Filtracja na złożu wielowarstwowym: Zasada działania i zastosowanie
- Szczegóły
Filtracja jest jednym z najczęściej stosowanych procesów w zakresie uzdatniania wody. Pozwala ona na usunięcie zanieczyszczeń stałych, nierozpuszczalnych w wodzie. Efekt filtracji może różnić się w zależności od zastosowanego materiału filtracyjnego. Każde złoże filtracyjne cechuje się inną dokładnością filtracji oraz posiada swoje indywidualne cechy i zalety.
Rodzaje złóż filtracyjnych
Zdecydowanie najpopularniejszym złożem jest złoże piaskowe. Jego wykorzystanie umożliwia dokładną filtrację mechaniczną, jednak wymaga częstego czyszczenia, płukania. W zależności od usuwanych substancji wyróżniamy również złoża, takie jak odżelaziające lub odmanganiające. Do zmiękczania wody, czyli usuwania naturalnie występujących związków mineralnych, wykorzystywane jest złoże jonowymienne, którego działanie oparte jest na wymianie jonów wapnia czy magnezu na nieszkodliwe jony sodu.
Usuwanie wolnego chloru jest możliwe przez zastosowanie złoża z węglem aktywnym. W przemyśle spożywczym czy obiegach wody procesowej często wymaga się odchlorowania, ponieważ pozwala to na poprawę organoleptycznych właściwości wody, takich jak usuwanie drażniącego zapachu, smaku oraz poprawa koloru. Warto również wspomnieć, że oprócz złóż wyróżniamy również wkłady filtracyjne, takie jak dyski lub sita. Takie filtry najczęściej stosowane są przy dużym zużyciu wody lub jako pierwszy stopień filtracji, co jest praktycznym rozwiązaniem podczas filtracji bardzo zanieczyszczonych cieczy.
Nowoczesne rozwiązania: Złoże AFM
Wykorzystanie szkła jako materiału filtracyjnego jest jedną z nowoczesnych technologii. AFM (Activated Filter Media) to amorficzny glinokrzemian (szkło), który pochodzi z recyklingu zielonych i brązowych butelek. Wykorzystywany jest zarówno w filtrach otwartych jak i zamkniętych.
Proces produkcji złoża AFM
Złoże AFM otrzymywane jest w nowoczesnych fabrykach zaprojektowanych i obsługiwanych specjalnie do produkcji aktywowanego szkła. Cały zakład produkcyjny jest zautomatyzowany oraz zasilany energią słoneczną. Szkło wykorzystywane do produkcji AFM w 100% pochodzi z recyklingu, głownie szklanych butelek. W procesie sortowania szkła wykorzystywane są silne magnesy które wychwytują metale. Plastik oraz papier eliminowane są z odpadu za pomocą dmuchaw powietrza. Po eliminacji odpadów nie będących szkłem, pozostałość jest dokładnie czyszczona. Woda wykorzystywana w tym procesie to wyłącznie woda deszczowa, co znacząco wzmacnia pozycję zakładu w dziedzinie ekologii. Kolejnym etapem jest odrzucenie szkła białego za pomocą wyspecjalizowanej metody optycznej. Białe szkło nie zawiera tlenków chromu oraz żelaza, które są niezbędne do aktywacji złoża. Natomiast szkło zielone oraz brązowe zawiera te tlenki.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Następnym, a zarazem najbardziej kluczowym krokiem produkcji jest 3-etapowa aktywacja złoża. Jest to aktywacja chemiczna oraz termiczna. Podczas tego procesu modyfikowana jest struktura oraz skład chemiczny szkła. W procesie aktywacji chemicznej złoże staje się samosterylizujące oraz posiada doskonałe właściwości adsorpcyjne. Ostatnim etapem całego procesu jest szczegółowa kontrola jakości złoża. AFM posiada międzynarodowe certyfikaty jakości takie jak NSF-61 i DWI (UK) uzdatniania wody pitnej, w tym DIN-EN 12092.
Właściwości złoża AFM
Jednym z największych problemów większości złóż jest tworzący się na ich powierzchni biofilm, co stwarza zagrożenie dla skuteczności filtracji. Jest to śluzowata substancja, która chroni bakterie przed utlenieniem, przez co usuwanie ich z wody jest znacznie trudniejszym procesem. Wewnątrz biofilmu mikroorganizmy mogą się bardzo łatwo rozwijać oraz namnażać. Dodatkowo prowadzi on do zbrylenia złoża, co powoduje powstanie kanalików w złożu przez co filtracja staje się nieefektywna.
Rozwiązanie tego problemu polega na zastosowaniu złoża AFM, które posiada właściwości samosterylizujące. Uzyskuje je dzięki wolnym rodnikom tworzonym na powierzchni ziaren, co tworzenie się biofilmu podczas przepływu wody przez filtr jest uniemożliwione. Dodatkowo w procesie aktywacji zwiększona również zostaje powierzchnia właściwa złoża, zapewniając lepszą wydajność filtracji. Większa wydajność procesu zmniejsza zapotrzebowanie na substancje chemiczne, dozowane do wody. Ponadto aktywowane złoże szklane jest również odporne chemicznie, co oznacza, że może być narażone na wysokie stężenia środków utleniających takich jak chlor, dwutlenek chloru, ozon oraz wiele innych. Co więcej, AFM jest przystosowane do pracy w szerokim zakresie pH (od 4 do 10) oraz w całym zakresie temperatur ciekłej wody (od 0 do 100⁰C), co sprawia, że złoże znajduje wiele zastosowań.
Niebywałą zaletą AFM jest możliwość zastosowania go we wszystkich filtrach piaskowych, bez potrzeby inwestycji w nowe urządzenia. Aktywowane szkło może być stosowane w różnych branżach przemysłowych. Można je stosować m.in. do wstępnego oczyszczania przed odwróconą osmozą czy w procesie dokładnej filtracji. Aktywowane szkło znajduje również zastosowanie w uzdatnianiu wody chłodzącej, wody procesowej oraz w oczyszczaniu ścieków. Złoże AFM posiada wiele unikatowych właściwości dzięki oryginalnemu sposobowi aktywacji szkła.
Filtry wielowarstwowe: Struktura i zasada działania
Filtry wielowarstwowe to specjalny rodzaj systemu filtracji, który wykorzystuje kilka warstw różnych materiałów filtracyjnych w celu osiągnięcia wysokiej wydajności oczyszczania.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Struktura filtra wielowarstwowego
Filtr wielowarstwowy składa się zazwyczaj z kilku nałożonych na siebie warstw filtracyjnych o różnej wielkości i gęstości ziaren. Warstwy te są ułożone w taki sposób, że woda przepływa od filtracji zgrubnej do dokładniejszej.
Główne komponenty
- Warstwa gruboziarnista (antracyt lub żwir kwarcowy): Usuwa większe cząstki, takie jak piasek lub zawiesiny.
- Warstwa drobna (piasek kwarcowy): Filtruje drobniejsze cząstki i zmętnienia.
- Warstwa nośna (gruby żwir): Zapewnia funkcjonalność systemu filtracyjnego i chroni dysze filtra.
Woda przepływa przez warstwy od góry do dołu, dzięki czemu cząsteczki są zatrzymywane w odpowiednich warstwach.
Proces filtracji
Proces ten składa się z trzech głównych etapów:
- Faza operacyjna: Woda przepływa przez różne warstwy filtracyjne. Zawieszone ciała stałe i cząsteczki są zatrzymywane w odpowiednich warstwach zgodnie z ich rozmiarem.
- Płukanie wsteczne: Aby utrzymać wydajność filtra, warstwy są regularnie płukane wstecznie.
Aspekty techniczne i optymalizacja
- Materiały filtracyjne: Wybór materiałów zależy od jakości wody i konkretnych wymagań. Typowe materiały to antracyt, piasek kwarcowy i węgiel aktywny.
- Automatyzacja: Nowoczesne filtry wielowarstwowe są często wyposażone w automatyczne elementy sterujące, które monitorują i optymalizują cykle płukania wstecznego i natężenia przepływu.
- Skalowalność: Filtry wielowarstwowe mają budowę modułową i mogą być zaprojektowane dla małych i dużych ilości wody.
Porównanie AFM®NG i AFM®S
| Właściwość | AFM®NG | AFM®S |
|---|---|---|
| Powierzchnia | Hydrofobowa, neutralnie naładowana | Ujemny ładunek powierzchniowy |
| Zastosowanie | Usuwanie substancji organicznych, mikroplastików, zanieczyszczeń hydrofobowych (oleje i tłuszcze) | Usuwanie metali ciężkich (np. arsen) |
Rozwiązania ALMAWATECH: ALMA FILALMAWATECH oferuje dostosowane do Państwa potrzeb wielowarstwowe systemy filtracyjne spełniające szeroki zakres wymagań w zakresie oczyszczania wody i ścieków. Nasze systemy charakteryzują się wysoką wydajnością, trwałością i łatwą konserwacją. Dzięki naszym testom pilotażowym możemy określić optymalną konfigurację filtra dla Państwa specyficznych wymagań.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
tags: #msf #filtracja #na #złożu #wielowarstwowym #zasada
