REVISTACIENTIFICAMULTIDISCIPLINARNUCLEODOCONHECIMENTO

Revista Científica Multidisciplinar

Pesquisar nos:
Filter by Categorias
Sem categoria
Агрономия
Администрация
Архитектура
Аэронавтические науки
Биология
Богословие
Бухгалтерский учет
Ветеринар
Военно-морская администрация
География
Гражданское строительство
животноводство
Закон
Здравоохранение
Искусство
история
Компьютерная инженерия
Компьютерные науки
Кухни
лечение зубов
Литература
Маркетинг
Математика
Машиностроение
Наука о религии
Образование
Окружающая среда
Педагогика
Питание
Погода
Психология
Связь
Сельскохозяйственная техника
Социальных наук
Социология
Тексты песен
Технология
Технология производства
Технология производства
Туризм
Физика
Физического воспитания
Философия
химическое машиностроение
Химия
Экологическая инженерия
электротехника
Этика
Pesquisar por:
Selecionar todos
Autores
Palavras-Chave
Comentários
Anexos / Arquivos

Прототип фильтрации, применяемый при деионизации воды с использованием смешанной смолы

RC: 88928
53
Rate this post
DOI: ESTE ARTIGO AINDA NÃO POSSUI DOI
SOLICITAR AGORA!

CONTEÚDO

ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ

BORGONOVI, Steven de Andrade [1], IBARRA, Gabrielle Amarilha [2], NECO, Gabriel Conforti Papa [3], RODRIGUES, Rayane Vieira [4], BARBOSA, Hueberton [5], PÁDUA, Aryston Vinicius Queiroz de Almeida [6], SANTOS, Alexsander Saves dos [7]

BORGONOVI, Steven de Andrade. Et al. Прототип фильтрации, применяемый при деионизации воды с использованием смешанной смолы. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Год 06, эд. 05, Vol. 14, стр. 61-72. Май 2021 года. ISSN: 2448-0959, Ссылка доступа: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/инженерно-химический/деионизации-воды ‎

СВОДКА

В этой работе был разработан, построен и протестирован прототип фильтра дейонизатора для разминирования сырой воды. Прототип имеет акриловое основное тело, со ступенями угля, песка, камня и катионные и анионные смолы, с деревянным основанием и контейнером для сбора деионизированной воды. Испытание сырой воды было выполнено, с проводимостью 144,8.10-6 µs/см до фильтрации, а затем 20,15.10-6 µs/см, затем показывает значительную эффективность системы. Прототип представил удовлетворительные результаты и выполнил свою цель создания, на основе SANEPAR (2013), где для решений с промежуточной проводимостью, таких как минерализованная вода, питьевая вода и сточные воды, диапазон составляет 10.10-6 µs/см к 2000.10-6 µs/см.

Ключевые слова: Низкая стоимость, Фильтрация, Дейонизатор, Вода.

1. ВСТУПЛЕНИЕ

По словам Teruya(2012), фильтрация является экспериментальной техникой деления неоднородных смесей, состоящих из твердого состояния и жидкого состояния, как правило, жидкости. Он широко используется не только для тушения твердых частиц жидкого состояния, но и для выделяет рассеянное твердое тело или сохраняется в жидкости. Процесс фильтрации может быть использован не только в лабораторных масштабах, но и в промышленных масштабах.

Такие методы фильтрации осуществляются: простая фильтрация, также известная как обычная и вакуумная фильтрация.

По словам Salvador и Usberco (2006), в простом процессе фильтрации, который осуществляется в лаборатории, используется круговая фильтровальная бумага, которая складывается пополам дважды, с тем чтобы разделиться на четыре части. Эта бумага увеличивает площадь поверхности фильтрации за счет ускорения процедуры. Если наиболее релевантной частью является твердый остаток, который сохраняется в фильтровальной бумаге, есть возможность еще больше сложить его. Затем эта фильтровальную бумагу помещается в аналитическую воронку и с помощью стеклянной барабанной палочки передается смесь. В то время как твердые частицы сохраняются в фильтре, жидкость, проходящая через поры, собирается в другой контейнер. В процессе вакуумной фильтрации разница заключается в применении вакуума (низкого давления) внутри контейнера, который будет собирать отфильтрованный раствор. В этом процессе, из-за применения вакуума, возникновение всасывания ускоряет процедуру.

Среди процессов фильтрации также можно применить фильтр для деминерализации или деионизации получения чистой воды. Процесс деминерализации воды состоит из удаления ионов (анионов и таций), присутствующих в нем, поэтому процедура обычно называется деионизацией. Он имеет те же преимущества и аспекты дистиллированной воды, однако они получены другими процедурами. Этот процесс происходит с перманентностью ионные смолы обмена, состоящей из синтетических продуктов, прикрепленных в конце фильтра, что позволяет очистки воды на химическом уровне, с переходом загрязняющих ионов инертных ионов к раствору.

При размещении в воде ионные смолы могут выпускать ионы натрия или водорода (катионные смолы) или гидроксилов (анионные смолы) и улавливать из этой же воды, соответственно, катионы и анионы, ответственные за их содержание растворенных твердых веществ, нежелательные для многих промышленных процессов (SAKAI, 2012).

Наиболее важным изменением от деминерализованной воды к дистилляту является то, что первая процедура очистки не использует энергию. Используются только специфические смолы, которые выполняют ионный обмен, таким образом появляющаяся очищенная вода. В дополнение к этому существует также процедура обратного осмоса, при котором фильтрация не использует химические вещества и это механический процесс (AFONSO, 2015).

Наиболее важным является окончательное качество производимой деминерализованной воды и то, где она будет использоваться. В случае электростанций вода будет широко использоваться в котле, в то время как в лабораториях она применяется для окончательного мытья стеклодувов.

Целью этой работы было создание фильтра дейонизатора с использованием смешанной смолы и других фильтров и оценка его работы по фильтрации воды для промышленного и лабораторного потребления.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Данный проект осуществлялся с августа по декабрь 2019 года в Университете Brasil, расположенном в Estrada Projetada F-1 s/n Fazenda Santa Rita, в муниципалитете Fernandópolis-SP.

Первым шагом стал выбор и техническое проектирование модели оборудования по рисунку 1 с шкалой в мм с учетом наилучшего производства и урожайности при фильтрации. Конечный продукт был установлен на 30см для длины столбца и ширины 10 см.

Рисунок 1 – Технический дизайн проекта.

Источник: Авторы.

Затем были приобретены материалы, перечисленные в Таблице 1. Некоторые материалы, такие как сетка сита, трубы и деревянная платформа, были пожертвованы Usina Bpbunge в городе Уроэсте / SP и Madeireira Lourenção в городе Fernandópolis / SP. Целью было использование недорогих и многоразовых материалов.

Таблица 1 – Материалы и ценности.

материалы количество Стоимость единицы (R$) Общая стоимость (R$)
Акриловый фильтр 10×30 см 1 65,00 65,00
Нажмите ¾ 2 4,50 9,00
Деревянная таблетка 70×40 см 1 0,0 0,0
Резиновый шланг ¾ 2,70 2,70
Резиновый шланг ½ 2,30 2,30
Pvc труба 100 мм (резервуар) 20см 8,50 8,50
Pvc труба 100 мм 30см 10,00 10,00
Pvc труба 50mm 45см 8,00 8,00
¾ U зажим 2 0,55 1,10
½ U зажима 2 0,55 1,10
пила 1 0,0 0,0
винт 8 0,10 0,80
Деревянная платформа 70x40cm 1 0 0
перо 1 0,0 0,0
Силиконовый клей 1 15,00 15,00
Домашний держатель древесины 40x20cm 1 0,00 0,00
ПВХ крышка 100mm 4 2,00 8,00
Ситовая сетка 10x10cm 1 0,0 0,0
камень 300г 2,00 2,00
песок 500г 3,00 3,00
Pvc труба 50mm 1 8,00 8,00
активированный уголь 200 г 35,00 35,00
Ионическая смола 500г 60,80 60,80
Общая 240,30

Источник: Авторы.

Следующим шагом была сборка внешнего оборудования с деревянными платформами, затем были проведены две перфорации по 13 мм, в верхней части (вход сырой воды) и в нижней (деионизированной розетке), в акриловом фильтре, который имеет меру 10x10x30cm, с объемом 3L, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2 – Сборка снаружи.

Источник: Авторы.

Затем была установлена внутренняя часть фильтра, где был проведен процесс фильтрации для удаления всех рд и солей, содержащихся в сырой воде, показанных на рисунке 3.

Рисунок 3 – Сборка внутри.

Источник: Авторы.

Внутренний этап сборки следует последовательности обычного фильтра, начиная с активированного углерода, который является одним из наиболее важных адсорбентов, с промышленной точки зрения, используется для разделения и очистки смесей в газочной и жидкой фазе, затем фильтры песка и гравия удаляют мутность, частицы и небольшое количество эмульгированных материалов в коллоидной форме или эмульсии , Улучшение цвета и вкуса, смешанная смола была впоследствии введена, которая состоит из 50% катионной смолы и 50% анионной смолы, которая разработана специально для очистки воды в промышленности и лабораториях, используются для удаления ионов из воды, после включения слоя хлопка, который помогает в удалении твердых веществ из воды , из-за высокой контактной поверхности, следствие микрометрических размеров проводов и закончил с фильтром сетки для обеспечения высокой эффективности процесса фильтрации.

После процесса деионизированная вода предназначена для следующего контейнера, проводимого в резиновой трубе, гравитационно, пойме в трубный резервуар объемом 2,45л, что делает запас продукта, представленный рисунком 4.

Рисунок 4 – Процесс хранения.

Источник: Авторы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ проводимости проводился до и после каждой фильтрации. Результаты были представлены и представлены в таблице 2:

 Таблица 2 – Значения проводимости.

Тесты Проводимость сырой воды Проводимость деионизированной воды
1 144.8 20,15
2 164.3 17,56
3 164.3 16,21
4 164,3 16,14
5 166.1 17,25

Источник: Авторы.

Снижение скорости проводимости эквивалентно 70%. Процесс обмена ионами произошел из-за использования синтетических смол, где они сохраняют соли, растворенные в воде в результате химической реакции, высвобождая эквивалентные ионы в раствор. Сырая вода, подлежащих разминированию, должна подвергаться предварительной фильтрации для удаления подвесных твердых веществ: глины, песка и других, включая хлор, который удаляется в начале фильтрации из-за наличия заготовляемого угля. По данным Saves (2018, apud SANTOS, 2019)

Естественно насыщение смолы в зависимости от времени использования, поэтому необходимо, чтобы произведенная вода часто отслеживалась с помощью проводника, что позволяет определить, когда она должна быть заменена. Максимальный уровень проводимости, который будет определять, когда смола должна быть изменена будет зависеть от использования, для которого очищенная вода предназначена, устанавливается пользователем для каждого приложения. Значения ссылок отображаются в диаграмме 1.

Таблица 1 – Значения ссылки на проводимость.

приложение пояс
Для решений с низкой проводимостью, таких как дистиллированная, деионизированная или ультра-

чистый.

0,5 µs до того как 400 µs
Для промежуточных решений проводимости, таких как минерализованная вода, питьевая вода и вода

остаточный.

10 µs до того как 2000 µs
Для растворов с хорошей проводимостью, таких как морская вода, кислоты, основания и разбавленные соли,

физиологические решения.

1000 µs до того как 200.000 µs

Источник: SANEPAR, 2013.

Расход фильтра был рассчитан с использованием уравнения 1:

Уравнение 1 :

где Q – расход, V – объем, а t – время.

Был выполнен поток фильтра, в котором были получены t=49.15s и V=0,003m³ и Q=6,1×10-5 m3/s. Объем, занимаемый в фильтре, был рассчитан с помощью Уравнение 2:

 Уравнение 2: V = A.h

Там, где V является предварительно заполненным объемом фильтра, A является областью фильтра, а h – высотой, занятой компонентами фильтра. Предварительно заполненный объем был рассчитан с A= 0,01m² и h= 0,019m.

V = 0,00195 m3.

Таблица 3 – Результат расчета

урожай ≅ 72%
Объем материала, содержащегося в фильтре 0,00195 м3
Объем фильтра 0,003 м3
Объемный поток 6,1х10-5 м3/s.

Источник: Авторы.

4. ВЫВОДЫ

Был сделан вывод о том, что производительность прототипа была удовлетворительной по сравнению с результатами, опубликованными SANEPAR (2013). Изменение значений, полученных в конце каждого образца, зависит от воды, используемой в фильтрации, однако полученные результаты были линейными во время всех испытаний, что показывает эффективность системы, так как процесс может быть выполнен несколько раз без необходимости замены материалов.

Предполагается, что можно повысить эффективность прототипа, если изменить расширение колонны смолы при условии, что скорость потока сохранится. Количество времени удержания смолы/удержания являются решающими факторами для производительности прототипа.

При возможной репликации фильтра уменьшите пустое пространство, оставимое в конце столбца, так как оно служит только для того, чтобы избежать обратного давления.

РЕКОМЕНДАЦИИ

AFONSO, Julio Carlos. Separação sólido-líquido: Centrífugas e papeis filtro. Química Nova, volume nº38, no.05. São Paulo, Junho de 2015

SAKAI, Suzana. Resinas trocadoras de Íons, soluções a favor do tratamento de água e efluentes. Revista TAE, São Paulo, edição Nº 9 – outubro/novembro de 2012 – Ano 2.

SALVADOR, Edgard e USBERCO, João. Química, volume único. 1ª edição. São Paulo-SP: Editora Saraiva, 2006. 672 p.

SANEPAR. Companhia de Saneamento do Paraná, 2013. Disponível em: <https://site.sanepar.com.br/>

TERUYA, Leila Cardoso. Filtração Simples. LABIQ – Laboratório de Química e Bioquímica. Disponível em: <http://labiq.iq.usp.br/paginas_view.php?idPagina=4&idTopico=68#.YIs6H7VKjDc> Acesso em: 12 de outubro 2019.

[1] Академик химической инженерии.

[2] Академик химической инженерии.

[3] Академик химической инженерии.

[4] Академик химической инженерии.

[5] Академик химической инженерии.

[6] Академик химической инженерии.

[7] Советник. Степень магистра экологических наук.

Представлено: Февраль 2021.

Утверждено: Май 2021 г.

Rate this post
Gabrielle Amarilha Ibarra

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

POXA QUE TRISTE!😥

Este Artigo ainda não possui registro DOI, sem ele não podemos calcular as Citações!

SOLICITAR REGISTRO
Pesquisar por categoria…
Este anúncio ajuda a manter a Educação gratuita