Filtr Odwrócona Osmoza Samoczyszczący: Zasada Działania i Zastosowanie
- Szczegóły
Technologie filtracji towarzyszą człowiekowi od zarania dziejów. Człowiek od dawna próbował odzyskiwać media filtracyjne poprzez mycie i płukanie. Z czasem udoskonalił swoje techniki. Filtry samoczyszczące to typ filtrów, w których zanieczyszczenia zgromadzone na ich powierzchni są usuwane automatycznie (lub manualnie) bez konieczności przerwania zachodzącego procesu.
Zasada Działania Filtrów Samoczyszczących
Zasada działania filtrów samoczyszczących opiera się na zastosowaniu różnych mechanizmów, takich jak obrót, wibracje czy przepływ wsteczny, które umożliwiają samoczyszczenie. Większość filtrów samoczyszczących wykorzystuje przepływ wsteczny jako metodę samooczyszczania. Proces ten, zwany płukaniem przeciwprądowym lub odpłukiwaniem wstecznym, polega na skierowaniu strumienia cieczy w odwrotnym kierunku, aby usunąć nagromadzone zanieczyszczenia.
Przykłady Filtrów Samoczyszczących
Jednym z przykładów urządzeń filtracyjnych od lat używanych w praktycznie niezmienionej formie i opartych na technologii odpłukiwania wstecznego, jest tzw. filtr żwirowy lub piaskowy pospieszny (filtr żwirowy/piaskowy ciśnieniowy). Przy wszystkich swoich zaletach, do których należy prostota konstrukcji, udokumentowane i dobrze poznane działanie, możliwość regulowania efektywności poprzez gradację żwiru/piasku a także do pewnego stopnia możliwość stosowania prefiltracji (np. filtry zużywają stosunkowo dużo wody płuczącej, zarówno na proces płukania wstecznego jak i wymywania (niekiedy stosuje się dodatkowo powietrze jako czynnik pomocniczy - tzw.
Filtry świecowe działają na zasadzie sekwencyjnego, karuzelowego czyszczenia przeciwprądowego. W tym procesie strumień filtratu z pozostałych elementów filtracyjnych jest kierowany w odwrotnym kierunku przez poszczególne świecowe elementy filtracyjne, co pozwala na skuteczne usuwanie nagromadzonych zanieczyszczeń. Taka metoda umożliwia ciągłą pracę filtra i tylko nieznacznie ogranicza wydajność filtracyjna w trakcie cyklu płukania.
Filtry te wykorzystują dyszę poruszającą się obrotowo lub spiralnie wzdłuż powierzchni sita. Dysza ta jest podłączona do kolektora wyprowadzającego popłuczyny na zewnątrz filtra, gdzie panuje niższe ciśnienie, co wymusza zasysanie zanieczyszczeń z powierzchni sita. Dysk porusza się w sposób posuwisto-zwrotny, nie dotykając sita. Zasada działania tych filtrów opiera się na efekcie Bernoullego, gdzie powstaje podciśnienie ssące spowodowane zawężeniem przepływu.
Przeczytaj także: Sędziszów Filtr Powietrza do Astry H - Testy i Opinie
Filtry samoczyszczące nożowe, wyróżniają się skrobakami w postaci noży, które poruszając się ruchem obrotowym usuwają zanieczyszczenia zatrzymujące się na powierzchni filtra.
Filtry Bernoulli’ego wykorzystują zjawisko hydrodynamiczne do efektywnego usuwania zanieczyszczeń z cieczy. Wybierając filtry samopłuczące Bernoulli, inwestujesz w rozwiązanie, które zwiększy efektywność i bezpieczeństwo Twojej instalacji, jednocześnie minimalizując koszty operacyjne.
Filtr Odwróconej Osmozy Hydro Slim
Urządzenie posiada wszystkie zalety filtra RO Hydro i działa w takim samym sposób. Markowa membrana o wydajności 75 gpd czyści wodę z metali ciężkich, wirusów i bakterii. Pozostałe wkłady zatrzymują zanieczyszczenia mechaniczne, organiczne i chemiczne, a filtr węglowy i naturalny mineralizator na bazie skał dolomitowych zaopatrują wodę w niezbędne mikroelementy oraz nadają jej wyjątkowy smak.
Ponadto woda jest jonizowana - odbywa się to dzięki specjalnemu wkładowi z glinką bioceramiczną, która jest wysoko nasycona jonami i emituje promieniowanie podczerwone. Woda jonizowana polepsza również krążenie, reguluje gospodarkę hormonalną i przeciwdziała procesom starzenia. Wymiana wkładu bioceramicznego, jak i pozostałych wkładów systemu, zalecana jest raz na pół roku użytkowania. Dzięki zastosowaniu szybkozłączek jest to bardzo proste. Wszystko zamknięte w kompaktowej lakierowanej obudowie, która z powodzeniem może stać na blacie lub być zamknięta w szafce.
Wkład wykonany jest z wysokiej jakości pianki polipropylenowej. Wypełniony jest on mieszaniną węgla antracytowego i węgla z cząstkami z łupin orzechów kokosowych. Znacząco poprawia smak i aromat filtrowanej wody. Membrana osmotyczna renomowanej firmy Vontron stanowi serce systemu. Mikroskopijne pory zatrzymują do 99 proc. zanieczyszczeń, w tym metale ciężkie, bakterie i wirusy.
Przeczytaj także: Jak wymienić filtr w Vespa LX 50?
Do każdego filtra RO HYDRO SLIM dodajemy czujnik antyzalaniowy. Czujnik ten montuje się na wężyku doprowadzającym wodę do filtra i przykręca go do podłogi szafki, w której umiejscowiony jest filtr. Filtr produkowany jest w Polsce i posiada certyfikat żywnościowy Polskiego Zakładu Higieny.
Filtry ASF od Chemtech
Linia filtrów samoczyszczących ASF stanowi typoszereg uniwersalnych, automatycznych, kompaktowych filtrów samoczyszczących do wody i cieczy procesowych, zarówno do dokładnej jak i zgrubnej filtracji cieczy. Filtr samoczyszczący jest zaopatrzony w sito szczelinowe w kształcie cylindra, z filtracją od środka na zewnątrz. Filtr samoczyszczący ASF automatyczny (pneumatyczny/elektryczny) znajduje zastosowanie gdy stężenie zanieczyszczeń cieczy jest znaczne (prefiltr) oraz gdy medium do przefiltrowania jest toksyczne lub żrące i należy ograniczyć jego kontakt z obsługą.
Produkowany przez firmę ChemTech filtr samoczyszczący do wody i cieczy procesowych jest bardzo wydajny, używany jest bezobsługowo. Cechuje się długą żywotnością, może wykonać nawet 100 tys. cykli czyszczenia bez konieczności serwisu. Przemysłowe filtry samoczyszczące są stosowane jako filtry wstępne (prefiltry) w wielu procesach przemysłowych. Dzięki swojej zdolności do automatycznego czyszczenia, nie wymagają częstych serwisów i wymian elementów filtrujących.
Główną zaletą filtrów samoczyszczących jest to, że minimalizują one potrzebę interwencji człowieka, co przekłada się na zwiększenie efektywności i obniżenie kosztów operacyjnych. Są one szczególnie przydatne w aplikacjach, gdzie stężenie zanieczyszczeń jest wysokie.
Filtry ASF stanowią innowacyjne rozwiązanie zaprojektowane i wdrożone przez firmę Chemtech. Aktywny mechanizm czyszczenia Skrobak z elastomerową uszczelką ścisłe przylega do gładkiej powierzchni sita szczelinowego, usuwając zanieczyszczenia podobnie jak wycieraczka do szyb. Wysoka porowatość sita Powierzchnia porowata wynosi od 40% do 80%, co znacznie przewyższa tradycyjne siatki filtracyjne o porowatości 10%-20%. Zaawansowany sterownik PLC Programowalny sterownik z dotykowym wyświetlaczem pozwala na pełną kontrolę procesu czyszczenia. Filtry ASF stanowią optymalny wybór dla aplikacji wymagających wysokiej skuteczności filtracji, niezawodności oraz niskich kosztów eksploatacji.
Przeczytaj także: Oczyszczacz Duux: konserwacja filtra
Filtry samoczyszczące ASF odgrywają istotną rolę w systemach ochrony pożarowej, zapewniając niezawodność i ciągłość działania instalacji gaśniczych. W nowoczesnych systemach ochrony pożarowej, takich jak instalacje tryskaczowe, mgłowe, pianowe czy hydrantowe, kluczowe jest, aby woda była wolna od zanieczyszczeń mechanicznych. Filtry ASF pracują w trybie ciągłym, automatycznie usuwając nagromadzone zanieczyszczenia bez konieczności zatrzymywania przepływu wody.
W naszej ofercie posiadamy też filtry samoczyszczące w wersji z płaszczem grzejnym. Płaszcz może służyć zarówno do grzania jak i chłodzenia. Posiadamy również w ofercie filtry samoczyszczące, odsysające ASFS. Wkład filtracyjny stanowi sito szczelinowe w kształcie cylindra, z filtracją od środka na zewnątrz. Metoda czyszczenia sita oparta jest na pracy skanera odsysającego, pracującego wewnątrz sita, na całej jego długości. Skaner działa bardzo efektywnie, stanowiąc skuteczny sposób czyszczenia. Czyszczenie odbywa się bez przerywania procesu filtracji. Filtr ASFS najczęściej używany jest do filtracji ścieków, wody chłodniczej i procesowej.
U jednego z naszych klientów wystąpił z problem z częstym zapychaniem się filtra kątowego w instalacji przygotowania wody przeciwpożarowej oraz gospodarczej. Filtrowana woda pochodziła ze zbiorników otwartych i głównymi zanieczyszczeniami w niej występującymi były organizmy żywe, takie jak glony czy małe skorupiaki, ale również kamienie i pozostałości drewna. Zastosowany filtr kątowy o dokładności filtracji 2 mm po kilkunastu minutach pracy instalacji ulegał zapchaniu, co w konsekwencji doprowadziło do jego uszkodzenia. Firma Chemtech w miejsce filtra siatkowego zamontowała filtr samoczyszczący typu ASFA z sitem szczelinowym o dokładności filtracji 0,5 mm. Dzięki elastyczności w zakresie wymiarów oraz konstrukcji filtra, możliwa była wymiana istniejącego niedziałającego filtra kątowego na nowy automatyczny filtr samoczyszczący bez przebudowy instalacji, co pozwoliło uniknąć dodatkowych kosztów i dostosować się do wymagań klienta.
Filtry Samoczyszczące Bezciśnieniowe
Filtry samoczyszczące bezciśnieniowe dyskowe stosowane są do wstępnego oczyszczania cieczy w wielu gałęziach przemysłu. Oczyszczana woda podawana jest do filtra, gdzie spływa grawitacyjnie do kaset (dysków). Podczas procesu filtracji kasety nie obracają się. Zanieczyszczenia zatrzymywane są po wewnętrznej ich stronie, a na powierzchni tworzy się placek filtracyjny, który powoduje spadek natężenia przepływu oraz wzrost poziomu wody w bębnie. Po osiągnięciu określonego poziomu cieczy sonda aktywuje obracanie się dysków, rozpoczynając proces wstecznego przemywania. Wysokociśnieniowe dysze kierują zanieczyszczenia na zewnątrz filtra.
W miarę obniżania się poziomu wody do pierwotnej wartości i końca przemywania wstecznego dyski przestają się obracać i filtr samoczyszczący bezciśnieniowy powraca do swojej regularnej pracy.
Filtry samoczyszczące bezciśnieniowe bębnowe zaprojektowane są w szczególności do filtracji wody z oczyszczalni ścieków. Wyprodukowane są ze stali nierdzewnej 1.4301 (304) oraz wytrzymałych, niekorozyjnych tworzyw sztucznych. Wkłady filtracyjne wykonano z nylonu i są one dostępne w szerokiej gamie efektywności. W przypadku filtracji w trudniejszych warunkach, takich jak przemysł górniczy, możemy zaproponować wkład filtracyjny ze stali nierdzewnej. Materiał ten jest bardziej odporny na ostre odłamki przedmiotów w stosunku do filtra dyskowego.
Filtry samoczyszczące bezciśnieniowe bębnowe stosuje się często w przemyśle papierniczym, tekstylnym, farmach rybnych, zoo i wielu innych. Odpowiedni filtr dobierany jest na podstawie natężenia przepływu. Na życzenie dostępne są różne materiały i gęstości materiału filtracyjnego.
Oczyszczane medium doprowadzane jest do układu króćcem wlotowym. Zanieczyszczenia zatrzymywane są na wewnętrznej stronie tkaniny filtracyjnej, a przefiltrowana woda przepływa przez materiał. Ciągłe osadzanie się zanieczyszczeń powoduje utworzenie placka filtracyjnego, który powoduje wzrost oporów przepływu i przy tym wzrost poziomu cieczy. Gdy osiągnięty zostanie maksymalny poziom cieczy sonda poziomu wprowadza filtr bębnowy w rotację oraz aktywuje pompę płuczącą. Pompa dostarcza wodę do dysz strumieniowych, które wypłukują zanieczyszczenia z bębna.
Filtry Amiad
Uzupełnieniem naszej oferty są filtry samoczyszczące firmy Amiad. Zaimplementowany został w nich unikalny mechanizm czyszczenia w postaci dysz odsysających. Mechanizm ten jest zarówno bardzo efektywny jak i oszczędny w zużyciu wody płuczącej, której ilość w większości przypadków jest mniejsza niż 1% wody przepływającej przez filtr. Jednym z podstawowych typoszeregów filtrów samoczyszczących Amiad jest model SAF. Firma Amiad posiada w swojej ofercie również wersje filtrów samoczyszczących półautomatycznych oraz z ręcznym mechanizmem czyszczenia.
Odwrócona Osmoza - Technologia Membranowa
Odwrócona osmoza (ang. reverse osmosis, RO). Techniki membranowe jako metody separacji znajdują coraz większe zastosowanie w technologiach oczyszczania odpadów produkcyjnych, przyczyniają się do recyrkulacji surowców i wprowadzania czystych technologii (bezodpadowych), zastępują energochłonne metody rozdzielania. Jednym z obszarów zastosowania modułów membranowych jest odwrócona osmoza, która sukcesywnie wypiera z rynku pozostałe metody uzdatniania wody.
Osmoza naturalna polega na dyfuzji rozpuszczalnika przez błonę półprzepuszczalną rozdzielającą dwa roztwory o różnym stężeniu. Osmoza spontanicznie zachodzi od roztworu o niższym stężeniu substancji rozpuszczonej do roztworu o wyższym, czyli prowadzi do wyrównania stężeń obu roztworów. Ciśnienie zewnętrzne równoważące przepływ osmotyczny określa się mianem ciśnienia osmotycznego, a jego wartość jest charakterystyczna dla danego roztworu.
Proces odwróconej osmozy jest zjawiskiem odwrotnym do spontanicznie zachodzącej osmozy. Polega na wymuszonej dyfuzji dowolnego indywiduum chemicznego (jonów lub cząsteczek) z roztworu o niższym stężeniu do roztworu o wyższym stężeniu przez membranę półprzepuszczalną. Aby mógł zaistnieć przebieg procesu odwróconej osmozy konieczne jest wytworzenie po stronie roztworu ciśnienia hydrostatycznego przewyższającego ciśnienie osmotyczne. Gdy zostanie spełniony wyżej wspomniany warunek rozpuszczalnik będzie przenikał z roztworu bardziej stężonego do rozcieńczonego, a więc w kierunku odwrotnym niż w procesie osmozy naturalnej. Jest procesem wykorzystywanym do separacji związków małocząsteczkowych takich jak sole nieorganiczne czy małocząsteczkowe związki organiczne od rozpuszczalników.
Siłą napędową procesu jak już wcześniej wspomniano jest przyłożone ciśnienie. Konieczne jest stosowanie stosunkowo wysokich ciśnień, wyższych niż w przypadku ultra i mikrofiltracji, ze względu na ciśnienie osmotyczne związków małocząsteczkowych. Zazwyczaj zawiera się w przedziale od 1 do 10 MPa. Mechanizm rozdziału ma charakter dyfuzyjny. Ciśnienia robocze stosowane w procesie odwróconej osmozy ze względu na wysoką wartość ciśnień osmotycznych rozdzielanych roztworów są wysokie i wynoszą od 1 do 10 MPa.
Po raz pierwszy odwrócona osmoza została wykorzystana w 1953 roku do odsalania wody morskiej. Ogromny rozwój przemysłu wykorzystującego zjawisko odwróconej osmozy nastąpił w latach sześćdziesiątych po opracowaniu przez Loeb’a i Sourirajana technologii wytwarzania na skalę przemysłową wysokowydajnych, selektywnych membran asymetrycznych. Asymetryczna budowa membran umożliwiła bowiem rozdział składników o małej masie cząsteczkowej (poniżej 300). Membrany asymetryczne zatrzymują cząstki i cząsteczki o średnicach od kilku do kilkunastu angstremów (Ǻ).
Warunkiem przebiegu procesu odwróconej osmozy jest spełnienia następującego warunku: Δp>∏ gdzie: Δp - ciśnienie zewnętrzne, [Pa] ∏ - ciśnienie osmotyczne, [Pa], definiowane jako: ∏= C•RG•T gdzie: RG - stała gazowa, [Pa•dm3/mol•K], T - temperatura absolutna, [K], C - stężenie substancji rozpuszczonej w roztworze, [mol/dm3]. Zakres stosowanych ciśnień w odwróconej osmozie waha się w granicach 0,3 - 10 MPa i ściśle zależy od stężenia substancji rozpuszczonych w roztworze. Odwrócona osmoza jest procesem wysokociśnieniowym. Wielkość stosowanych ciśnień zewnętrznych dobiera się w zależności od rodzaju membrany i warunków prowadzenia procesu. Może się on zmieniać w granicach od 1do 10 MPa.
Mechanizmem transportu masy w procesie odwróconej osmozie jest model dyfuzyjny (rozpuszczania). W modelu dyfuzyjnym przyjmuje się, że membrana jest quasi-homogeniczna, dzięki czemu można stosować do opisu transportu masy przez nią teorię roztworów. Transport masy przez membranę można przybliżyć opisem procesu rozpuszczania składników w membranie. Podlega on prawom dyfuzji molekularnej. Siłą napędową transportu jest lokalny gradient potencjału chemicznego wynikający z różnicy stężeń składnika i różnica ciśnienia hydrostatycznego po obu stronach membrany. Różne związki przenikają przez membranę a ich separacja jest skutkiem różnej rozpuszczalności w membranie (prawo Nernsta) oraz różnej szybkości dyfuzji (prawa Ficka).
W trakcie prowadzenia procesów membranowych użytkownikowi zależy na tym, aby uzyskać możliwie jak największy stabilny w czasie strumień permeatu o odpowiednio niskim stężeniu składnika separowanego przez membranę. Najczęściej pojawiającym się problemem w trakcie realizacji procesu odwróconej osmozy jest spadek objętości strumienia permeatu w czasie.
Problemy w Procesie Odwróconej Osmozy
Najczęściej pojawiającym się problemem w trakcie realizacji procesu odwróconej osmozy jest spadek objętości strumienia permeatu w czasie.
- Polaryzacja stężeniowa. Zjawisko polaryzacji stężeniowej polega na powstaniu przy powierzchni membrany warstewki roztworu (warstwa polaryzacyjna) o stężeniu wyższym substancji zatrzymywanej przez membranę niż stężenie w roztworze poddawanym filtracji. Zjawisko to zmniejsza efekt rozdzielania, spowalnia proces oraz powoduje zmianę własności separacyjnych membrany. Polaryzacji stężeniowej nie można całkowicie wyeliminować. Poprzez zastosowanie pewnych zabiegów (np.
- Adsorpcja na powierzchni membrany. Ze względu na występujące powinowactwo pomiędzy materiałem membrany a substancjami występujących w roztworze na powierzchni membrany zachodzi zjawisko adsorpcji związków wielkocząsteczkowych. Powinowactwo to ma zazwyczaj charakter hydrofilowo-hydrofobowy lub związany z polarnością cząsteczek, ładunkiem elektrycznym powierzchni membrany i substancji, siłą jonową i pH roztworów. Znane są metody wytwarzania membran o specjalnie modyfikowanej powierzchni. Dobiera się je odpowiednio w zależności od natury rozdzielanej mieszaniny.
- Tworzenie warstwy żelowej na powierzchni membrany. Tworzenie warstwy żelowej na powierzchni membrany jest związane z polaryzacją stężeniową. Na powierzchni membrany dochodzi do utworzenia tzw. „placka’, którego opór wzrasta z czasem prowadzenia procesu i może doprowadzić do przekroczenia opór membrany. Stężenie powstającego żelu ma wartość stałą i niezależną od stężenia roztworu czy warunków prowadzenia procesu. Rozwiązania konstrukcyjne pozwalają na okresowe usuwanie powstającej warstwy żelu np.
- Fouling. Fouling jest zjawiskiem polegającym na zatykaniu porów membrany stałymi zanieczyszczeniami o wymiarach rzędu mikrometra tj. koloidy, rozpuszczone związki wielkocząsteczkowe, sole. Zjawisko foulingu dotyczy membran porowatych i zazwyczaj ma charakter odwracalny. Utworzony na powierzchni osad można usunąć różnymi technikami.
Membrany Stosowane w Odwróconej Osmozie
Membrany stosowane w układach odwróconej osmozy to głównie membrany asymetryczne zbudowane z jednego rodzaju polimeru(uzyskiwane metodą inwersji faz) oraz membrany kompozytowe (wykonane z dwóch różnych substancji, otrzymywane przez nakładanie warstw). Membrany asymetryczne membranami o strukturze uwarstwionej. Zbudowane są z dwóch warstw. Warstwa zewnętrzna o grubości mieszczącej się w przedziale0.1-0.5 μm pełni funkcję warstwy permeacyjnej, natomiast warstwa wewnętrzna (tzw. suport) o porowatości 150-300 μm, ma za zadanie przejmowanie obciążeń mechanicznych i tym samym ochronę warstwy permeacyjnej.
Membrany produkowane na potrzeby odwróconej osmozy wykonuje się zazwyczaj z estrów celulozy, głownie di- i trioctan celulozy. Materiały te wykazują własności hydrofilowe, małą wrażliwość na zmiany temperatury, odporność mikrobiologiczną. Drugim często wykorzystywanym materiałem są poliamidy aromatyczne, charakteryzujące się niską odpornością na wolny chlor. W przypadku membran kompozytowych warstwa aktywna i suport są zbudowane z różnych polimerów. Materiałem wykorzystywanym do suportu jest zazwyczaj polisulfony, natomiast warstwa aktywna zbudowana jest zazwyczaj z materiałów tj. poliimidy, polibenzimidazol, polibenzimidazolan, poliamidohydrazyna.
Pomimo wielu zalet jakie oferuje nam technika odwróconej osmozy jej stosowanie napotyka na szereg problemów, które w różnym stopniu można niwelować lub też jest to niemożliwe.
Acqua Brevetti PuliMATIC - Automatyczny Filtr Samoczyszczący do Użytku Domowego
Acqua Brevetti PuliMATIC to nowoczesny filtr samoczyszczący z elektroniczną płytą sterującą, która po upływie zaprogramowanego czasu rozpoczyna mycie filtra. Użytkownik nie musi podejmować żadnych działań. Każdy cykl mycia obejmuje trzy obroty wkładu filtrującego, przy czym maksymalnie można ustawić 10 cykli, w sumie 30 obrotów. Acqua Brevetti PuliMATIC doskonale sprawdza się do filtracji wody w warunkach domowych. Redukuje mętność, usuwa osady sedymentacyjne, muł, piasek i kawałki rdzy.
tags: #filtr #odwrócona #osmoza #samoczyszczący #zasada #działania
