Чистая вода — дело техники!

Очистка воды

Очистка стоков

Бассейны

Охлаждение

Охлаж-
дение

Очистка воздуха

Насосы

Фильтрование. Микрофильтрация

1. Механизм микрофильтрации
2. Свойства частиц, влияющие на процесс фильтрации
3. Свойства жидкости, влияющие на процесс фильтрации
4. Свойства фильтрующей перегородки, влияющие на процесс фильтрации
5. Типы пористых фильтрующих перегородок
     5.1. Сеточные или ситчатые фильтрующие перегородки
     5.2. Глубинные фильтрующие перегородки
     5.3 Мембранные фильтрующие перегородки
6. Требования, предъявляемые к полимерным мембранам
7. Полимеры для изготовления мембран
8. Проектирование мембранных установок и выбор аппаратурного оформления процесса микрофильтрации
9. Фильтродержатели
     9.1. Шприцевые фильтродержатели
     9.2. Капсульные фильтродержатели
     9.3. Вакуумные фильтродержатели
     9.4. Фильтродержатели дисковых мембран для работы под давлением
10. Патронные фильтрующие элементы (картриджи)
     10.1. Фильтрующие элементы из негибких материалов
     10.1.1. Металлокерамические фильтры
     10.1.2. Керамические фильтры
     10.1.3. Пенокерамические фильтры
     10.1.4. Фильтры из жестких полимерных материалов
       Фильтрующие элементы из вспененных полимеров
       Фильтрующие элементы из волокнообразующих полимеров
     10.2. Фильтрующие элементы из гибких материалов
     10.2.1. Фильтрующие элементы из металлической или полимерной сетки
     10.2.2. Фильтрующие элементы из горфированных фильтровальных материалов

10.1.2. Керамические фильтры

    Технология очистки воды через керамические картриджи известна давно. Впервые керамические фильтры применил в середине XIX века во время эпидемии холеры в Лондоне Генри Далтон для получения безопасной воды.
    В основу технологии изготовления фильтрующих элементов из пористой керамики заложены различные классические способы получения тонкостенной керамики, позволяющие регулировать пористую структуру фильтра с целью получения оптимизации характеристик фильтрующей перегородки, таких как ресурс, производительность, гидродинамическое сопротивление.
    В настоящее время наибольшее распространение получили экструдированные, прессованные и пенокерамические керамические фильтры.
    Изделия тонкой керамики изготовляют на основе трехкомпонентных традиционных сырьевых масс, включающих пластичное сырье, отощающие материалы, плавни а также порообразователи. В качестве пластичного сырья используют каолины и низкоспекающиеся глины. В качестве отощающих в тонкокерамические массы вводят жильный кварц, чистые кварцевые пески или тонкомолотый бой неглазурованных изделий. Плавнями служат полевые шпаты, пегматиты, сиениты, а также материалы, содержащие щелочноземельные элементы (мел, доломит). В качестве порообразователей чаще всего используют вещества, выделяющие газообразные продукты в результате термического разложения: аммониевые соли минеральных и карбоновых к-т, гидрокарбонаты и карбонаты щелочных и щелочно-земельных металлов, выделяющие NH3 и (или) СО2 при нагревании до 100°С, например, NH2COONH4, NaHCO3, Na2CO3, смесь (NH4)2CO3·H2O с (NH4)HCO3; смеси веществ, выделяющие газообразные продукты в результате хим. взаимодействия компонентов; смеси металлов II и III гр. периодической системы с карбоновыми или минеральными кислотами (например, стеариновой, олеиновой, абиетиновой, соляной, серной, ортофосфорной) и пр.
    Тонкокерамические массы требуют особенно тщательной подготовки. При этом на каждом ее этапе должна быть гарантирована защита керамической массы от загрязнения красящими оксидами. Для измельчения сухих глинистых материалов применяют глинорезки, молотковые дробилки, дезинтеграторы. Тонкий помол непластичных материалов производят в шаровых мельницах периодического или непрерывного действия сухим или мокрым способом с использованием в качестве мелющих тел кремниевой гальки, фарфоровых шаров или шаров из высокоглиноземистых масс. Длительность помола составляет 6-12 ч. Глинистые материалы после грубого измельчения распускают в воде в лопастных или пропеллерных мешалках.
    Формуют тонкокерамические изделия из сухих порошков, пластичных масс и жидких шликеров, но, как правило, во всех случаях первый этап приготовления тонкокерамических масс - получение шликера. Этот способ обеспечивает наилучшее разрушение природной структуры глин и его преимущество высокую однородность исходной шихты.
    Для подготовки первичного шликера отдозированные и измельченные непластичные материалы и глинистый шликер смешивают в пропеллерной мешалке 40 - 90 мин и пропускают через вибросито для очистки от крупных включений. Усреднение и хранение массы осуществляется в емкостях с лопастными тихоходными мешалками. Обычно полученный в мешалках шликер имеет влажность 50-65%. Для ее снижения в шликер вводят электролиты (жидкое стекло и др.), позволяющие при сохранении текучести снизить влажность до 32-33%.
    Из жидких шликеров методом водного литья можно изготовлять изделия как простой формы (плитка, диски), так и сложной (цилиндры, конусы и т.д.). Для формования пластическим способом (методом экструзии) шликер обезвоживают на фильтр-прессах до влажности около 25%.
    Для подготовки масс к полусухому прессованию шликера обезвоживают в распылительных сушилках. Суспензию распыляют через форсунки, расположенные тангенциально к внутренней поверхности сушильной камеры. Сушка капель суспензии происходит во взвешенном состоянии в течение 15-30 секунд в противотоке с потоком теплоносителя. Распылительная сушка позволяет механизировать процесс и дает возможность получать пресс-порошки из практически сферических гранул практически одного размера (30-40 мкм), обладающих высокой сыпучестью.
    Выбор способов подготовки масс и формования готовых фильтров определяется видом и формой изделий тонкой керамики.
    Сформованный полуфабрикат подвергают сушке, и далееотжигу для удаления порообразователя при температуре 800 – 1000°С, затем спеканию при температурах 1250 – 1400°С. Для изделий тонкой керамики наряду с традиционными способами конвенктивной сушки в сушилках с воздушным или паровоздушным теплоносителем применяют и другие способы сушки. Чаще всего используют радиационный метод, когда сушильным агентом также является воздух, но он служит в основном для отвода влаги от высушиваемых изделий, а нагревание изделий и выделение влаги происходят за счет радиационного нагрева от теплоизлучателей (газовые беспламенные горелки, электролампы инфракрасного излучения и др.).
    Керамические фильтры обладают невысокой прочностью, поэтому для ее повышения стенки патронов (или толщину пластин дисков, плит) изготовляют достаточно значительной (6 –10 мм и больше). Однако при этом увеличивается сопротивление фильтра.
    Это традиционная технология производства керамических изделий, в том числе и фильтров.
    А современный керамический мембранный фильтр, в общем случае, состоит из несущей пористой подложки, обеспечивающей механическую прочность, и тонкого мембранного слоя, определяющего тонкость фильтрации.     Наиболее всего распространены керамические мембранные фильтры, представляющие собой одно- или многоканальные трубки из материала на основе электрокорунда (α-оксида алюминия) или/и диоксида титана (анатазной или рутильной модификаций), которые имеют на внутренних поверхностях каналов пористую мембрану. Мембраны выполняют в виде коротковолокнистых нитевидных монокристаллов, диоксида титана (анатазной или рутильной модификаций), диоксида циркония на основе α оксида алюминия или/и β карбида кремния.
    Однако получить бездефектную керамическую мембрану малой толщины очень сложно. Поэтому наибольшее распространение получили методы производства, включающие два этапа: изготовление пористой несущей подложки и формирование на ней мембранного слоя.
    Для получения мембранных слоев с различным размером пор используются различные методы. Так, для изготовления несущих микропористых подложек используют традиционные методы порошковой металлургии – прессование, шликерное и центробежное литье, экструзию и твердофазное спекание керамических смесей. Для изготовления же микро- и нанопористых мембранных слоев применяют золь-гель-технологию, напыление, жидко- и газофазное осаждение или нанесение керамических суспензий на пористую подложку.
    При изготовлении многослойного фильтра в качестве подложки для мембранного слоя с более тонкими порами используют фильтр с более крупными порами в мембранном слое. Так, для получения микрофильтра в качестве подложки может применяться обычный фильтр с порами в десятки микрометров. Такой мембранный фильтр может использоваться в качестве подложки при получении фильтра для как для микро- так и для ультрафильтрации и т.д. Таким образом, в материале формируется градиентная поровая структура, характеризующаяся лучшими показателями фильтрации.
    Существенное влияние на характеристики мембранного слоя оказывает качество поверхности подложки. Так, присутствие раковин, крупных неровностей может приводить к образованию дефектов в мембранном слое, его растрескиванию при термообработке. Кроме того, химическая неоднородность поверхности подложки (наличие загрязнений) также приводит к отслаиванию мембранного слоя. Поэтому перед нанесением мембранного слоя подложки подвергают специальной обработке.
    Керамические фильтрующие элементы, имеющие обычно форму полых цилиндров, дисков, плит применяют, как правило, в виде готовых изделий, получаемых в процессе производства керамических фильтрующих материалов. Чаще всего, фильтрующие элементы этого типа изготавливают в виде полых цилиндрических втулок и труб, не имеющих днищ, или в виде цилиндрических стаканов, имеющих с одной стороны сплошной днище (либо плоское, либо выпуклое).
    Длина патронов обычно составляет от 0,5 до 1,2 м, диаметр от 50 до 80 мм; общая пористость от 35 до 55 %.

10.1.3 Пенокерамические фильтры

    Пенокерамика – это современный материал, востребованный во многих производственных сферах. Изготавливается из высокодисперсных минеральных порошков, а также из жидких пен; имеет пористую структуру.
    Пенокерамика материал обладает низкой теплопроводностью и высокой жаростойкостью. Именно поэтому пенокерамические фильтры обычно используются при первичной и вторичной выплавке алюминия, а также для фильтров печей алюминивого плавления. Пенокерамические фильтры в основном применяются для того, чтобы отделить расплавленный металл от механических примесей, чтобы устранить образование дефектов в металлических отливках из-за этих примесей. При фильтрации пути для расплавленного металла проходят через поры фильтра, которые легко пропитываются расплавленным металлом.
    Уникальные свойства данного материала делают его просто незаменимым во многих отраслях. Для пенокерамических фильтров характерна, так называемая, трехмерная структура взаимооткрытых пор, когда по всему своему объему сферические поры равномерного размера и объема соединяются друг с другом, и через свои стенки образуют окна. Данная структура позволяет максимально улучшить процесс фильтрации и обеспечивает глубокую фильтрацию, которая тщательно удаляет большое количество примесей, без посторонних включений. Извилистые пути этой структуры пропускают и одновременно захватывают расплавленный шлак и другие загрязнения.
    Фильтр способен выдерживать значительное статическое давление расплавленного металла, сохраняя при этом эффективную фильтрацию.
    Известны шесть основных способов поризации структуры керамических материалов:

  • вспучивание,
  • удаление порообразователя,
  • неплотная упаковка,
  • контактное омоноличивание,
  • объемное омоноличивание,
  • создание комбинированных структур.

    При разработке технологии поризованной керамики в той или иной мере находят применение все названные способы. Однако на практике для изготовления пенокерамических фильтров используют в основном, два из них: способ пустотообразования и способ удаления порообразователя.
    Подробно в данной публикации мы их рассматривать не будем, поскольку фильтры из пенокерамики достаточно редко используются для очистки воды.

    Основным достоинством металлокерамических, керамических и пенокерамических фильтров  является шероховатая поверхность перегородок такого типа, которая способствует адсорбции частиц и образованию сводиков кека над порами. Однако из-за хрупкости изделий в определенных условиях, например, при повышении линейных скоростей фильтрации, наблюдается эрозионный износ керамики, приводящий к интенсивному загрязнению фильтрата.
    Существенный недостаток металлопористых и керамических фильтровальных элементов – трудность удаления проникающих в поры высокодисперсных частиц пыли. Наиболее высокой способностью к регенерации путем обратной промывки обладают фильтры, изготовленные из порошков со сферическими гранулами. Керамические и пенокерамические фильтры являются достаточно хрупкими изделиями, что определяет правила обращения с ними. При извлечении из коробок или из собственной упаковки изделия необходимо легко обстучать, а при необходимости продуть струей сжатого воздуха для удаления керамической пыли и возможных крупинок. Форму фильтра ни в коем случае нельзя править (резать, шлифовать, сверлить или др.). Форма и размеры изделия должны полностью соответствовать посадочному месту в системе фильтрации. При всех манипуляциях с этими фильтрами рекомендуется использовать мягкие защитные перчатки.

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ:

08.02.2018 Компания «Мировые Водные Технологии» создала новый раздел Реагентная обработка воды, процессы которой осуществляют путем внесения того или иного химического вещества (реагента) в обрабатываемую воду с целью изменения того или иного показателя качества воды до требуемой величины.

08.02.2018 Компания «Мировые Водные Технологии» создала новый раздел Реагентная обработка воды, процессы которой осуществляют путем внесения того или иного химического вещества (реагента) в обрабатываемую воду с целью изменения того или иного показателя качества воды до требуемой величины.

посмотреть все новости

ФОТОГАЛЕРЕЯ РАБОТ:

Станция очистки воды для водозабрного узла жилого микрорайона "Новый Зеленоград" (первая очередь).
Установка деионизованной воды марки «А» для ООО РМТ город Москва
Оборудования для производства деионизованной воды (10 МОм) для питания котла высокого давления для ООО «Агроснабсахар» город Елец.

посмотреть всю фотогалерею

Мировые Водные Технологии

Тел.: +7(495)944-57-11, +7(495)944-71-90, +7(495)944-66-89
Электронная почта: mvt.info@mail.ru
Cайт: wwtec.ru
Время работы: пн-пт 09:00 - 18:00
Адрес: 124460, г.Москва, г.Зеленоград, Восточная промзона, проезд 4807, д.2, стр.4
Почтовый адрес: 1224460, г.Москва, г.Зеленоград, а/я 138