1. Introducció
El niló s'ha convertit en un dels materials més utilitzats en els sistemes de filtració d'aigua a causa de la seva combinació de durabilitat, estabilitat química, hidrofílicitat i versatilitat en les mides de porus. Tot i que el polipropilè i l'acer inoxidable també són habituals en les indústries de manipulació de fluids-, el niló posseeix un equilibri únic de característiques mecàniques i químiques que el fan adequat per a aplicacions que van des decribratge gruixut en bombesamicro-filtració de partícules en processos de laboratori i industrials.
Aquest article proporciona una base tècnica completa per entendre com i per què s'utilitza el niló en la filtració d'aigua, que inclou l'estructura del polímer, la ciència de la mida dels porus{0}}, el comportament del flux, els modes de fallada, el modelatge d'eficiència de filtració i consideracions d'enginyeria.
llegir més:Aplicacions d'enginyeria dels filtres d'aigua de niló: principis de disseny, usos industrials i optimització del rendiment
2. La ciència dels materials darrere dels filtres de niló
El niló (poliamida) és un polímer sintètic que consisteix en enllaços amida repetits. Les propietats que defineixen el seu comportament de filtració inclouen:
2.1 Alta resistència mecànica
Fibres de nilóresisteix la deformació per tracció, el que significa que la malla manté l'estructura dels porus fins i tot sota pressió de flux. Això és crucial per a:
pantalles d'admissió de la bomba
pre{0}}filtres en línia
filtració d'aigua de pou
línies de reg agrícoles
2.2 Propietats hidròfiles
La hidrofilia promou:
humitat consistent
millor distribució del flux
bombolles d'aire reduïdes
temps d'inici{0}}de filtració més curts
2.3 Resistència a l'abrasió
L'aigua que conté sorra, sorra o partícules d'òxid no tallarà fàcilment els fils de niló.
2.4 Ampli rang de temperatures de funcionament
La malla típica de niló 6 o niló 6/6 pot tolerar:
−40 graus a +120 grausfuncionament continu
excursions curtes fins150 graus
3. Malla de nilóTipus per a la filtració d'aigua
Les diferents estructures de teixit i fibres determinen el rendiment.
Taula 1. Tipus habituals de malla de filtre de niló
|
Tipus de malla |
Descripció |
Aplicacions típiques de l'aigua |
|
Malla de niló monofilament |
Filament continu únic; estructura de porus uniforme |
Filtre d'aigua potable, filtres d'admissió de la bomba |
|
Nylon teixit multifilament |
Múltiples fibres retorçades; capacitat de retenció de brutícia-més profunda |
Eliminació de sediments, reg, filtració d'aigua de pou |
|
Membrana microporosa de niló |
Pel·lícula emesa amb porus sub-microns |
Proves d'aigua d'alta{0}}precisió, microbiologia |
|
Mitjons de filtre de niló |
Malla-tub |
Aigües pluvials, gestió de l'escorrentia de la construcció |
4. Mecanismes de filtració del niló a l'aigua
La filtració d'aigua amb niló normalment implica un o més dels següents:
4.1 Filtració superficial
Les partícules queden atrapades a la superfície de la malla, habituals per:
pantalles d'admissió de la bomba
aigua de refrigeració industrial
mitjons de sediment d'aigües pluvials
4.2 Filtració en profunditat
Es produeix principalment en teixits multifilaments; les partícules migren cap a feixos de fibres.
4.3 Filtració per tamisat (exclusió de mida-)
Els porus bloquegen físicament la matèria més gran que la mida nominal.
4.4 Filtració adsortiva
Els grups amida polar de niló poden atrapar:
col·loides
fragments orgànics
matèria proteica fina
Això fa que el niló sigui útilsistemes d'aigua-alimentaris, processament de begudes, iAigua de rentat biotecnològic.
5. Selecció de la mida dels porus per a la filtració d'aigua
Taula 2. Mida dels porus en funció de l'aplicació d'aigua
|
Mida dels porus |
Capacitat d'eliminació de partícules |
Ús típic |
|
1000–3000 µm |
Grava, runes |
Pantalles d'admissió de la bomba |
|
200–800 µm |
Sorra, insectes |
Pre-filtres d'aigua del llac |
|
50–200 µm |
Llim, òxid |
Aigua de pou, línies de reg |
|
10–50 µm |
Partícules més fines |
Torres de refrigeració, rentat industrial |
|
1–10 µm |
Micro-partícules |
Aigua de laboratori, microelectrònica |
|
<1 µm |
Col·loides, microbis (no esterilitzants) |
Filtres de poliment |
6. Com actua el niló contra els contaminants de l'aigua
El niló destaca amb:
sorra i llim
rovell a l'aigua del pou
fragments d'algues
fibres orgàniques
sediment de les obres de construcció
escates de polímer en bucles d'aigua industrial
6.1 Modelització de l'eficiència de la filtració
L'eficiència de filtració (E) es pot aproximar mitjançant:
E=1 – (Coutlet / Cinlet)
Els recomptes de malla més alts i les mides de porus més petites donen lloc a valors E significativament més alts.
7. Resistència ambiental en sistemes d'aigua
El niló manté l'estabilitat en:
aigua dolça
aigües subterrànies
aigua rica{0}}mineral
aigua municipal tractada
aigua de mar (-curt termini)
Tanmateix, el niló és sensible a:
àcids forts
oxidants (per exemple, lleixiu)
Aigua alta{0}}clorada
8. Durabilitat mecànica en sistemes de flux
La malla de niló s'utilitza habitualment en:
pantalles de bombes giratòries
protectors d'entrada de bombes submergibles
sistemes de reg controlat{0}}a pressió
Avantatges mecànics:
baixa deformació
alta resistència a l'abrasió
llarga vida útil
9. Limitacions dels filtres de niló a l'aigua
Tot i que el niló és molt adequat, no és perfecte.
Taula 3. Limitacions de niló
|
Limitació |
Explicació |
|
Degradació del clor |
L'exposició prolongada fa que les fibres siguin trencadisses |
|
Bioincrustació microbiana |
L'aigua estancada afavoreix la formació de llim |
|
No filtració absoluta |
L'esterilització d'alta-precisió requereix membranes |
|
Inflor en aigua àcida |
Reducció de la uniformitat dels porus |
10. Conclusió
El niló és un material excel·lent per filtrar l'aigua en una gran varietat de contextos. Des del cribratge gruixut fins a la microfiltració de precisió, el niló ofereix una solució versàtil, duradora i rendible-. La seva hidrofílicitat, resistència mecànica i tolerància química el fan ideal per a sistemes residencials, industrials, agrícoles i de laboratori.