Filtracja oddzielenie fazy stałej od fazy ciekłej podczas przepływu
Filtracja jest to metoda oddzielania
wody przez ośrodek porowaty
substancji stałych od cieczy i gazów,
Filtracja jest jedną z metod separacji, czyli techniki oddzielania ciał stałych od
poprzez mechaniczne zatrzymanie
cieczy. Jako ciała stałe przyjąć należy tu cząstki o różnych wymiarach, sztywne
jednej z substancji (zwykle ciała
(nieelastyczne) lub koloidalne.
stałego) w przegrodach porowatych
Filtracja powierzchniowa
(filtrach) przy użyciu odpowiednich
W tym typie separacji, znajdują się wszystkie media filtracyjne, działające na
aparatów.
zasadzie zatrzymywania cząstek stałych przez przegrodę umieszczoną na drodze
przepływu płynu filtrowanego.
Ciecz lub gaz otrzymywane po filtracji nazywa się filtratem.
Wielkość zatrzymywanych cząstek jest tu określona przez wielkość oczek w
przegrodzie filtracyjnej, lecz mechanizm ten działa tylko w dwóch wymiarach, są też
woda brudna zanieczyszczenia wody
cząsteczki większe przechodzce przez takie medium filtracyjne:
Filtracja wgłębna
warstwa
piasku
Tu znajdują się takie media filtracyjne, których zasadą pracy jest
zatrzymanie cząstek twardych i miękkich zawartych w płynie, przez
warstwa
węgla
medium pracujące w trzech wymiarach, zatrzymujące większe cząstki na
warstwa
swojej powierzchni, a cząstki mniejsze wewnątrz, w głębi swojej struktury.
nośna
Cząstki żelowate oraz nitkowate są zatrzymane w "labiryncie" stworzonym
woda czysta woda płucząca
przez kręte pory w medium filtracyjnym.
przechwytywanie
Filtracja
dyfuzja
sedymentacja
transport
ruchy Brownasiły inercji
złoża porowate złoża namywane
przegrody
hydrauliczny
liczba warstw
-perforowane
kraty
-jednowarstwowe dz
-siatkowe
-sita
-wielowarstwowe
-m�sita
-szybkość filtracji
-przegrody
-powolne
-membrany
-szybkie
-ciągłość pracy
dc
-m�-filtracja
-ciągłe
-u-filtracja
-okresowe(płukane)
-n-filtracja cząstka
-specjalne
-oo (RO) nie zatrzymana
-odżelazianie
-wymiana jonowa
procesy powodujące zatrzymywanie cząstek w
-adsorpcja
złożu filtracyjnym
procesy fizyczne procesy chemiczne
adsorpcja
cedzenie zawiesin f�porów < f�c złoże bierne chemicznie
wiązanie zanieczyszczeń czyli substancji
sedymentacja zawiesin f�c > 10-6m
złoże czynne chemicznie
rozpuszczonych na powierzchni ciała stałego
dyfuzja f�c < 10-6m
przyciąganie - siły elektrokinetyczne
procesy biologiczne
zagęszczenie
proces odrywania cząstek
mikroorganizmy
adsorbowanych
galaretowata masa na ziarnach argon
złoża filtracyjne cząstek argonu na
błona biologiczna
poprawa własności sorpcyjnych powierzchni metalu
materiały filtracyjne:
sklejanie zatrzymanego osadu
metal
nietoksyczne, odporne chemicznie
zużycie substancji biogennych
i fizycznie
fizyczna  siły van der Waalsa
naturalne: piasek kwarcowy, kruszony granit, gryz marmurowy, zeolity
chemiczna (chemisorpcja)  siły wiązań
sztuczne: tworzywa sztuczne
chemicznych
charakterystyka materiałów filtracyjnych
kształt ziaren
jonowymienna  elektrostatyczne przyciąganie
f�z e� r�
a� = pow. ziarna/pow. kulki
przez adsorbent
ć� ��
D�Vw
e� =� ��1 -� �� ��100[%]
�� ��
adsorbent Ź� adsorbat
Vm
Ł� ł�
1
Adsorpcja  zjawisko gromadzenia się substancji rozpuszczonych fazy przenoszenia  etapy
w cieczy lub rozproszonych w fazie gazowej na granicy faz z
ciałem stałym, gazem lub cieczą.
Adsorbent  ciało o bardzo rozwiniętej powierzchni, o dużej
transport w pobliże powierzchni czynnej adsorbenta
dyspersji zewnętrznej (nieporowate) lub wewnętrznej (porowate),
dyfuzja w warstwie granicznej, transport w pobliże
mające zdolność wiązania cząsteczek płynu (adsorbatu).
Adsorbenty nieporowate (cząsteczki dymów i sadza) mają powierzchni adsorbenta
powierzchnię ok. 100-500 m2/g, adsorbenty porowate (węgiel dyfuzja w kapilarach ziaren adsorbentu, f�
aktywny, żel kwasu krzemowego  silikażel) ok. 10-1000 m2/g. kapilary > f� ziaren adsorbatu
przesuwanie się (ślizganie ) po wewnętrznej powierzchni
Adsorpcja może zachodzić z fazy nieruchomej w warunkach ziaren
statycznych lub z fazy ruchomej w warunkach dynamicznych. adsorpcja właściwa lokalizacja sorbowanych cząstek
Wielkościami charakteryzującymi adsorbent są: zdolność adsorpcyjna -
adsorbatu na aktywnych miejscach powierzchni
masa adsorbatu, która może być zaadsorbowana przez jednostkę masy
adsorbenta
adsorbentu, zależna od wielu zmiennych i wyznaczana doświadczalnie
dla danego płynu i warunków (ciśnienie, temperatura, rodzaj i czas
zetknięcia).
sorpcja monomolekularna
statyka procesu adsorpcji - izotermy adsorpcji
(Freundlicha i Langmuira) 1916
liczba miejsc zaadsorbowanych = liczbie wolnych miejsc
T = const  równanie izotermy
[x] = mg
p = const  równanie izobary
[m] = g
y a �� b �� C
(IZS) = const  izostera
=�
[C] = g/m3
1
m 1 +� b �� C
x
n
=� k �� C m/y
log x/m
m
x 1
m 1 1
log =� logk +� logC
=� +�
m n
tga� =1/n
tga� = 1/ba
y a a �� b �� C
�a�
n - stała empiryczna a�
zawarta w granicach 0,1-0,9
1/a
log k
Wartość k zmienia się w szerokich
1/C
granicach w zależności od rodzaju
log C
adsorbenta i substancji
adsorbowanej.
Adsorpcja azotu na stosowane adsorbenty i ich charakterystyka
mice wg Freundlicha i
makropory mezopory mikropory
Langmuira
f�> 100-200nm f� = 2-100(200)nm f� < 2nm
sorpcja wielomolekularna-
grupy funkcyjne: -OH; >OH; -COOH; -O-O-
wielowarstwowa
równanie adsorpcji BET - izoterma
adsorbenty węglowe i mineralne
BET -kompleksy sorpcyjne
węgiel aktywny
1. ziarnisty (ZWA),
1938 Brunaer, Emmett i Teller
2. granulowany (GWA),
C
3. pylisty (PWA)
B �� am ��
y C0
=�
m ć� C �� �� C ł�
��1 -� �� �� +� (�B -� 1)���
�� ��
C0 ę�1 C0 ś�
Ł� ł� �� ��
2
Tajemnica działania i niemal cudowne właściwości węgiel
aktywny zawdzięcza swej porowatej budowie. W procesie Do usuwania żelaza i manganu z
wody, gdy inne metody zawodzą,
produkcji w surowcu bazowym wytwarzane są rozgałęzione
szczególnie w przypadku
kanały  pory. W zależności od ich wielkości mówimy o makro-
występowania żelaza i manganu w
(>50 nm), mezo- (2-50 nm) lub mikroporach (<2 nm). Taka
postaci
konstrukcja zapewnia silne rozwinięcie powierzchni właściwej
organicznej.
materiału  1 gram węgla może skrywać nawet 2000 m2 Brązowo czarny granulat,
Złoże katalityczne
widoczne pojedyncze szare i białe
powierzchni.
MULTIMAN 3M
ziarna. Naturalne kruszywo
W 1771 roku szwedzki badacz Scheele odkrył zjawisko adsorpcji.
braunsztynowe wolne od
Polega ono na  przytwierdzaniu się cząsteczek do powierzchni
zanieczyszczeń pochodzące ze
Złoże Katalityczne MULTIMAN 3M jest
materiału  sorbentu. Dzięki tak silnie rozwiniętej powierzchni węgiel złóż MOANDA - GABON wysokosprawnym materiałem
filtracyjnym pochodzenia naturalnego o
aktywny jest znakomitym sorbentem  potrafi pochłonąć substancje w MULTIMAN 3M działa jako
ziarnistej strukturze. Nadaje się do
nierozpuszczalny katalizator
ilości blisko 20% własnej masy.
procesu filtracji wody pitnej o dużej
przyśpieszający reakcję utleniania
Ur. Straslund (Germany),
zawartości manganu I żelaza zarówno w
związków manganu podnosząc jego
19.12. 1742,
pośpiesznych filtrach ciśnieniowych jak i
model struktury porowatej węgla stopień utlenienia, co ułatwia
Zm. K�ping, Sweden, otwartych czy zamkniętych filtrach
wydzielenie go z wody w postaci
kamiennego
grawitacyjnych. Ziarna złoża posiadają
nierozpuszczalnego dwutlenku
21.05. 1786
nieregularny kształt, chropowatą
manganu.
powierzchnię i ostre krawędzie.
Nowy mineralny uzdatniacz wody i ścieków pod nazwą handlową
Złoża Filtracyjne
sorbenty mineralne
AQUACLEANIT skutecznie łączy zalety metody klasycznej (niskie koszty
eksploatacji i prosta obsługa) ze skutecznością odżelazienia, a szczególnie
HYDROCLEANIT
odmanganiania wody uzyskiwaną w nowych metodach bez konieczności
Nowy mineralny uzdatniacz wody i ścieków pod nazwą handlową HYDROCLEANIT
skutecznie łączy zalety metody klasycznej (niskie koszty eksploatacji i prosta obsługa) ze dozowania do wody środków chemicznych
skutecznością odżelazienia i odmanganiania wody uzyskiwaną w nowych metodach bez
Aquacleanit produkowany jest z magnezytu odmiany białej
konieczności dozowania do wody środków chemicznych
Skład magnezytu: MgO-43,0 %, SiO2-5,0 %, Al2O3-0,9 %, Fe2O3-1,8 %, CaO-1,0%.
Dodatkową bardzo ważną zaletą HYDROCLEANITU jest to, że skutecznie podnosi pH
wód miękkich i kwaśnych.
Hydro-Antracyt N
HYDROCLEANIT produkowany jest z dolomitu (CaO - 30,4 %, MgO -20,4%)
Materiał filtracyjny stosowany w uzdatnianiu wody. Składa się z połamanych i
Pozostałe składniki mineralne jak SiO2, Al2O3, FeO, Na2O, K2O i inne) - 3 %. Dolomit
przesianych odłamków naturalnego węgla antracytowego. Odporne na ścieranie
ten nie zawiera minerałów azbestonośnych, a całkowita zawartość w nim metal ciężkich
ziarna maja charakterystyczny dla odłamków kształt i ostre krawędzie.
nie przekracza 300 ppm.
Hydro-Antracyt H
Granulacja dolomitu stosowanego do produkcji HYDROCLEANITU mieści się w
granicach 2-8 mm i więcej w klasach ziarnowych 2�4, 3�8. Materiał filtracyjny przeznaczony do oczyszczania wody, otrzymywany z
Proces produkcji HYDROCLEANITU polega na prażeniu określonej klasy ziarnowej kruszonego i przesiewanego węgla poddanego pirolizie. Jego odporne na ścieranie
dolomitu, w programowo zmiennych warunkach temperaturowych w piecu obrotowym
ziarna charakteryzują się porowatą strukturą oraz szorstka powierzchnią.
opalanym gazem ziemnym, w wyniku czego uzyskuje się selektywnie zdekarbonizowany
Złoża odkwaszające i neutralizujące
dolomit zwany HYDROCLEANITEM zgodnie z reakcją
CaCO3 x MgCO3 = MgO x CaCO3 + CO2 Złoże Magno-Dol jest alkalizującym materiałem filtracyjnym pochodzenia
dolomitowego, o nieregularnym kształcie ziaren. W celu przeciwdziałania korozji
materiał ten stosuje się do odkwaszania wody poprzez filtrację, co powoduje wzrost
nasycenia kalcytem i w efekcie wzrost odczynu pH wody.
Złoża filtracyjne do usuwania amoniaku
Hydro-Chlorex  ODCHLOROWYWANIE
Nitrolite
Nitrolite jest przetworzonym produktem pochodzenia naturalnego. Jest to
minerał z grupy zeolitów poddawany aktywacji oraz klasyfikacji w celu
Złoże Hydro-Chlorex jest chemicznie aktywnym materiałem do
otrzymania określonej granulacji produktu oraz odpowiedniej pojemności
odchorowywania. Jest ono używane do usuwania rozpuszczonego w
wymiennej.
wodzie chloru.
Dzięki temu, ze minerał ten charakteryzuje się większym powinowactwem
do kationów jednowartościowych w porównaniu do syntetycznych żywic
jonowymiennych, nadaje się szczególnie do usuwania amoniaku z wody.
Żwirki filtracyjne
Złoża filtracyjne do usuwania żelaza i manganu
Piaski i żwirki filtracyjne suche i mokre
Żwirki filtracyjne najwyższej jakości, o dużej jednorodności ziaren,
Purolite MZ 10
oraz dużej zawartości krzemionki. Bardzo duża odporność na
Purolite MZ jest manganowym zeolitem, środkiem utleniającym i
ścieranie i uszkodzenia mechaniczne.
filtrującym, otrzymanym w wyniku przetwarzania glaukonitu,
naturalnego produktu, lepiej znanego jako zielony piasek.
żel krzemionkowy - hydrofilowy, usuwa metale
3