매체 여과 대 막 여과 : 올바른 수처리 솔루션 선택

소개

깨끗하고 안전한 물에 대한 접근은 기본적인 글로벌 과제이며 효과적입니다. 수처리 공중 보건, 환경 보호 및 산업 공정의 초석입니다. 물의 품질은 강과 호수에서 도시 공급 및 산업 폐수에 이르기까지 원천에 따라 크게 다를 수 있습니다. 음주, 제조 또는 농업을 위해이 물을 사용할 수있게하려면 불순물을 제거하기 위해 치료해야합니다. 이것을 달성하는 데 사용되는 가장 일반적이고 중요한 기술 중 두 가지는 미디어 여과 그리고 막 여과 .

두 방법 모두 오염 물질을 물과 분리하도록 설계되었지만 다른 원리로 작동하며 다른 응용 분야에 적합합니다. 이 기사는 매체 및 막 여과에 대한 포괄적 인 비교를 제공하여 각각의 프로세스, 응용 프로그램, 장점 및 단점을 탐색하여 특정 수처리 요구에 맞는 솔루션을 선택하는 데 도움이됩니다.

미디어 여과는 무엇입니까?

미디어 여과 수분 처리 과정은 세분화 된 재료의 층 (필터 매체)을 사용하여 물의 부유 고형물, 탁도 및 기타 불순물을 제거합니다. 이것은의 형태입니다 깊이 여과 , 입자가 표면뿐만 아니라 필터 베드의 전체 깊이 전체에 포착되는 곳.

사용 된 미디어의 유형

이 필터에 사용 된 배지는 제거 할 특정 오염 물질 및 원하는 수질에 따라 선택됩니다. 일반적인 유형의 미디어 유형은 다음을 포함합니다.

• 모래와 자갈 : 이것은 가장 전통적이고 널리 사용되는 미디어입니다. 물은 고형물을 가두었던 미세한 모래의 침대를 통해 흐릅니다. 바닥에 거친 자갈 층이 모래를지지하고 배수를 돕습니다.

• 안트라이트 : 저밀도 석탄, 안트라이트는 종종 멀티미디어 필터에서 모래와 함께 사용됩니다. 더 크고 더 큰 각 입자는 더 큰 고체를 가두고 상단 층이 너무 빨리 막히지 않도록하여 더 깊은 침투와 더 긴 실행 시간을 허용합니다.

• 활성탄 : 이 고도로 다공성 물질은 adsorb 오염 물질. 유기 화합물, 염소, 살충제 및 나쁜 맛과 냄새를 유발하는 기타 화학 물질을 제거하는 데 탁월합니다.

미디어 여과의 작동 방식

여과 과정은 중력이나 압력에 의해 미디어 베드를 통해 물을 전달함으로써 작동합니다. 물이 필터를 통해 움직일 때 오염 물질은 여러 메커니즘을 통해 제거됩니다.

• 변형 : 더 큰 입자는 배지 곡물 사이의 작은 간격으로 물리적으로 긴장됩니다.

• 흡착 : 입자는 흡착이라고 불리는 과정 인 매체의 표면에 달라 붙습니다. 이것은 활성탄에 특히 효과적입니다.

• 응집 : 미세 입자는 필터를 통해 움직일 때 충돌하고 함께 붙어 더 쉽게 갇힌 더 큰 입자를 형성합니다.

시간이 지남에 따라 갇힌 고체는 미디어 베드에 쌓여 압력이 증가하고 흐름이 감소합니다. 이런 일이 발생하면 필터가 있어야합니다 역 세척 , 물 흐름이 역전되어 갇힌 입자를 제거하고 플러시하여 미디어 베드를 청소하고 필터링 용량을 복원하는 과정.

미디어 여과의 응용

미디어 여과는 강력하고 다재다능한 기술이며, 주로 전처리 및 초기 물 정화에 사용됩니다. 응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.

• 다른 여과 방법에 대한 전처리 : 그것은 일반적으로 큰 입자를 제거하고 역삼 투 막과 같은 더 민감한 다운 스트림 장비를 파울 링으로부터 보호하는 첫 번째 단계로 사용됩니다.

• 폐수 처리 : 폐수 처리장에서 폐수를 닦는 데 사용되어 배출 전에 남은 현탁 고형물을 제거합니다.

• 식수 처리 : 미디어 필터는 소스 물에서 퇴적물, 탁도 및 현탁 된 고형물을 제거하는 데 필수적이므로 추가 정제 단계를 위해 더 명확하고 안전합니다.

• 산업 공정 : 주요 목표는 정지 된 고형물을 줄이고 장비 손상을 방지하는 것입니다.

막 여과 란 무엇입니까?

막 여과 반복 가능한 막을 사용하여 물리적 크기와 특성에 따라 수질과 오염 물질을 분리하는 수처리 기술입니다. 필터 베드의 깊이에 의존하는 미디어 여과와 달리 막 여과는 표면 여과 막의 표면에서 입자가 거부되는 공정. 이것은 a입니다 압력 중심 과정, 즉 물은 막을 통해 강제되어 불순물을 남겨 둡니다.

막 여과의 유형

막 여과는 막에서 기공의 크기로 분류되며, 이는 제거 할 수있는 오염 물질의 유형을 결정합니다. 기공 크기 감소 순서대로 주요 유형은 다음과 같습니다.

• 미세 여과 (MF) : 기공 크기가 약 0.1 ~ 10 미크론의 막을 사용합니다. MF는 현탁 된 고형물, 콜로이드 및 박테리아 및 원생 동물과 같은 큰 미생물을 효과적으로 제거하지만 바이러스 나 용해 된 물질을 제거 할 수는 없습니다.

• UltrafilTration (UF) : 기공이 더 작은 모공을 가지고 있으며, 일반적으로 0.01 내지 0.1 미크론. UF는 MF와 바이러스, 일부 단백질 및 기타 큰 유기 분자를 제거 할 수있는 모든 오염 물질을 제거 할 수있는 중요한 단계입니다.

• 나노 여과 (NF) : 약 0.001 미크론의 기공 크기로 작동합니다. NF는 종종 "연화 멤브레인"이라고 불립니다. 왜냐하면 칼슘과 마그네슘과 같은 경도 유발 이온, 바이러스 및 대부분의 유기 분자를 제거 할 수 있기 때문입니다.

• 역삼 투 (RO) : 이것은 기공 크기가 약 0.0001 미크론의 가장 진보 된 형태의 막 여과 형태입니다. RO는 용해 된 염, 중금속 및 바이러스를 포함한 거의 모든 오염 물질을 제거하여 고도로 정제 된 물을 생산할 수 있습니다.

막 여과의 작동 방식

막 여과의 핵심 원리는 다음과 같습니다 크기 제외 . 물은 막을 고압 하에서 밀어 넣는 반면, 막의 기공보다 큰 오염 물질은 막의 표면에 의해 물리적으로 차단되고 "거부"됩니다. 거부 된 스트림으로 알려져 있습니다 집중하다 또는 소금물은 불순물을 함유하고 정제 된 물은 침투 , 통과합니다.

막 시스템의 주요 과제는입니다 파울 , 오염 물질이 막 표면에 쌓여 효율과 유량을 감소시키는 경우. 이를 위해서는 막의 정기적 인 청소 또는 교체가 필요합니다. 파울 링을 완화하려면 막 시스템이 종종 효과적이 필요합니다 전처리 미디어 여과가 종종 사용되는 곳입니다.

막 여과의 적용

매우 작은 입자와 용해 된 물질을 제거하는 능력으로 인해 막 필터는 매우 높은 수 순도가 필요한 응용 분야에 사용됩니다. 그들의 응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.

• 식수 정화 : UF와 RO는 안전한 식수를 생산하는 데 널리 사용되어 유해한 박테리아, 바이러스 및 광범위한 용해 된 고형물을 제거합니다.

• 산업 공정 물 : 전자 제조 및 발전과 같은 산업은 민감한 장비의 손상을 방지하기 위해 초고 물이 필요합니다.

• 의약품 : 제약 산업은 막 여과를 사용하여 약물 제형 및 멸균 과정을 위해 최고 순도의 물을 생산합니다.

• 해수 담수화 : RO는 바닷물을 대규모로 신선하고 마실 수있는 물로 전환하는 데 사용되는 핵심 기술입니다.

매체와 막 여과의 주요 차이점

미디어 여과

장점 :

• 비용 효율성 : 높은 수준의 수준의 부유 고형물로 대량의 물을 처리하기위한 저비용 솔루션입니다.

• 높은 유량 : 높은 유량을 처리 할 수있어 전처리 및 대규모 응용 분야에 적합합니다.

• 간단: 프로세스는 비교적 운영 및 유지 관리가 간단합니다.

단점 :

• 제한 제거 : 박테리아, 바이러스 또는 용해 된 미네랄과 같은 작은 오염 물질을 제거하는 데 효과적이지 않습니다.

• 막힘 가능성 : 적절한 전처리없이, 특히 높은 교란 물이 있으면 빠르게 막을 수 있습니다.

막 여과

장점 :

• 고순도 수 : 탁월한 순도의 물을 생성하여 병원체 및 용해 된 고체를 포함한 광범위한 오염 물질을 제거합니다.

• 물리적 장벽 : 막은 물리적 장벽으로 작용하여 일관된 오염 물질 제거를 보장합니다.

단점 :

• 더 높은 비용 : 에너지 소비 및 막 교체로 인한 상당한 초기 투자 및 지속적인 운영 비용.

• 전처리가 필요합니다. 파울 링에 매우 취약하여 막을 보호하고 수명을 연장하기 위해 효과적인 전처리가 필요합니다.

• 물 쓰레기 : 역삼 투와 같은 과정에서는 중대한 양의 물이 농축 물 스트림으로 배수구로 전송됩니다.

응용 프로그램 : 올바른 여과 방법 선택

배지와 막 여과 사이의 선택은 궁극적으로 원하는 수질과 소스 수의 특성에 의존합니다.

미디어 여과를 사용하는시기 :

• 탁도가 높은 물 : 강물이나 폐수와 같은 고농도의 현탁 된 고형물로 물을 처리하기위한 이상적인 선택입니다.

• 막 여과에 대한 전처리 : 민감한 막 시스템을 파울로부터 보호하는 것이 중요한 첫 단계입니다.

• 고순도가 필요하지 않은 응용 프로그램 : 목표가 산업용 냉각, 관개 또는 1 차 설명 단계로 퇴적물과 큰 입자를 제거하는 것이 목표 일 때 사용하십시오.

막 여과를 사용하는시기 :

• 고순도 수는 필요합니다. 최종 사용이 식수, 제약 생산 또는 전자 제조와 같은 최소한의 용해 된 고체, 박테리아 또는 바이러스로 물을 요구할 때.

• 특정 오염 물질 제거 : 주요 목표는 미디어 필터가 처리 할 수없는 특정 병원체, 염 또는 기타 용해 된 물질을 제거하는 것입니다.

• 물 재사용 및 담수화 : 대규모 수자원 재사용 프로젝트 및 해수를 담수로 전환하는 데 필수적입니다.

최근 여과 기술의 발전

여과 기술은 효율성 향상, 비용 절감 및 시스템을보다 지속 가능하게 만드는 데 중점을두고 지속적으로 발전하고 있습니다. 다음은 최근의 주목할만한 발전입니다.

• 하이브리드 시스템 : 가장 중요한 트렌드 중 하나는 하이브리드 시스템 그것은 매체와 막 여과의 가장 좋은 측면을 결합합니다. 일반적인 설정은 매달린 고체의 대부분을 제거하기위한 강력한 전처리 단계로 미디어 여과를 사용하여 수명을 연장하고보다 민감하고 비싼 막의 세척 주파수를 줄이는 것입니다. 이는 전체 시스템의 효율성을 향상시킬뿐만 아니라 운영 비용을 낮 춥니 다.

• 새로운 미디어 및 막 : 연구원들은 특성이 향상된 새로운 고급 필터 미디어 및 멤브레인을 개발하고 있습니다. 예를 들어, 일부 매체는 이제 항균성 특성을 제공하기 위해 나노 입자 (예를 들어,은 또는 티타늄 이산화 티타늄)가 포함되어 있으며, 차세대 막은 파울 링에 더 탄력적이며 에너지 소비를 줄이려면 조작 할 수 있도록 조작되고 있습니다.

• 센서 및 자동화 기술 : 최신 여과 시스템은 실시간 센서 및 자동화 된 컨트롤과 점점 더 통합되고 있습니다. 이 시스템은 수질, 유량 및 압력 차동을 모니터링하여 자동으로 역 세척 또는 화학 청소주기를 시작할 수 있습니다. 이 스마트 자동화는 성능을 최적화하고 수동 개입을 줄이며 시스템 고장을 방지합니다.

결론

배지와 막 여과를 선택하는 것은 한 사람이 본질적으로 "더 나은"것이 아닙니다. 오히려, 그것은 작업에 적합한 도구를 선택하는 것입니다.

• 미디어 여과 큰 입자와 탁도를 제거하기위한 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 솔루션 역할을하는 수처리의 주변입니다. 대부분의 복잡한 수처리 과정의 필수 첫 단계입니다.

• 막 여과 미디어 필터가 일치 할 수없는 순도 수준을 전달할 수있는 정밀 기기입니다. 현미경 오염 물질, 병원체 및 용해 된 물질을 제거 할 때는 이동 기술입니다.