А вы знаете, что современное эффективное решение проблем водоочистки – это функциональная установка для ультрафильтрации воды. Используемая комбинированная технология обеспечивает удаление взвесей, устраняет мутность, производит дезинфекцию. На сегодня это один из самых экономичных и экологичных способов очистки жидкости, не требующий предварительной водоподготовки и использования реагентов.
Суть метода
Ультрафильтрация воды относится к одной из баромембранных технологий. Ее качественные показатели и алгоритм работы находятся в промежутке между обратноосмотичес кой системой и микрофильтрацией. Сверхтонкая (ультратонкая) очистка предполагает пропускное отверстие в фильтре из трубчатого композита (капиллярном) размером 0,002…0,01 мкм. Через фильтрующие элементы микрофильтрации проходят частицы размером от 10 до 0,05 мкм. делает воду почти стерильной, отсекая загрязнения размером до 0,0001 микрон.Сквозь мембрану свободно проходят молекулы воды, ионы, но, в то же время, отсекаются крупномолекулярные примеси-загрязнители. Поэтому мембранные аппараты являются главным звеном ультрафильтрацио нной системы. Метод используется в автоматических водоочистительны х установках для подготовки воды на предварительном уровне:
- морской;
- поступающей из скважин, открытых водоемов;
- подаваемой на обратноосмотичес кие очистители.
В установках обратного осмоса тоже происходит очистка воды – ультрафильтрация же характеризуется более широкими технологическими возможностями. Конструктивно агрегаты выполнены в виде оболочки (корпуса), где ортогонально установлены мембраны – фильтры. Основная конструкция может быть дополнена ультрафиолетовым обеззараживателе м. Система работает с проточной водой в заданном режиме и может монтироваться на вводе водопровода в дом или отдельную квартиру.Важно! Метод ультрафильтрации воды позволяет получать жидкость стабильно высокого качества в постоянном режиме, независимо от того, какой была исходная вода до очистки.
Какие примеси удаляются
Производительность установки напрямую зависит от типа мембран, конструктивных особенностей фильтрационных модулей, режима их работы. Подаваемая под напором вода проталкивается сквозь несколько фильтрующих элементов (мембран). По ходу она освобождается от:
- частиц ржавчины, попавших в нее с внутренних поверхностей старых водопроводных труб;
- находящихся в водном растворе органических соединений и неорганических примесей.
На выходе получается вода без вирусов и бактерий, не требующая доочистки, готовая к употреблению.
Очень важно! Фильтры ультрафильтрации воды, задерживая вредные для организма человека примеси, пропускают сквозь себя минералы, соли, полезные для его здоровья, сохраняя натриевый и кальциевый состав воды.
Особенности монтажа ультрафильтрационных установок
Вниманию потребителей предлагаются ультрафильтрационные мембранные установки различной производительности и вариантов исполнения. Благодаря минимальным размерам они эргономично вписываются в дизайн в процессе строительства или ремонта помещения, компактно монтируются в уже готовую обстановку, сокращая размер площади помещения под водоподготовку.
Системы ультрафильтрации воды имеют небольшие габариты, отсутствие специальных отсеков под реагенты и компактный электронный умягчитель, не требующий больших площадей.
Система ультрафильтрации воды может монтироваться так, чтобы очищенная жидкость подавалась не только на кухню, а во все точки разбора: душевая, бытовая техника, подогрев в бойлере, пр.
Алгоритм работы
Водоснабжение квартиры предполагает поступление двух видов воды: холодной и горячей. Но проблемы с работой теплосетей вынуждают самостоятельно нагревать при помощи водонагревателя подаваемую по магистрали холодную воду. Для очистки жидкости с последующим подогревом предполагается три этапа:
- Прохождение через механические очистители из полипропилена. Отсекаются крупные нерастворимые фракции песка, глины, пр.
- Очищение через устройство ультрафильтрации.
Если все же нужно очистить горячую воду, подаваемую по трубам, используются керамические фильтры микрофильтрации. Они выдерживают температуру на входе теплоносителя +70°С. В отличие от стандартных мембран, эффективность которых уменьшается уже при +40°С, керамика устойчива к высоким показателям температуры. Она убивает в фильтрах вредную патогенную флору, осветляет воду, не воздействует на минеральный состав. При этом концентрат в канализационный коллектор не сбрасывается. При давлении воды в водопроводной сети меньше 2,0 кгс/см. кв. для ее подачи предусматривается установка повысительного насоса. Уровень шума при работе оборудования не превышает предельно-допустимых значений.
Преимущества способа ультрафильтрации
Преимущественным и считаются такие характеристики ультрафильтрации:
- Высокая степень очистки, в том числе, полное удаление коллоидных веществ, взвесей: хлорорганических соединений, тяжелых металлов, крупных фракций, солей жесткости.
- Дезинфекция (физическое удаление патогенной флоры).
- Отсутствие накопительного резервуара, «съедающего» пространство комнаты.
- Автономность работы (без участия человека).
- Продление срока службы бытовых приборов, техники.
- Исключение контакта с неочищенной водой и повторного ее заражения.
- Сохранение минерального состава природной воды.
- Экологичность.
- Варианты монтажа (вертикальный, горизонтальный), простота установки.
- Экономичность: снижение расхода воды, электроэнергии, себестоимости, пр.
- Компактность установки.
- Долгий срок службы мембран: 5 лет и более. Ультрафильтрация обеспечивает пользователей прошедшей через систему фильтров вкусной и полезной водой.
Ни для кого не секрет, что избавиться от механических примесей и осадков в воде можно при помощи ее очищения. И чем меньше частицы, тем сложнее их удалять. Еще не так давно нельзя было удалить коллоидные частицы, не применив специальные реагенты-коагулянты, а механическое удаление микроорганизмов представлялось и вовсе невозможным. Но благодаря современным технологиям все изменилось. О том, что представляет собой система ультрафильтрации воды, о ее особенностях, достоинствах и недостатках вы узнаете из нашей статьи.
Из этой статьи вы узнаете:
Что такое система ультрафильтрации воды
Что дает система ультрафильтрации воды
Какие преимущества имеет система ультрафильтрации воды
Какие недостатки присущи системе ультрафильтрации воды
Что представляет собой система ультрафильтрации воды
Ультрафильтрацией воды называется метод ее очистки, который заключается в пропускании воды через мембрану с размером пор 0,002–0,1 мкм под определенным давлением. Системы ультрафильтрации воды позволяют ликвидировать взвешенные частицы больше 0,01 мкм (коллоидные примеси, бактерии, вирусы, органические макромолекулы) из водных жидкостей муниципальных и локальных водопроводов (артезианских скважин, колодцев и т. п. – как и в случае использования фильтров очистки воды от железа).
Ультрафильтрация воды – эффективный, не очень затратный и экологически чистый способ очищения от субмикронных механических примесей. В современных системах ультрафильтрации воды используют волокна, состоящие из пор величиной примерно 0,01 мкм.
– процесс мембранного разделения, а также концентрирования растворов. Процедура ультрафильтрации проводится под воздействием разницы давлений, предшествующих и последующих ее установке. Ультрафильтрация подобна системам обратного осмоса, в том числе и по аппаратному исполнению. Но требований к отводу от мембранной поверхности концентрированного раствора гораздо больше. Схема проведения рассматриваемого процесса, условно говоря, находится между механическим фильтрованием и обратным осмосом.
Применимость ультрафильтрационных систем намного шире, чем систем обратного осмоса и фильтров удаления железа, ведь ультрафильтрация позволяет решить вопрос фракционирования (селективного удаления частиц). Ультрафильтрация применяется для разделения систем, в которых молекулярная масса растворенных компонентов намного больше молекулярной массы растворителя.
При проверке воды систему ультрафильтрации используют в тех случаях, когда молекулярная масса хотя бы одного составляющего компонента смеси имеет значение от 500 и более. Наряду с системами обратного осмоса принцип действия ультрафильтрации основан на разности давлений. Процесс ультрафильтрации протекает при давлении 0,1–1МПа. Можно также воспользоваться системой умягчения воды – она позволяет добиться наилучшего состава данной жидкости.
К числу недостатков системы ультрафильтрации воды относят: небольшой технологический диапазон, поскольку проведение процедуры возможно только при доскональном соблюдении всех условий (давления, температуры, состава растворителя и т. д.); невозможность продолжительного использования мембран (1–3 года) из-за образования осадков на поверхности, а также в самих порах, в результате чего мембраны засоряются и реструктурируются.
По сравнению с ультрафильтрацией, очистка воды от железа – более экономичная процедура. Мембрана, применяемая в системах ультрафильтрации воды, блокирует прохождение твердых частиц, бактерий, вирусов, эндотоксинов и т. д., благодаря чему степень чистоты полученной жидкости получается очень высокой. Данная процедура широко используется в целях предварительной очистки поверхностных, морских вод, биологической обработки муниципальных сточных вод.
Половолоконные мембраны позволяют проводить ультрафильтрацию воды следующими способами:
«Cross-flow» – жидкость делится на фильтрат и концентрат, который сливается в дренаж;
«Dead-end» – процедура фильтрации сквозь волокна прерывается прямыми и/или обратными промывками, что способствует уменьшению расхода воды.
Что дает система ультрафильтрации воды в процессе водоочистки
Осветление воды
При появлении новой разработки очищения питьевой воды главными критериями оценки становятся: характеристики получаемой пробы и количество затраченных в ходе данного процесса ресурсов. Система ультрафильтрации воды достаточно компактна, не требует сложного ухода и большого расхода химических реагентов, благодаря чему у полученной в результате осветленной воды невысокая себестоимость и отличное качество. При ультрафильтрации на себестоимость воды непосредственное влияние оказывают мощность системной установки и качество исходного сырья.
Небольшие коммерческие установки (производительность меньше 100 м 3 /ч) позволяют получить осветленную воду, себестоимость которой равна 1,5–3,5 руб/м 3 . А крупные (с производительностью больше 100 м 3 /ч) – аналогичный показатель, значения которого не превышают 0,5–2,0 руб/м 3 .
Рассмотрим преимущества применения ультрафильтрационных мембран по сравнению с альтернативными технологиями:
небольшое рабочее давление (1–2 атм) и высокая эффективность ультратонкой фильтрации;
уменьшение себестоимости полученной воды в пять раз;
компактность конструкций, позволяющая занимать в три раза меньшую площадь;
требует гораздо меньшего количества реагентов (более чем в 10 раз);
позволяет в два раза снизить расход потребляемой воды;
требует в два раза меньше энергетических затрат;
несложная система автоматизации;
позволяет достичь стопроцентного удаления взвешенных веществ;
практически полностью дезинфицирует (удаление 99,99 % бактерий и вирусов);
осветляет воду (уменьшает мутность и цветность);
отлично очищает жидкость от железа и марганца;
удаляет коллоидный кремний и органические вещества;
способствует ультратонкой очистке (степень фильтрации 0,01 микрон);
сохраняет солевой состав водной жидкости;
позволяет снизить капитальные расходы на строительство здания для размещения нового оборудования.
Дезинфекция воды
Использование стандартных элементов системы ультрафильтрации воды позволяет избавиться от 99,99 % бактерий и вирусов, что характеризует данный метод как высоко технологичный и эффективный. В сравнении с традиционными способами дезинфекции (ультрафиолетовым обеззараживанием, хлорированием, озонированием, дозацией диоксида хлора и т. д.), ультрафильтрация способствует физическому удалению микроорганизмов из жидкости.
Это происходит из-за того, что размер пор мембраны, используемой в системе ультрафильтрации, намного меньше вирусов и бактерий (вирус – 0,02–0,4 мкм, бактерия – 0,4–1,0 мкм, пора – 0,01 мкм). То есть частицы вредных веществ не могут просочиться через такие маленькие отверстия в мембранном полотне. При ультрафильтрации в хлорировании воды нет необходимости, а процедура обеззараживания проводится перед подачей воды для потребления.
Работа с ионообменными фильтрами
Использование ионообменных фильтров (особенно в энергетическом и промышленном комплексе) иногда сопровождается некоторыми сложностями. В ходе разработки проектов систем фильтрации воды гранулометрическая структура жидкости практически не учитывается. Осветлительные и микрофильтрационные фильтры предварительной очистки эффективны для отделения взвешенных частичек, величина которых превышает 1,0 мкм.
Частицы меньшего размера (0,1–1,0 мкм) блокируются при помощи ионообменных смол, однако «закупоривания» не избежать. В итоге – уменьшение динамичности ионообмена, а также понижение результативности воздействия смол. Предотвратить процесс можно путем уменьшения мутности исходной водной жидкости ниже трех нефелометрических единиц мутности (NTU). Использование системы ультрафильтрации воды позволяет добиться мутности, равной 0,1 NTU.
Процесс ионного обмена может затрудняться из-за содержащихся в водной жидкости коллоидов SiO 2 (встречаются в артезианской и речной воде). Запуск процесса полимеризации SiO 2 (объединения молекул в длинные цепочки) наступает, если значение рН меньше 7 (после H-катионирования). Убрать такие образования с поверхности смолы довольно сложно: потребуются промывки (долго и неэффективно) и восстановление фильтров ионного обмена.
Если применить систему ультрафильтрации воды до указанных фильтров, то можно добиться удаления 95 % (в некоторых случаях – более 98 %) коллоидов SiO 2 , препятствуя тем самым «закупориванию» ионитов. Смолы могут «забиваться» и по причине увеличения числа бактерий, что очень актуально для систем с участками, которые не обрабатываются химическими растворами.
Бывают и случаи, когда клапаны, уплотнения и необработанные поверхности, вступающие в контакт с водой, далеки от соответствия нормам технических и санитарных стандартов. Наличие некоторых условий на этих участках (температуры и уровня рН) положительно влияет на появление биологических микроорганизмов. Процедура ультрафильтрации значительно затормаживает развитие данного процесса на поверхности смол.
Работа с фильтрами обратного осмоса
Для работы систем обратного осмоса в качестве предварительных фильтров обычно применяют мешочные или патронные фильтры, рейтинг фильтрации которых приравнивается 5 мкм. Замена их ультрафильтрацией позволит уменьшить статью эксплуатационных расходов, поскольку длительность использования возрастет.
Это объясняется стабилизацией коллоидного индекса SDI на уровне 1-2 новыми модулями, которые позволят сократить частоту промывок и смену мембран обратного осмоса.
При использовании осветлителей и коагулянтов на этапе предварительной фильтрации воды перед обратным осмосом следует внимательно выбирать вещества, вызывающие процессы флокуляции и коагуляции. Отрицательный заряд мембран обратного осмоса делает применение катионных флокулянтов невозможным.
Анионные и неионогенные флокулянты могут применяться при минимальных дозах. Вернуть мембрану в работу после блокировки пор флокулянтом довольно сложно. При использовании системы ультрафильтрации воды такой проблемы не возникает.
Системы ультрафильтрации воды: преимущества и недостатки
Достоинства ультрафильтрации:
Система ультрафильтрации считается новейшей разработкой, заинтересованность в которой увеличивается не только благодаря хорошим результатам очистки. На растворы в установке ультрафильтрации не оказывается термического и химического воздействия (по сравнению с процедурой флотации воды), то есть при этом методе очистки можно использовать растворы, чувствительные к температурному воздействию.
Результаты соотношения отличных показателей эффективности и энергии, потраченной на их получение, действительно впечатляют (например, на дистилляцию требуется от 20 до 60 % больше электроэнергии). В этом плане ультрафильтрация – наименее затратный способ. Его применение позволяет также достичь высокоэффективного умягчения водной жидкости.
При использовании систем ультрафильтрации воды появляется возможность восстановления ценных компонентов, которые содержатся в сточных водах (иные методы для таких целей малоэффективны).
Системы ультрафильтрации воды оснащены мембранами из достаточно прочного материала, что позволяет получать на выходе раствор высокого качества, обогащенный смесями. Здесь качество оборудования – принципиальное условие. Системы ультрафильтрации широко используют в целях очищения маломутных природных вод от органических соединений и микроорганизмов. При наличии серьезных загрязнений (барий, стронций и т. д.) следует использовать шунтиг фильтр.
Системы ультрафильтрации находят применение в различных сферах. Рассматриваемый метод мембранной очистки является самым популярным. Так, его применяют после использования зернистых и волокнистых фильтров.
Метод ультрафильтрации позволяет отделять раствор от волокон и твердых частиц там, где применяются сорбционные и ионообменные системы.
При помощи ультрафильтрации воды можно также очистить воду от масел. Для этого еще используется фильтр AG, что не всегда возможно, поскольку он работает при определенных температурах.
Как и любая техническая конструкция, система ультрафильтрации воды имеет свои недостатки. К их числу можно отнести скопление на мембранной поверхности гелиевой осадки, препятствующей дальнейшему фильтрованию, так как она имеет большую силу гидравлического сопротивления, чем используемое ультрафильтрационное полотно. Это явление называют концентрационной поляризацией. Место концентрации осадки определяется физико-химическими свойствами вещества.
Выделяют следующие способы решения данной проблемы:
подавать раствор в пульсирующем режиме насосом-дозатором;
подавать турбулентный поток;
увеличить скорость потока рабочей жидкости.
Как вы видите, система ультрафильтрации воды имеет свои особенности, поэтому для ее выбора и установки лучше обратиться к профессионалам. На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра для воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.
Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг – консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.
Наша компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.
Специалисты нашей компании готовы помочь вам:
подключить систему фильтрации самостоятельно;
разобраться с процессом выбора фильтров для воды;
подобрать сменные материалы;
устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;
найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.
Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!
Сегодня в статье будет проведен сравнительный анализ двух технологий для подготовки питьевой воды - традиционной с использованием осветлителей и фильтров механической очистки воды и ультрафильтрации. Прежде чем перейти непосредственно к сравнению этих технологий кратко напомним о каждой из них.
Традиционная схема очистки для подготовки питьевой воды.
Исходная вода содержит в себе различные примеси, которые необходимо удалять перед ее использованием в питьевом водоснабжении. В качестве первой ступени очистки воды в таком случае традиционно используют отстойники разных видов. При этом для удаления коллоидных примесей в отстойники добавляют специальный реагент - коагулянт, который вызывает сцепление коллоидных частиц во флоккулы с последующим выделением их из воды.
Вода, прошедшая коагуляцию, может содержать в себе частицы не успевших сформироваться хлопьев. Поэтому ей необходима дальнейшая фильтрация. Традиционно такую воду прогоняют через механические фильтры с разной степенью (одно или двухслойные) и типом загрузки.
Ультрафильтрация
Это технология мембранной очистки воды, когда жидкость проходит через имеющие множество пор мембраны, собранные в определенном модуле. Размеры мембран сопоставимы с размером удаляемых примесей, поэтому большинство примесей осаждается на мембранах. Ультрафильтрация очищает воду не только от коллоидных и взвешенных веществ, а также от бактерий и вирусов (log показывает степень удаления бактерий и вирусов).
При использовании ультрафильтрационной очистки, так же как и для традиционной обработки, в поток обрабатываемой воды дозируется коагулянт, доза которого в 3-5 раз меньше дозы коагулянта, используемого при коагуляции в осветлителе или напорной коагуляции.
Когда производительность мембранного модуля падает, проводится обратная промывка, после которой восстанавливаются исходные характеристики работы мембраны. При сильных загрязнениях проводится химическая промывка с добавлением реагентов.
Сравнение 2-х технологий
Факт 1 Выбор способа очистки определяется технико-экономическими показателями
В расчет берутся капитальные затраты, затраты, определяющие эффективность работы установок (качество очищенной воды), и затраты на обслуживание установок.
В таблице 1 представлена информация об эффективности очистки воды - данные взяты из доклада Ю. А. Рахманина .
Таблица 1
|
Эффективность очистки (традиционная технология/ ультрафильтрация) |
||||
|
Высокая/ Высокая |
Умеренная/ Высокая |
Отсутствие/ Умеренная |
Отсутствие/ Отсутствие |
Ухудшение/ Отсутствие |
|
Коли-индекс Сальмонеллы Яйца гельминтов Цисты лямблий Ооцисты криптоспоридий Цветность Мутность |
Окисляемость Марганец Нефтепродукты Колифаги Клостридии (сульфитредуцирующие) |
Тяжелые металлы Радионуклиды Алюминий |
Солевой состав Показатели коррозионной активности |
Тригалометаны и другие галогенсодержащие углеводороды Формальдегид Мутагенная активность |
Из таблицы видно, что эффективность очистки воды с помощью ультрафильтрации значительно выше традиционной технологии. Это достигается более тонкой фильтрацией на установках ультрафильтрации - 0,01-0,03 мкм, тогда как стандартная тонкость фильтрации на песчаных фильтрах составляет 100 мкм, а теоретически получаемая - 10 мкм.
Факт 2 Значительно меньшее использование коагулянта в ультрафильтрации по сравнению с традиционной технологией
Обратимся к таблице 2 , в которой представлена информация по некоторым физическим и химическим параметрам речной воды и показателям, достигнутым после очистки 2-мя способами.
Таблица 2
Из таблицы видно, что при достижении почти одинаковых значений представленных показателей доза используемого при ультрафильтрации коагулянта ниже в 2-3 раза.
Факт 3 Высокая заводская готовность установок ультрафильтрации
Установки ультрафильтрации поставляются в полной заводской готовности, что существенно снижает объем строительных работ (и затрат, соответственно).
На рис.1 - проект примерно одинаковой производительности около 24 000 м³/сут на механических фильтрах и ультрафильтрации. Площадь, занимаемая установкой ультрафильтрации, в 4 раза меньше по сравнению с площадью, занимаемой механическими фильтрами и горизонтальным отстойником.
Примерные габариты традиционной установки: механические фильтры 18x42 м + осветлители 18x54 м. Общая площадь 1730 м². Примерные габариты ультрафильтрации 9x42 м. Общая площадь 380 м².
Факт 4 При новом строительстве капитальные затраты на традиционную двухступенчатую установку чуть превышают затраты на ультрафильтрацию
По стоимости оборудования многочисленные расчеты для промышленных установок показали, что при новом строительстве и использовании комплектующих и степени автоматизации одного класса, капитальные затраты на традиционную двухступенчатую установку чуть превышают затраты на ультрафильтрацию.
В таблице 3 сведены все затраты на установку осветления по традиционной технологии и ультрафильтрации в натуральных показателях. Из таблицы видно, что ультрафильтрация экономически более целесообразна для эксплуатации. Данное положение подтверждалось неоднократными технико-экономическими расчетами практически для всех промышленных объектов.
Таблица 3
Подытожим, установки ультрафильтрации выгоднее традиционного оборудования (отстойников и механических фильтров), потому что
1. эффективнее очищают воду
2. занимают гораздо меньшую площадь
3. требуют меньших затрат на капитальное строительство и меньших затрат на реагенты
К минусам использования установок ультрафильтрации можно отнести необходимость грамотного инжиниринга и эксплуатации и потребность в дополнительных реагентах для химических промывок, поэтому выбирать компанию-поставщика ультрафильтрационного оборудования нужно, ориентируясь на подтвержденный положительный опыт реализации проектов с ультрафильтрацией.
Используемая литература:
1. Академик РАН, РАЕН Ю.А.Рахманин, Актуализация проблем водообеспечения и пути их решения для повышения качества жизни россиян, III Всероссийский съезд водоканалов, Алушта, республика Крым 22-24.04.2015.
2. к.т.н. О. Ф. Парилова, Питьевое водоснабжение. Из прошлого в будущее
Модели оборудования
Назначение ультрафильтрации воды
Ультрафильтрация воды применяется для очистки жидкости от белков, высокомолекулярных органических соединений. Установки способны частично задерживать вирусы и бактерии. Выполняется очистка от тонкодисперсионных механических примесей.
Достаточно широкие возможности метода обуславливают его широкую востребованность в различных отраслях:
- подготовка питающей воды в установках умягчения и обратного осмоса (котельные, бойлерные, телообменное оборудование);
- очистка потока воды из открытых источников от бактерий и вирусов (подготовка питьевой и технологической воды);
- очистка производственных стоков.
Финишная ступень доочистки после биологических очистных сооружений.
Состав установок ультрафильтрации серии ПВО-UF
|
Основное оборудование: |
Комплектация |
||
|
01 |
02 |
||
|
Механический фильтр предварительной механической очистки, 300 мкм; |
● |
● |
● |
|
Дозирование коагулянта |
|||
|
Статический смеситель; |
|||
|
Контактная емкость; |
|||
|
Ультрафильтрационные модули; |
|||
|
Система автоматической промывки мембран; |
|||
|
Cтанции дозирования реагентов CEB-промывки |
|||
|
Насос обратной промывки; |
|||
|
Защита насоса от работы в режиме сухого хода; |
|||
|
Гидрозаполненные манометры входного и рабочего давления; |
|||
|
Визуальные измерители потока очищенной и промывочной воды; |
|||
|
Система регулировки рабочих параметров; |
|||
|
Система задержки и плавного включения насоса; |
|||
|
Рабочие трубопроводы из PVC-U / полипропилена; |
|||
|
Рама из cтали с порошковой окраской; |
|||
|
Рама из нержавеющей cтали; |
|||
|
Мембранные клапаны для управления потоками; |
|||
|
Электрические задвижки с ручным дублированием для управления потоками; |
|||
|
Станция дозирования гипохлорита; |
|||
|
Панель для отбора проб воды; |
|||
|
Система автоматического управления установкой на базе контроллера; |
|||
|
Шкаф управления с контрольной панелью; |
|||
|
Частотное регулирование работы насосного оборудования; |
|||
|
Счетчик выработки пермеата; |
|||
|
Комплект датчиков (сухой ход, давление пермеата, перепад давления в модуле, поплавковый для емкости) |
|||
|
Опции (по запросу): |
Комплектация |
||
| 01 |
02 |
03 |
|
|
Расширенная система управления на базе промышленного контроллера; |
● |
||
|
Система предварительной подготовки исходной воды перед установкой ультрафильтрации; |
|||
|
Диспетчеризация процесса управления оборудования с выводом на компьютер инженера-технолога или оператора; |
|||
|
Емкости чистой и/или воды для промывки; |
|||
|
Насос подающий из нержавеющей стали; |
|||
|
Резервирование главного оборудование; |
|||
|
Система CIP-промывки; |
|||
|
Станция дозирования корректировки уровня pH; |
|||
|
Блок адсорбции; |
|||
|
Расширенная гарантия - 5 лет. |
|||
Конструкция модулей ультрафильтрации воды:
Принцип работы ультрафильтрации
Ультрафильтрация как класс относится к баромембранным процессам разделения. Действующей силой является перепад давления по разные стороны фильтровальной перегородки (мембраны).
Для предотвращения быстрого выхода оборудования из строя входная вода должна подвергаться предварительной очистке от мелких механических примесей. Эту функцию выполняет механический фильтр-“грязевик”.
При необходимости во входную линию добавляются вспомогательные реагенты - коагулянты и флокулянты. С их помощью возможно задержание частиц размеры которых меньше, чем диаметр пор мембраны. Добавление, в поток реагентов вызывает образование небольших хлопьев(флокул). Коллоидные и органические примеси, которые необходимо удалить закрепляются на поверхности полученных хлопьев.
Периодически, для восстановления работоспособности установки должна выполняться промывка фильтрующего модуля. Она осуществляется обратным током воды из сборника пермеата.
При образовании прочных химических осадков используются дополнительные реагенты (кислота, щелочь или гипохлорит натрия). Промывочный раствор проходит с внешней стороны волокон, внутрь вымывая в дренажную линию все накопившиеся загрязнения.
Конструкция установки ультрафильтрации
Основной элемент ультрафильтрационной установки - фильтрующий модуль. Установка ультрафильтрации, реализуемая компанией, модули выполнены по технологии Multibore®.
Поток воды пропускается через пучок многоканальных волокон. Волокна изготавливаются из полиэстерсульфона. Особенностью этогоматериала является наличие мелких структурных пор диаметром до 0,02мкм.Фактически стенки волокон представляют собой фильтр из полупроницаемой мембраны.
Компоновка модуля обеспечивает направление входного потока воды внутрь пучка волокон. Процесс фильтрации проходит изнутри наружу. Задерживаемые загрязнения остаются внутри каналов. Чистая вода (пермеат) через стенки выходит наружу и отводится из корпуса.
Состав ультрафильтрационной установки
В зависимости от условий эксплуатации, требований, предъявляемых к качеству очищенной воды и необходимому уровню автоматизации, состав основных структурных элементов может несколько различаться. В базовом, стандартном исполнении имеет следующий состав:
- блок фильтрующих модулей;
- реагентный блок (дозирование растворов коагулянта и флокулянта);
- фильтр предварительной очистки;
- узел автоматической промывки;
- блок автоматического управления;
- обвязка и трубопроводная арматура.
Дополнительно, по желанию заказчика, или в случае необходимости, комплектация установки может быть расширена. Дополнительно в состав вводятся:
- емкость-накопитель,для сбора фильтрата;
- нагнетающий насос на входной линии;
- контрольно-измерительная аппаратура (количество и функциональное назначение приборов определяет степень автоматизации системы).
Преимущество ультрафильтрации
Производство в РФ.
. Рассрочка платежа.
. Возможность использования в комплексных системах очистки воды.
. Бесплатная доставка.
. Широкий модельный ряд.
. Длительный период эксплуатации.
. Гарантия 5 лет.
. Компактность.
. Возможность полной автоматизации.
. Модульная конструкция, возможность увеличения производительности.
. Низкое энергопотребление.
. Малый расход воды.
. 100%-ая очистка от взвешенных веществ.
. Удаление бактерий и вирусов из воды.
. Очистка воды с высокой мутностью и цветностью.
. Удаление высокомолекулярных органических соединений.
. Интеграция с существующими системами управления.
. Наивысший уровень очистки среди всех технологий осветления.
. Индивидуальные предварительные испытания (пилотные испытания).
Эффективность оборудования, предлагаемого компанией НПЦ «Промводочистка» подтверждается результатами работы большого количества реализованных и успешно работающих объектов на всей территории России.
 |
 |
Варианты технологических компоновок
Установки ультрафильтрации НПЦ «ПромВодОчистка» можно использовать в различных по сложности технологических процессах. В зависимости от качества входящей воды, компоновка этапов процесса очистки может быть выполнена в нескольких вариантах:
- вариант 1:
- грубая механическая очистка;
- ультрафильтрация.
Применяется для очистки воды поступающей из скважины. Для входящего потока характерно высокое содержание взвешенных веществ при нахождении остальных параметров в пределах нормы.
- вариант 2:
- грубая механическая очистка;
- механическая фильтрация сквозь слой инертного материала;
- ультрафильтрация;
- фильтрация через слой сорбционного материала.
Подобная схема применяется при обработке воды с высоким содержанием соединений железа, взвешенных веществ и повышенной мутности. Применяется для очистки воды, забираемой из открытых источников водозабора.
- вариант 3
- грубая механическая очистка;
- ультрафильтрация;
- умягчение воды.
Основная область применения - воды поверхностных источников, имеющие повышенное содержание солей магния и кальция.
- вариант 4
- грубая механическая очистка;
- ультрафильтрация;
- фильтрация через слой сорбционного материала;
- обработка на установках обратного осмоса.
Основное назначение - обработка воды с повышенным содержанием ионов тяжелых металлов и превышениями по регламентируемым органолептическим показателям. Параллельно может быть выполнена очистка от взвешенных веществ, солей железа, кальция и магния.
Возможности использования установок ультрафильтрации не ограничиваются приведенными вариантами. При обращении в НПЦ «ПромВодОчистка» специалисты проектного отдела помогут подобрать весь технологический цикл очистки с применением мембранного оборудования для любых условий.
Ультрафильтрация - мембранный процесс, занимающий промежуточное место между микрофильтрацией и нанофильтрацией. Мембраны для ультрафильтрации имеют размер пор от 0,05 мкм (минимальных размер пор микрофильтрационных мембран) до 10 нм (максимальный размер пор нанофильтрационных мембрана).
Основная сфера применения ультрафильтрации выделение макромолекулярных веществ из растворов, при этом минимальный предел выделяемых растворенных веществ соответствует молекулярным массам в несколько тысяч Дальтон. Для отделения растворенных органических соединений с молекулярной массой от нескольких сотен до нескольких тысяч Дальтон (Да ) применяет мембранный процесс - нанофильтрация. Ультрафильтрационные мембраны являются пористыми, следовательно задержка частиц определяется в основном формой и размером и пор. Транспорт растворителя в данном случае прямо пропорционален приложенному давлению. При микро- и ультрафильтрации протекают одинаковые мембранные явления и производится одинаковый принцип разделения.
Однако ультрафильтрационные мембраны, в отличии от микрофильтрационных, имеют асимметричное строение. При этом гидродинамическое сопротивление определяется малой долей общей толщины мембраны для ультрафильтрации воды, тогда как при микрофильтрации, видимо, в гидродинамическое сопротивление дает вклад полная толщина мембраны. Толщина верхнего слоя ультрафильтрационной мембраны, как правило, равна не более 1 мкм.
Сечение ультрафильтрационной полисульфоновой мембраны под электронным микроскопом (х 10000)
Промышленное применение технологии ультрафильтрации - фракционирование макромолекул: крупные молекулы задерживаются мембраной, в то время как небольшие молекулы вместе с молекулами растворителя свободно проходят через мембрану. Для подбора ультрафильтрационных мембран, производители используют концепцию молекулярной массы "отсечения". Однако, кроме молекулярной массы на селективность ультрафильтрационных мембран значительное влияние оказывает явление концентрационной поляризации. К примеру, мембрана ультрафильтрации с отсечением 40 КДа полностью проницаема для цитохрома с массой молекулы 14,4 КДа . При этом в смеси цитохрома и альбумина (67КДа ) будет задерживается как альбумин, так и значительная часть цитохрома. Причина данного явления - концентрационная поляризация. Мембрана непроницаема для альбумина, который формирует на поверхности мембраны дополнительный слой, работающий как динамическая мембрана, задерживающая цитохрома. Различные растворенные вещества, такие как, линейные макромолекулы (полиэтиленгликоль, декстран и др.) или глобулярные белки существенно влияют на характеристики мембранного отсечения в процессе ультрафильтрации. Следовательно при подпоре ультрафильтрационных мембран для различных технологических процессов необходимо учитывать влияние концентрационной поляризации и распределение по молекулярным массам, характерное для большинства полимеров.
Ультрафильтрация широко применяется в промышленности и лабораториях для решения задач, связанных с разделением высокомолекулярных и низкомолекулярных соединений. Это очистка сточных вод промышленных предприятий, разделение и концентрирование продуктов в пищевом и молочном производстве, извлечение высокомолекулярных соединений (ВМС) в химической и текстильной промышленности , металлургии, в кожевенной промышленности, а также при производстве бумаги.
Для решения существующих проблем в очистке сточных вод от тяжелых металлов до низких концентраций ПДК создан ряд современных очистных сооружений, позволяющих вести промышленную очистку воды от взвешенных веществ, тяжелых металлов, нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), и других вредных веществ. Работа очистных сооружений основана на новых технология очистки воды: электрофлотации и ультрафильтрации.
Технологическая схема очистки сточных вод с применением ультрафильтрации
Выше представлена технологическая схема очистки сточных вод гальванического производства с последующим сбросом очищенной воды в систему канализации, либо подачей на установку обратного осмоса для обессоливания при создании оборотного водоснабжения предприятия. Данная система промышленной очистки воды рекомендуется для использования при проектировании новых очистных сооружений, либо реконструкции действующих систем очистки сточных вод для повышения их экологической безопасности и экономической эффективности.
Подобная технология очистки воды успешно реализована на нескольких очистных сооружениях гальванических производств в РФ. Технология предусматривает обработку кислотно-щелочных и хромсодержащих сточных вод в самостоятельных технологических цепочках. Технология обеспечивает глубокую очистку сточных воды от тяжелых металлов до уровня 0,005 мг/л, взвешенных веществ и нефтепродуктов до 0,01-0,05 мг/л. Рекомендуется для вновь строящихся очистных сооружений в регионах с жесткими нормами ПДК.
Установка ультрафильтрации на основе керамических производительностью 2,5 м 3 /час
Представленные технологии нашли применение в модульных, блочно-модульных и сборных установках. Разработаны различные модификации модульных установок в зависимости от состава сточных вод и климатических условий.
Модульные установки очистки воды производительностью от 0,1 до 50 м 3 /ч отвечают современным гигиеническим нормам и предназначены для промышленной очистки воды до требований ПДК рыбохозяйственных водоемов.
Ультрафильтрация - мембранный процесс, находящийся между микрофильтрацией и нанофильтрацией. Ультрафильтрационные мембраны имеют диаметр пор 0,005-0,2 мкм и позволяют задерживать высокодисперсные и коллоидные частицы, макромолекулы с нижним пределом молекулярной массы до нескольких тысяч, микроорганизмы и водоросли. Сравнительная таблица фильтрующих способностей различных мембранных процессов представлена (таблица подготовлена специалистами РХТУ им. Д.И. Менделеева).
Ультрафильтрация это продавливание жидкости через полупроницаемую мембрану, являющейся проницаемой для ионов и малых молекул и, в тоже время непроницаемой для коллоидных частиц и макромолекул. Ультрафильтрация растворов, содержащих молекулы ВМС (высокодисперсных систем), в отличие от ультрафильтрации золей, называют молекулярной фильтрацией. Ультрафильтрацию можно рассматривать как гиперфильтрацию, когда мембрана пропускает только молекулы растворителя или как диализ под давлением. В первом случае мембранный процесс обычно называют обратным осмосом.
Характеристики некоторых ультрафильтрационных мембран
|
Фирма- |
Марка мембраны |
Материалы |
Рабочее |
Проницаемость |
Задерживаемые вещества |
Селективность, |
|
|
молекулярная |
наименование |
||||||
|
«Амикон» |
Полиэлектролитный |
Раффиноза |
|||||
|
Миоглобин |
|||||||
|
Декстран Т10 |
|||||||
|
Альбумин |
|||||||
|
Химотрипсиноген |
|||||||
|
Альдолаза |
|||||||
|
Апоферритин |
|||||||
|
19S глобулин |
|||||||
|
«Миллипор» |
|||||||
|
«Дайцел» |
Сополимеры |
||||||
Мембраны для ультрафильтрации как правило изготавливаются в виде цилиндрических патронов или пластин из микропористых неорганических материалов, но чаще всего из синтетических полимеров (полиамиды, полисульфоны, полиэфирсульфоны , ПВДФ и пр.). Максимальный размер проходящих через мембрану молекул частиц (частиц) находится в пределах от нескольких мкм до сотых долей мкм. Селективность (разделяющая способность) мембран зависит от их физико-химических свойств и структуры, состава фильтруемой среды, давления, температуры и других факторов.
Ультрафильтрация в качестве метода очистки воды, концентрирования сточных вод, и/или фракционирования ВМС и многокомпонентных систем находит широкое применение в промышленном производстве. Ультрафильтры используют для очистки воды от ионных и не ионных загрязняющих веществ, органических растворителей, дизельного топлива и масел, разделения смесей белков (извлечение фосфолипидов из фосфатидного концентрата), производства витаминов и ферментов. Ультрафильтрацию применяют для микробиологического и дисперсионного анализа, а также анализа загрязнений воздушных масс и водных объектов бытовыми и промышленными отходами.
