원격 영역의 분산 물 처리 시스템의 막 역할

이 시스템은 수많은 종류의 물과 물의 물과 물의 물과 물의 물의 물과 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물의 물

멤브레인 필터의 기초

멤브레인은 얇고, 세미 침투성 장벽으로 다른 사람을 유지하면서 통과 할 수 있습니다. 물 처리에서 멤브레인은 입자, 미생물을 제거하고 크기 배설물, 충전 재현, 또는 용해성 확산 메커니즘을 기반으로 용해 된 solutes를 제거하도록 설계되었습니다. 주행 힘은 일반적으로 압력 또는 한계 농도 가벼움입니다. 멤브레인 여과의 효과는 시료 크기, 재료 구성 (폴리머 또는 세라믹)에 따라 다릅니다. [WHO]는 조직의 품질에 따라 조직의 품질에 따라 다릅니다. [WHO] [H]]

Decentralized Systems의 멤브레인 기술

탈중앙화 물 처리 신청은 주로 4개의 압력 몬 막 과정을, 다른 오염물질 단면도 및 물 근원에 적응시켰습니다.

마이크로 여과 (MF) 및 Ultrafiltration (UF)

마이크로 여과는 Giardia와 Cryptosporidium와 같은 0.1와 10 마이크로미터 사이 숨구멍 크기를, 효과적으로 제거하고, 박테리아 및 protozoa를 제거합니다. Ultrafiltration 막은 바이러스, 콜로이드 및 더 큰 유기 분자를 거절할 수 있는 더 작은 사기 (0.001-0.01 마이크로미터)가 있습니다. MF와 UF는 상대적으로 낮은 압력 (1–5 막대기)에서 작동하고, 태양 강화된 체계를 위해 에너지 효과 그리고 적당한 만듭니다. 이 기술은 물과 더불어 전형적으로 처리하는 표면으로 또는 물에 대하 해결책으로 전형적으로 녹습니다.

나노 여과 (NF) 및 역삼투 (RO)

나노 여과는 0.001 마이크로미터의 시골 크기와 더불어 UF와 RO 사이 간격을 교량으로 교량합니다. NF는 연화 물 (칼슘과 마그네슘 같이 이 동등한 이온을 제거하는) 효과적인 이고 특정 유기 오염물질을 주사합니다. 역삼투는 가장 단단한 막 (<0.0001 micrometers) to remove monovalent ions, heavy metals, nitrates, and almost all dissolved contaminants. RO systems require higher operating pressures (10–30 bar) but can treat brackish groundwater or even seawater, making them essential for arid remote communities relying on high-salinity sources. The ] NSF International를 사용하여 이 막 기술을 위한 테스트 기준을 제공합니다 성과와 안전을 지키기 위하여.

Decentralized Systems의 응용 및 통합

분산 구성에서, 막은 종종 컴팩트 한 스키드 장착 단위 또는 휴대용 장치로 통합되어 신속하게 배포 될 수 있습니다. 전형적인 응용 프로그램에는 다음과 같습니다.

Household 급수 필터: Gravity-fed 또는 펌프 기반 UF 단위는 단일 가족을 제공합니다.
Community-scale Plant: 마을에 대한 시간 당 100 리터를 생산할 수있는 태양 전원 RO 시스템.
Emergency 응답 키트: 재난 구역의 인도주의 조직에 의해 사용되는 백팩블 멤브레인 장치.
Rainwater 수확 시스템: MF 또는 UF 막은 음료수 사용을 위해 수화한 빗물을 닦기 위하여.

예를 들어, Watson-Marlow Fluid Technology Group]는 원격 설치에서 막을 공급하는 peristaltic 펌프 시스템을 공급하고 펌프 씰에서 오염없이 정확한 흐름을 유지.

원격 영역을위한 막 기술의 장점

멤브레인 기반 분산 시스템은 오프 그리드 또는 저감 환경에서 배포 할 때 기존 치료에 대한 명백한 이점을 제공합니다.

컴팩트 및 모듈 디자인

막 단위는 완전하게 콤팩트 - 단 하나 나선 부상 RO 성분은 4 인치 직경 주거에서 이음쇠하면서 일 당 수천 리터를 대우할 수 있습니다. 이것은 작은 차량에 의해 또는 팩 동물에 의해 산 또는 섬 위치에 수송될 수 있습니다. 또한 사회 필요 성장으로 증가한 증가한 증가를 촉진합니다.

에너지 효율 및 재생 가능 통합

저압 막 (MF/UF)는 생성한 물의 입방 미터 당 단지 0.2-0.5 kWh를 요구합니다. 광전지 패널과 건전지 저장과 결합될 때, 그들은 전적으로 떨어져 격자를 운영할 수 있습니다. 고압적인 RO 과정을 위해, 에너지 회복 장치는 (압력 교환기 같이) 원격 해안 사막 지역을 위한 태양 강화한 RO를 진동하는 선택권을 만드는 60%까지 에너지 소비를 삭감할 수 있습니다.

화학 없이 높은 Contaminant 제거

멤브레인은 chlorine과 같은 소독제에 필요한 경로를 떨어뜨리고 입자의 물리적 제거를 달성합니다. 이 화학 공급 물류를 낮추고 유해한 소독의 형성을 방지합니다. 화학 전구가 소스에 어렵게되는 지역 사회의 경우, 이것은 주요 작동 이점입니다.

일관된 물 질

pH, 온도, 또는 연산자 투약 오류에 영향을받을 수있는 화학 치료와 달리, 막 여과는 일관된 물리적 장벽을 제공합니다. 제대로 작동하면 침투 품질이 매우 예측할 수 있습니다. 이 신뢰성은 치료 실패의 건강 결과가 심한 경우 중요합니다.

운영 도전과 완화 전략

멤브레인은 멤브레인의 장점과 멤브레인 시스템의 수명을 연장하는 데 필요한 최적의 작동을 제공합니다.

멤브레인

Fouling-의 축적 입자, 마이크로 브래스, 또는 막 표면에 화합물을 스케일링-유류 유출 및 에너지 사용 증가. 원격 설정에서, 청소 화학 물질 및 교체 부품에 액세스 제한 될 수 있습니다. 부적 전략은 다음과 같습니다.

Pre-treatment: 카트리지 필터 또는 sedimentation 막 전에 큰 고체를 제거.
낙관된 청소 의정서: citrus 과일에서 구연산 같이 국부적으로 유효한 물자를 사용하여 대우한 물 또는 낮은 농도 산과 가진 일정한 플러싱.
Membrane 선택: 항소성 막 코팅(예:, 흠집 폴리에테르 술론) 더스트의 접착을 감소.

에너지 신뢰성

원격 영역은 종종 erratic 그리드 전력 또는 그리드 연결에서 고통. 배터리 저장과 태양 광 발전 시스템은 가장 일반적인 솔루션이지만 계절 변이에 적합한 소싱이 필요합니다. 풍력 또는 마이크로 하이드로와 태양을 결합하는 하이브리드 시스템은 배포됩니다. [[FLT : 0]]]IAEA[[FLT :1]]는 최적의 시스템 설계 지침을 제공하는 재생 에너지와 작은 스케일 탈리화를 연구했습니다.

유지 및 기술 능력

복잡한 막 시스템은 문제 해결, 청소 수행, 그리고 착용 된 구성 요소를 대체 할 수있는 로컬 연산자를 요구. 이 주소를 위해, 많은 조직은 기차 트레이너 프로그램을 구현하고 IoT 센서를 통해 원격 모니터링을 사용합니다. 간단한 사용자 인터페이스 및 색상 코딩 컨트롤은 학습 곡선을 줄일 수 있습니다.

Brine Disposal (RO 시스템)

역삼투는 집중된 소금물 시내를 일으킵니다. 하수구에 접근 없이 상륙 먼 지역은 brine 책임을 집니다. 선택권은 증발 연못, 0 액체 출력 체계, 또는 대우한 유출을 가진 희석을 포함합니다. 소규모 체계를 위해, 소금물 양은 낮습니다, 형성된 pitsible 해결책에 있는 증발을 만들기.

혁신과 미래 지향

막 기술의 분야는 급속하게 진화하고, 혁신적인과 더불어 분산된 체계에 특히 관련있습니다:

그래 핀 산화물 막: 울트라, 특정 이온에 대한 선택성을 조정 할 수있는 높은-플럭스 막, 잠재적으로 탈리화에 대한 에너지 필요 감소.
Membrane 증류 : 저급 열을 사용할 수있는 열으로 구동 공정 (태양 열 수집가에서 예), 가까운 화학 사용과 높은 염수를 치료하기 위해.
Bio-inspired Membrane: 저압에서 초경량 여과를 위한 생물학 수로를 위한 극성 막을 수 있는 Aquaporin 근거한 막.
Biofilm reactor (MBBR) + Membrane:] 멤브레인 여과를 가진 생물학적 처리를 결합하는 통합 시스템, 유기 오염 물질 및 단일 소형 단위의 영양소 제거를 가능하게 합니다.
Self-cleaning Membranes: 햇빛에 노출 될 때 유기 foulants를 degrade 유기 foulants를 degrade 유기 시키는 표면 수정 (Photocatalytic TiO2 코팅과 같은).

이 발전은 에너지 소비를 더 감소시키고, 막 생활을 연장하고, 세계에서 가장 고립된 공동체에 있는 채택을 더 낮춥니다.