовательно, чтобы удалить большую часть загрязняющих веществ, прежде чем они могут достичь мембраны. Морская вода часто имеет концентрацию растворенных твердых веществ свыше 35 граммов на литр (1).
Двумя такими широко используемыми технологиями фильтрации являются световой расширенный глиняный агрегат (LECA, процесс расширенной глины) и антрацит, и оба будут обсуждаться здесь. Основная идея заключается в том, что морская вода проходит через эти материалы, установленные в виде фильтров, прежде чем она достигнет мембраны. Когда он достигает мембраны, он в значительной степени лишен растворенных твердых веществ, что делает общий процесс RO более эффективным.
Многие из причин загрязнения мембраны из неочищенной морской воды не легко видны человеческому глазу. Ведущие причины включают растворенные соединения кремнезема, адсорбированные органические молекулы, микроорганизмы, металлические оксиды и различные коллоиды железа и алюминия (2). Наиболее эффективными являются двойные настройки фильтрации средств массовой информации, и именно они используются наиболее широко во всем мире (3). Прямая фильтрация (т.е. простая фильтрация через песок или через сетчатый фильтр) считается в целом неэффективной, особенно против органических загрязнителей (4).
Императив для операций RO, из-за огромного масштаба, на котором они работают, любой фильтр должен быть надежным в течение длительных периодов времени и относительно недорогой. LECA и антрацит соответствуют этим требованиям. Предварительная обработка морской воды является наиболее эффективным методом обеспечения незагрязнения мембраны RO (5). Следует отметить, что ни антрацит, ни LECA не способны самостоятельно удалять соль из соленой воды - они используются только в качестве фильтра, который предвосхищает обратный процесс осмоса.
Легкий расширенный глиняный агрегат (LECA)
LECA является легкий агрегат формируется путем нагрева стандартной глины до ca. 1200 градусов по Цельсию в роторной печи. Во время нагревания и вращающегося процесса, глина высыхает, образует себя в формы шара и становится очень пористой. Поры напоминают сотовую структуру, при этом форма часто описывается как "картофель, как" из-за постоянного акробатика через роторную печь. Эта пористость приводит его к обладанию хорошими абсорбирующими свойствами, будучи использованы ранее для удаления тяжелых металлов, таких как кадмий из лакокрасочных отходов завода (6).
Современный LECA производится по ряду стандартов и размеров, обычно от 0,1 до 25 мм в диаметре. Массовая плотность, как правило, падают в диапазоне от 250 до 500 кг м-3.
Он вступает в свои собственные, однако, в пространстве очистки воды, где исследования показали, что LECA способен адсорбировать фтор соединений из аквозного раствора, либо самостоятельно или изменены с хлоридом магния или перекиси водорода (7). Кроме того, двойные медиафильтры, содержащие песок и MgCl2/H2 O2-модифицированныйLECA способны удалить соединения хрома из воды (8) - и эти легированные LECAs могут быть регенерированы с помощью обработки с разбавленной кислотой.
Одним из самых пагубных загрязнителей является мышьяк. Если это попадет в систему водоснабжения, могут произойти смертельные случаи. Исследователи продемонстрировали использование реагента-модифицированного LECA Фентона был эффективным при удалении 99 арсенита (как2 ")и арсената (как4 ")ионов из водного раствора в концентрации 150 мкг на литр, в 60 минут (9). Реагент Фентона представляет собой смесь перекиси водорода и железа, и является недорогим материалом для использования в масштабе.
Органические материалы показали, что удаляются из воды LECA(10), с высокоэффективной сорбиции фенантролина, фтортролина и пирена из воды при индивидуальной концентрации 0,02 мгл -1. LECA удалось удалить от 70 до 72% этих органических веществ на один проход в течение максимум 21 часов, когда только 0,2 г LECA был использован. Исследователи сообщили о повышении темпов сорбции (т.е. фильтрации) с дополнительным добавлением LECA - с превышением 92% органических загрязняющих веществ, удаленных при использовании 4 г LECA. Подобные явления наблюдались, когда расширенные глины использовались для очистки канализации, когда LECA-подобные глины использовались с песчаными фильтрами (11). Удаление природных органических веществ с использованием LECA является хорошо установленной области, с исследованиями, показывающими эффективное удаление этих из воды в 10 до 50 мг L-1 режима загрязнения. БЫЛО показано, что LECA эффективен во всем диапазоне загрязняющих веществ с эффективностью по аналогии с каагулянтами тяжелых металлов, с заметным улучшением по сравнению с песком (12). Полная фильтрация была достигнута, когда коагуляция с использованием хитозана была объединена с фильтрацией LECA (13). Результаты последовательно превзошли контрольные эксперименты.
Жизнеспособное сравнение с LECA будет активировано молекулярных сито, как часто используется в химической лаборатории; как LECAs могут быть регенерированы, эффективны при низких "загрузки" и сами неразрешимы. Кроме того, LECA неудержим под давлением или гравитационных типов нагрузок. Эти
Антрацит
Антрацит является одним из самых повсеместных видов угля. Происходит естественно и легко добывается, это недорого. Имея много применений в стороне от в качестве топлива, его использование в качестве среды фильтрации широко известен (14). Одним из ключевых экологических преимуществ использования антрацита в качестве фильтра, а не топлива является то, что, поскольку он не сжигается, нет выбросов двуокиси углерода в атмосферу. Следует отметить, однако, что антрацит редко используется в одиночку в качестве предварительного RO фильтра. Скорее, он используется как часть двойного медиа-фильтра настройки наряду с песком (15) или рядом с песком и гранатом в качестве фильтра смешанных медиа,
обеспечивая превосходную фильтрацию грубого до тонкого. Как правило, антрацит присутствует для удаления подвесных твердых веществ и некоторых растворенных органических веществ (16). Относительная твердость антрацита означает, что он не легко разлагается или измельчается в сценариях фильтрации.
В не-RO настройки, антрацитовой фильтрации доказал свою ценность, будучи эффективным в удалении органических следов от aqueous раствора (17). Простые антрацитовы и песчаные фильтры показали свою эффективность при удалении органического углерода из загрязненной воды со скоростью потока до 14м 3 ч -1,удаляя более двух третей органики, присутствуют в одном проходе (18).
Общей темой всей литературы является то, что антрацит широко используется в качестве фильтра pre-RO как часть всеобъемлющей "стратегии предварительной обработки". При использовании в качестве фильтра для предварительного RO в схеме фильтрации в линии флоккуляции, антрацит используется рядом с песком, и было установлено, что снижение мутности было высоким (т.е. меньше растворенных или частично растворенных твердых веществ были допущены через фильтр) с отличной производительностью даже за короткое время в порядке пяти часов, с высокой скоростью потока до 10 м3 ч-1(19).
Двойные медиафильтры под руководством антрацита использовались в тропических условиях на заводах RO, доказывая высокую эффективность в лечении сырой, загрязненной морской воды до RO, в конечном итоге производя свыше 50м 3 в день (50 000 л) питьевой воды, которая полностью соответствует стандартам ВОЗ (20). Этот конкретный пример привел более 35 видов воды в течение одного года. Наряду с гранулированным активированным углеродом (материал, с которым антрацит имеет много общего) антрацит был использован в качестве высокоэффективного компонента в двойном фильтре для удаления биологического материала из предварительно ro экспериментальной настройки. Эта небольшая шкала настройки не показала снижения производительности даже после 55 дней постоянной активности, свыше 5 метров в час через 20-сантиметровый фильтр. В обоих примерах требовалась минимальная обработка антрацита - ограниченная только измельчением до подходящих размеров частиц. В рамках мульти-медиа фильтрации создана, антрацит наряду с greensand и активированный уголь был в состоянии удалить значительное количество железа из aqueous решение до ro процесса (21).
В зависимости от применения фильтрации для RO, размеры антрацитового зерна варьируются от 0,35 до 0,8 мм, с минимальной глубиной кровати 0,8 м. Самые современные растения с использованием антрацита/ песка двойных медиа фильтров может обрабатывать свыше 40м 3 в час (22). Большая часть утилиты фильтрации антрацита проистекает из его превосходной функциональности исключения размера и пористости. После использования отработанный антрацит обычно отбрасывается.
Антрацит уже обычно находит широкое использование фильтрации, особенно в качестве жизненно важного компонента двойной фильтрации средств массовой информации, настроенной для извлечения растворителя и электропобедных процессов для производства металла.
Сравнение
В одном исследовании в северной Греции были распознаны фильтры антрацита и LECA для RO и параллельно проводились их, стремясь найти заметную разницу между этими двумя подходами (17). Исследования - как на растительной и лабораторной весых - обнаружили, что LECA и антрацит выполняется в значительной степени то же самое через тестирование на концентрацию органических веществ в фильтрате, илов плотности и мутности. Примечательно, однако, что оба метода пострадали производительности мудрым в холодные зимы, но не до неприемлемого уровня. Материал LECA и антрацит находились в диапазоне размеров от 1,2 до 2,4 мм.
Оба типа фильтрации - когда в двойной настройки фильтра мультимедиа - являются весьма эффективными против воздействия цветения водорослей на мембрану RO (18). Бактерии гораздо труднее удалить с помощью двойных процессов фильтра, чем твердые загрязняющие вещества и органические материалы, однако, двойные медиа-фильтры, содержащие антрацит, было показано, чтобы удалить некоторые бактерии в одном исследовании, но большинство из них были удалены последующие процессы фильтрации (19). В дальнейшем исследовании было показано, что фильтры LECA заманивают , но в некоторых случаях развиваются - бактериальная жизнь (20).
Естественно, фильтрация – не единственное оружие в арсенале конструктора завода RO. Часто, морская вода до фильтрации будет химически обработаны, чтобы выровнять ожидаемые загрязняющие вещества - они затем собираются в фильтр песка или могут отделиться с гравитацией. Гексаметафосфат натрия может быть добавлен, чтобы вызвать осадки карбоната кальция и сульфата кальция. Подкисление (так как морская вода немного базовая) может быть выполнена и сульфат алюминия добавлен, чтобы сделать фильтрацию легче (21). Постфильтрационные процедуры не являются редкостью, в зависимости от масштаба загрязнения.
В то время как оба материала (глина и антрацит) являются обильными и легко доступны как в горнодобывающей промышленности и экономичном плане, антрацит имеет то преимущество, что может быть использован "из коробки" с минимальным и требуется обработка. Обработка, как правило, ограничивается шлифовкой сырого антрацита до подходящих размеров частиц. Глина, с другой стороны, должна сначала нагреваться в роторной печи, а затем в зависимости от применения, допинг/пропитанный другим химическим веществом - добавляя затраты, время и сложность процесса. Антрацит является более экономически эффективным, поскольку он требует меньше обработки, которая также добавляет преимущество быть более экологически чистым.
Консультирование по оксиду марганца
- Доступ к безопасной питьевой воде имеет все большее значение как для внутренних, так и для промышленных поставок, особенно в развивающихся странах и в тех местах, которые пострадали от сезонной острой засухи
- Обратный осмос является одним из процессов, с помощью которых питьевая вода может быть произведена из морской воды
- RO полагается на частично проницаемую мембрану, чтобы функционировать, и если это становится заблокированным или загрязненным, эффективность процесса значительно падает
- Фильтрация, часто использующая двойную настройку мультимедиа, таким образом, используется для обеспечения лучшего качества поставок на мембрану для предотвращения загрязнения
- Антрацит является одной из высших форм угля, естественно, существующих в качестве одного из чистейший источник углерода. Он уже давно используется в качестве среды фильтрации.
- Легкий расширенный глиняный агрегат (LECA) является материалом, сделанным из обработки глины в роторной печи для производства пористого материала низкой плотности, который хорошо подходит для фильтрации приложений
- Антрацит и LECA являются двумя ведущими материалами, используемыми в качестве фильтров - оба являются весьма эффективными при удалении загрязняющих веществ из воды (тяжелые металлы, органические остатки и т.д.) как в обычной очистке воды, так и до RO ситуациях
- С морями становится все более загрязненным, и нехватка воды становится все более проблемой в некоторых регионах, эффективные процессы RO должны быть созданы - такие процессы не могут работать без эффективной фильтрации от подобных антрацита и LECA
Африканский пегматит является ведущим поставщиком высоко чистого антрацита и превосходного качества легкого расширенного глиняного агрегата для различных видов использования, включая фильтрацию воды - особенно для опреснения через обратные процессы осмоса. Предоставляя широкий охват и обширный опыт, африканский Pegmatite является партнером для жизненно важных приложений фильтрации.
Ссылки:
1 С.-Х. Ким и др., Опреснение и очистка воды, 2011, 32 , 339
2 LJ Latham et al., Практический опыт biofouling в обратных системах осмоза в: Proc. Всемирный конгресс МАР по опреснению и водным наукам, Абу-Даби, 1996
3 С.-Х. Ким и др., Опреснение, 2009, 249, 308
4 J. Leparc et al., Опреснение, 2007, 203, 243
5 Н. Прихасто и др., Опреснение, 2009, 249, 308
6 М. Малакоотиан и др., Int. Дж.Энвирон. Sci. Технол., 2009, 6, 183
7 М. Зарраби и др., J. Тайвань Инст. Хим. Англ., 2014, 45, 1821
8 А. Хамди и др., Курр. Всемирный Env., 2012, 7, 23
9 С. С. Мартинес и др. Опреснение, 2011, 272, 212
10 М. А. Нканса и др., Дж.Хаз. Матер., 2012, 217, 360
11 В. К. Нгуен и др., Биорес. Технологий., 2020, 306, 123095
12 B. Eikebrokk и Т. Солтнес, Водоснабжение, 2001, 1, 131
13 B. Eikebrokk и Т. Солтнес, Аква, 2002, 51, 323
14 Г.M. Веснер и Р. Л. Калп, J. Опрос воды. Контроль НАЯ не только ФРС., 1972, 44, 1932
15 С. Чжон и С. Виньесваран, Хим. Англ. J., 2013, 228, 976
16 S. Vigneswaran et al., Разлука и очистка Tech., 2016, 162, 171
17 М. Куоса и др., Int. J. Минеральный процесс., 2017, 163, 24
18 А. Такдастан и др., Десал. водоподготовка, 2016, 57, 20792
19 С. Vigneswaran и др., Опреснение, 2009, 247, 85
20 C. P. Тео и др., Опреснение и водные лечения., 2009, 3, 183
21 С. Чатурведи и. Н. Дэйв, Опреснение, 2012, 303, 15
22 Департамент армии, Техническое руководство по опреснению воды, Вашингтон, D.C., 1986
23 A. J. Karabelas et al., Опреснение, 2008, 222, 24
24 L. O. Villacorte et al., Опреснение, 2015, 360, 61
25 S. Lee et al., Опреснение, 2016, 385, 83
26 F. X. Simon et al., Опреснение, 2013, 328, 67
27 C. W. Saltonstall, Опреснение, 1976, 18, 315
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.