1. Giới thiệu
Nylon đã trở thành một trong những vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống lọc nước do sự kết hợp giữa độ bền, tính ổn định hóa học, tính ưa nước và tính linh hoạt trên các kích thước lỗ chân lông. Mặc dù polypropylen và thép không gỉ cũng phổ biến trong các ngành-xử lý chất lỏng, nhưng nylon sở hữu sự cân bằng độc đáo giữa các đặc tính cơ học và hóa học khiến nó phù hợp cho các ứng dụng từsàng lọc thô trong máy bơmĐẾN-lọc vi hạt trong phòng thí nghiệm và quy trình công nghiệp.
Bài viết này cung cấp nền tảng kỹ thuật toàn diện để hiểu cách thức và lý do nylon được sử dụng trong lọc nước, bao gồm cấu trúc polymer, khoa học về kích thước lỗ-lỗ chân lông, hành vi dòng chảy, chế độ hỏng hóc, mô hình hóa hiệu quả lọc và các cân nhắc về mặt kỹ thuật.
đọc thêm:Ứng dụng kỹ thuật của bộ lọc nước nylon: Nguyên tắc thiết kế, sử dụng công nghiệp & tối ưu hóa hiệu suất
2. Khoa học vật liệu đằng sau bộ lọc nylon
Nylon (polyamit) là một loại polyme tổng hợp bao gồm các liên kết amit lặp lại. Các thuộc tính xác định hành vi lọc của nó bao gồm:
2.1 Độ bền cơ học cao
Sợi nylonchống biến dạng kéo, có nghĩa là lưới duy trì cấu trúc lỗ rỗng ngay cả dưới áp lực dòng chảy. Điều này rất quan trọng đối với:
màn chắn hút bơm
bộ lọc trước nội tuyến
lọc nước giếng
đường tưới nông nghiệp
2.2 Tính chất ưa nước
Tính ưa nước thúc đẩy:
làm ướt nhất quán
phân phối dòng chảy tốt hơn
giảm bọt khí
thời gian khởi động{0}}lọc ngắn hơn
2.3 Khả năng chống mài mòn
Nước có chứa các hạt cát, sạn hoặc rỉ sét sẽ không dễ dàng cắt được các sợi nylon.
2.4 Phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng
Lưới nylon 6 hoặc nylon 6/6 điển hình có thể chịu được:
−40 độ đến +120 độhoạt động liên tục
chuyến du ngoạn ngắn lên đến150 độ
3. Lưới nylonCác loại lọc nước
Cấu trúc dệt và sợi khác nhau quyết định hiệu suất.
Bảng 1. Các loại lưới lọc nylon phổ biến
|
Loại lưới |
Sự miêu tả |
Ứng dụng nước điển hình |
|
Lưới nylon đơn sợi |
Dây tóc đơn liên tục; cấu trúc lỗ chân lông đồng đều |
Sàng lọc nước uống, lọc đầu vào máy bơm |
|
Vải nylon dệt đa sợi |
Nhiều sợi xoắn; khả năng giữ bụi bẩn sâu hơn{0}} |
Loại bỏ trầm tích, tưới tiêu, lọc nước giếng |
|
Màng vi xốp nylon |
Đúc phim có-lỗ chân lông siêu nhỏ |
-Xét nghiệm nước, vi sinh có độ chính xác cao |
|
Vớ lọc nylon |
Lưới hình ống- |
Quản lý nước mưa, nước thải xây dựng |
4. Cơ chế lọc của nylon trong nước
Lọc nước bằng nylon thường bao gồm một hoặc nhiều điều sau đây:
4.1 Lọc bề mặt
Các hạt bị mắc kẹt trên bề mặt lưới, thường gặp ở:
màn chắn hút bơm
nước làm mát công nghiệp
vớ trầm tích nước mưa
4.2 Lọc theo chiều sâu
Xảy ra chủ yếu ở các loại vải dệt nhiều sợi; các hạt di chuyển thành bó sợi.
4.3 Lọc sàng (Kích thước-Loại trừ)
Vật chất chặn lỗ chân lông lớn hơn kích thước định mức.
4.4 Lọc hấp phụ
Các nhóm amit phân cực của nylon có thể bẫy:
chất keo
mảnh hữu cơ
chất đạm mịn
Điều này làm cho nylon hữu ích chohệ thống cấp nước-thực phẩm, chế biến đồ uống, Vànước rửa công nghệ sinh học.
5. Lựa chọn kích thước lỗ lọc để lọc nước
Bảng 2. Kích thước lỗ chân lông so với lượng nước sử dụng
|
Kích thước lỗ chân lông |
Khả năng loại bỏ hạt |
Sử dụng điển hình |
|
1000–3000 µm |
Sỏi, mảnh vụn |
Màn chắn hút bơm |
|
200–800 µm |
Cát, côn trùng |
Bộ lọc trước{0}}nước hồ |
|
50–200 µm |
Bùn, rỉ sét |
Nước giếng, đường thủy lợi |
|
10–50 µm |
Hạt mịn hơn |
Tháp giải nhiệt, rửa công nghiệp |
|
1–10 µm |
Các hạt vi mô- |
Nước phòng thí nghiệm, vi điện tử |
|
<1 µm |
Chất keo, vi khuẩn (không khử trùng) |
Bộ lọc đánh bóng |
6. Cách thức hoạt động của nylon chống lại các chất gây ô nhiễm nước
Nylon vượt trội với:
cát và bùn
rỉ sét trong nước giếng
mảnh tảo
sợi hữu cơ
trầm tích từ các công trường xây dựng
mảnh polymer trong vòng nước công nghiệp
6.1 Mô hình hóa hiệu quả lọc
Hiệu suất lọc (E) có thể được tính gần đúng bằng:
E=1 – (Coutlet / Cinlet)
Số lượng lưới cao hơn và kích thước lỗ nhỏ hơn dẫn đến giá trị E cao hơn đáng kể.
7. Kháng môi trường trong hệ thống nước
Nylon giữ được sự ổn định trong:
nước ngọt
nước ngầm
nước giàu khoáng chất-
nước đô thị đã qua xử lý
nước biển (ngắn hạn{0}})
Tuy nhiên, nylon nhạy cảm với:
axit mạnh
chất oxy hóa (ví dụ, thuốc tẩy)
nước có hàm lượng clo-cao
8. Độ bền cơ học trong hệ thống dòng chảy
Lưới nylon thường được sử dụng trong:
màn hình bơm quay
bảo vệ đầu vào máy bơm chìm
hệ thống tưới tiêu được kiểm soát áp suất-
Ưu điểm cơ khí:
biến dạng thấp
khả năng chống mài mòn cao
tuổi thọ dài
9. Hạn chế của bộ lọc nylon trong nước
Mặc dù nylon rất phù hợp nhưng nó không hoàn hảo.
Bảng 3. Hạn chế của nylon
|
giới hạn |
Giải thích |
|
Phân hủy clo |
Tiếp xúc kéo dài làm cho sợi trở nên giòn |
|
Vi khuẩn sinh học |
Nước đọng khuyến khích sự hình thành chất nhờn |
|
Không lọc tuyệt đối |
Khử trùng có độ chính xác cao-cần có màng |
|
Sưng trong nước có tính axit |
Giảm độ đồng đều lỗ chân lông |
10. Kết luận
Nylon là một vật liệu tuyệt vời để lọc nước trong nhiều bối cảnh khác nhau. Từ sàng lọc thô đến lọc vi mô chính xác, nylon cung cấp giải pháp linh hoạt, bền bỉ và tiết kiệm chi phí-. Tính ưa nước, độ bền cơ học và khả năng chịu hóa chất của nó khiến nó trở nên lý tưởng cho các hệ thống dân dụng, công nghiệp, nông nghiệp và phòng thí nghiệm.