1. Uvod
Najlon je postao jedan od najčešće prihvaćenih materijala u sustavima za filtriranje vode zbog svoje kombinacije izdržljivosti, kemijske stabilnosti, hidrofilnosti i svestranosti u različitim veličinama pora. Dok su polipropilen i nehrđajući čelik također uobičajeni u-industriji rukovanja tekućinama, najlon posjeduje jedinstvenu ravnotežu mehaničkih i kemijskih karakteristika koje ga čine prikladnim za primjenu u rasponu odgrubo prosijavanje u pumpamadomikro{0}}filtracija čestica u laboratorijskim i industrijskim procesima.
Ovaj članak pruža sveobuhvatnu tehničku osnovu za razumijevanje kako i zašto se najlon koristi u filtraciji vode, strukturi pokrovnog polimera, znanosti o -veličini pora, ponašanju protoka, načinima kvarova, modeliranju učinkovitosti filtracije i inženjerskim razmatranjima.
pročitaj više:Inženjerske primjene najlonskih filtara za vodu: principi dizajna, industrijska upotreba i optimizacija performansi
2. Znanost o materijalima iza najlonskih filtara
Najlon (poliamid) je sintetski polimer koji se sastoji od ponavljajućih amidnih veza. Svojstva koja definiraju njegovo ponašanje filtracije uključuju:
2.1 Visoka mehanička čvrstoća
Najlonska vlaknaotporan na vlačnu deformaciju, što znači da mreža održava strukturu pora čak i pod pritiskom protoka. Ovo je ključno za:
zasloni za usis pumpe
ugrađeni pred-filtri
filtriranje vode iz bunara
poljoprivredni vodovi za navodnjavanje
2.2 Hidrofilna svojstva
Hidrofilnost potiče:
dosljedno vlaženje
bolja raspodjela protoka
smanjeni mjehurići zraka
kraće vrijeme pokretanja-filtracije
2.3 Otpornost na abraziju
Voda koja sadrži pijesak, pijesak ili čestice hrđe neće lako rezati najlonske niti.
2.4 Široki raspon radnih temperatura
Tipična mreža od najlona 6 ili najlona 6/6 može tolerirati:
−40 stupnjeva do +120 stupnjevakontinuirani rad
kratki izleti do150 stupnjeva
3. Najlonska mrežaVrste za filtriranje vode
Različita struktura tkanja i vlakana određuju učinkovitost.
Tablica 1. Uobičajeni tipovi najlonske mreže filtera
|
Vrsta mreže |
Opis |
Tipične primjene vode |
|
Monofilamentna najlonska mreža |
Jednostruka kontinuirana nit; jednolika struktura pora |
Provjera pitke vode, usisni filteri pumpe |
|
Multifilament tkani najlon |
Višestruka upletena vlakna; dublji kapacitet-zadržavanja prljavštine |
Uklanjanje sedimenta, navodnjavanje, filtriranje vode iz bunara |
|
Najlonska mikroporozna membrana |
Lijevani film sa sub-mikronskim porama |
Visok{0}}precizno ispitivanje vode, mikrobiologija |
|
Najlonske filter čarape |
Mreža-u obliku cijevi |
Oborinska voda, upravljanje građevinskim otjecanjem |
4. Mehanizmi filtracije najlona u vodi
Filtriranje vode s najlonom obično uključuje jedno ili više od sljedećeg:
4.1 Površinska filtracija
Čestice su zarobljene na površini mreže, što je uobičajeno za:
zasloni za usis pumpe
industrijska rashladna voda
čarape za oborinske vode
4.2 Dubinska filtracija
Javlja se uglavnom u multifilamentnim tkanjima; čestice migriraju u snopove vlakana.
4.3 Filtriranje prosijavanjem (izuzimanje-veličine)
Pore fizički blokiraju materiju veću od nazivne veličine.
4.4 Adsorpcijska filtracija
Polarne amidne skupine najlona mogu uhvatiti:
koloidi
organski fragmenti
fine proteinske tvari
To čini najlon korisnim zaprehrambeni{0}}vodni sustavi, obrada pića, ibiotehnološka voda za ispiranje.
5. Odabir veličine pora za filtriranje vode
Tablica 2. Veličina pora u odnosu na primjenu vode
|
Veličina pora |
Kapacitet uklanjanja čestica |
Tipična uporaba |
|
1000–3000 µm |
Šljunak, krhotine |
Rešetke za usis pumpe |
|
200–800 µm |
Pijesak, insekti |
Pred{0}}filtri za jezersku vodu |
|
50–200 µm |
Mulj, hrđa |
Bunarska voda, vodovi za navodnjavanje |
|
10–50 µm |
Finije čestice |
Rashladni tornjevi, industrijsko pranje |
|
1–10 µm |
Mikro-čestice |
Laboratorijska voda, mikroelektronika |
|
<1 µm |
Koloidi, mikrobi (ne steriliziraju) |
Filtri za poliranje |
6. Kako najlon djeluje protiv zagađivača vode
Najlon se ističe sa:
pijesak & mulj
hrđa u bunarskoj vodi
fragmenti algi
organska vlakna
taloga s gradilišta
polimerne pahuljice u industrijskim vodenim petljama
6.1 Modeliranje učinkovitosti filtracije
Učinkovitost filtracije (E) može se približno odrediti pomoću:
E=1 – (Coutlet / Cinlet)
Veći broj oka i manje veličine pora rezultiraju znatno višim E vrijednostima.
7. Otpornost okoliša u vodnim sustavima
Najlon zadržava stabilnost u:
svježa voda
podzemne vode
voda -bogata mineralima
pročišćena komunalna voda
morska voda (kratkoročno-)
Međutim, najlon je osjetljiv na:
jake kiseline
oksidanti (npr. izbjeljivač)
voda s visokim-klorom
8. Mehanička izdržljivost u protočnim sustavima
Najlonska mreža se obično koristi u:
rotirajuće sito pumpe
štitnici ulaza potopne pumpe
sustavi za navodnjavanje s-kontrolom tlaka
Mehaničke prednosti:
niska deformacija
visoka otpornost na habanje
dug radni vijek
9. Ograničenja najlonskih filtera u vodi
Iako je najlon vrlo prikladan, nije savršen.
Tablica 3. Ograničenja najlona
|
Ograničenje |
Obrazloženje |
|
Razgradnja klora |
Dugotrajna izloženost čini vlakna lomljivima |
|
Mikrobno biološko obraštanje |
Stajaća voda potiče stvaranje sluzi |
|
Nije apsolutna filtracija |
Visok{0}}precizna sterilizacija zahtijeva membrane |
|
Bubrenje u kiseloj vodi |
Smanjena ujednačenost pora |
10. Zaključak
Najlon je izvrstan materijal za filtriranje vode u raznim kontekstima. Od grubog prosijavanja do precizne mikrofiltracije, najlon pruža svestrano, trajno i -cijenovno učinkovito rješenje. Njegova hidrofilnost, mehanička čvrstoća i kemijska tolerancija čine ga idealnim za stambene, industrijske, poljoprivredne i laboratorijske sustave.