|
Терминология
Коллоидный индекс — КИ или SDI ( Silt Density Index , индекс плотности осадка, иловый индекс) — это расчетный показатель, введенный стандартами ASТM как характеристика степени загрязнения воды механическими и коллоидными примесями и ее пригодности для подачи в обратноосмотическую установку. Вычисляется по результатам тестирования скорости засорения мембранного фильтра с рейтингом пор 0,45 мкм в строго определенных условиях.
НПК "Медиана-фильтр" представляет современные системы очистки воды и водоподготовки:
Назначение коллоидного индекса
Коллоидный индекс:
- применяется для оценки эффективности различных процессов водоподготовки, предназначенных для удаления взвесей;
- позволяет прогнозировать скорость загрязнения поверхности мембраны взвешенными веществами, содержащимися в обрабатываемой воде.
Сущность метода
Воду прокачивают через мембранный фильтр с рейтингом пор 0,45 мкм при постоянном давлении 2,1 атм и постоянной температуре. Коллоидный индекс характеризуется отношением длительностей наполнения фильтратом мерной емкости в начале эксперимента и по прошествии некоторого времени, в течение которого продолжается фильтрование и постепенное засорение фильтра осадком. Расчетная формула приведена ниже. Вообще говоря, результат вычислений зависит от времени, в течение которого производится моделирование процесса осадкообразования. Поэтому обычно это время указывается в качестве нижнего индекса – КИ T . Стандартная длительность эксперимента – 15 минут, в этом случае индекс зачастую не ставится, т.е., как правило, КИ = КИ 15 . Поскольку состав, размер, вид и природа взвешенных частиц (в том числе коллоидов) могут сильно варьироваться, вычисление осредненной характеристики – коллоидного индекса, позволяет проводить лишь качественную оценку общего содержания взвешенных частиц в пробе.
Необходимое оборудование:
1. Мембранный фильтр с размером пор 0,45 мкм диаметром 47 мм.
2. Фильтродержатель для мембранного фильтра диаметром 47 мм.
3. Секундомер.
4. Градуированная на 500 мл емкость.
5. Система поддержания давления 2,1 атм с необходимым оборудованием (вентили, манометры, редукторы и др.).
Примечание. Объем 500 мл выбран для фильтра диаметром 47 мм . При других диаметрах фильтров, объем вытекающей воды должен выбираться пропорционально площади фильтрования.
Требования к оборудованию:
Все соединительные элементы должны быть изготовлены из пластика или нержавеющей стали для предотвращения коррозии. Размеры фильтра должны строго соответствовать размеру посадочного места в фильтродержателе. Фильтродержатель должен выдерживать давление до 3,5–4 атм. Приобретать фильтры и фильтродержатели рекомендуется у одного и того же производителя.
Рис. П5.1. Схема установки для определения коллоидного индекса.
Е1 – емкость с исследуемой водой; ОК – обратный клапан; Н — насос;
Др – дроссель; Р – редуктор; М – манометр; В – регулировочный вентиль; Ф – фильтродержатель с мембранным фильтром 0,45 мкм; Е2 – мерная емкость для сбора фильтрата
|
Рис. П.5.2. Установка для определения коллоидного индекса производства «НПК Медиана-Фильтр» |
Процедура измерения коллоидного индекса
Перед проведением измерений, промойте исследуемой водой все оборудование, для чего заполните емкость Е1 на 2/3 объема и слейте всю воду в дренаж, запуская насос в работу. Перед проведением измерений запишите производителя фильтра и его номер, затем, наполните емкость Е1 тестируемой водой и измерьте ее температуру.
Старайтесь поддерживать температуру воды постоянной, т.к. при ее изменении на 1 ?С скорость фильтрации воды изменяется на 3%, что приведет к соответствующей погрешности определения КИ.
Измерения коллоидного индекса проводят при постоянном давлении на мембранном фильтре. Для подержания давления на постоянном уровне необходимо: закрыть вентиль; включить насос и настроить (по показанию манометра) редуктор на поддержание стабильного давления на выходе 2,1±0,1 атм. Контролируйте поддерживаемое давление на протяжении всего теста.
Отключите насос. Откройте фильтродержатель и установите в него мембранный фильтр с рейтингом 0,45 мкм. Обращайтесь с фильтром очень осторожно во избежание его разрыва. Избегайте прикосновений пальцами к поверхности мембранного фильтра, используйте пинцет во время манипуляций.
Убедитесь в правильности размещения фильтра и вспомогательных частей фильтродержателя. С помощью пипетки смочите фильтр водой, подождите пока мембрана не набухнет и плотно закройте фильтродержатель.
Запустив насос и приоткрыв вентиль, кратковременно подайте в фильтродержатель испытываемую воду для его заполнения, и выпустите попавший внутрь воздух путем открытия спускного крана в верхней части фильтродержателя.
Откройте вентиль полностью и измерьте временя t 0 необходимое для протекания через фильтр 500 мл воды (заполнения мерной емкости Е2).
Продолжайте фильтрование, сливая воду в дренаж. Через 15 минут от начала теста вновь опустите выходной шланг в пустую мерную емкость и измерьте время t 15 необходимое для ее заполнения. КИ 15 по определению не превышает 6,67 и поэтому плохо подходит для характеристики сильнозагрязненных вод. При низком качестве воды необходимо снижать время накопления загрязнения фильтра до 10 или 5 минут и вычислять соответственно КИ 10 или КИ 5 .
Если используется фильтр другой площади и первый мерный объем был не 500 мл, в дальнейшем измеряйте время фильтрования только такого же объема.
Расчеты
Коллоидный индекс рассчитывается по формуле:
 ,
где Т – общее время фильтрования в минутах (обычно 5, 10 или 15 минут); t 0 – время отбора 500 мл воды в начале эксперимента; t T – время отбора 500 мл воды через Т минут фильтрования.
Таким образом, стандартный коллоидный индекс , в котором интервал времени между двумя измерениями длительности заполнения мерной емкости составляет 15 минут , вычисляется по формуле:
 .
Оформление
Для оформления результатов теста фиксируют:
- производителя фильтра и его номер;
- температуру воды до и после испытания;
- выбранный интервал времени между двумя измерениями (обычно 15 мин.);
- измеренные времена заполнения мерного объема t 0 и t 15 (или t 10 , или t 5 );
- вычисленный коллоидный индекс.
|
Лабораторные установки
Засыпные фильтры 
Промышленные системы
Мобильные системы