Ультрафильтрация воды: установки и системы, фильтры, мембраны

Написать Для заказа или получения информации можете позвонить по телефонам +7 (964) 899-03-03 и +7 (905) 403-19-79 или написать нам:

Компания ЮПМК предлагает купить установки и системы ультрафильтрации воды. Фильтры и отдельно мембраны помогут организовать промышленную водоподготовку.

Ультрафильтрационным способом очистки водных растворов называется процесс прохождения жидкости сквозь наполовину проницаемую мембрану под низким давлением.

Поры в таких мембранах варьируются в размере от 0,005 до 0,01 мкм.

Работают установки ультрафильтрации подобно напорным зернистым фильтрам, но ввиду наличия ряда особенностей принцип ультрафильтрации применяется во многих перспективных проектах по водоподготовке. Технология ультрафильтрации имеет тенденцию развиваться и совершенствоваться.

Основное отличие ультрафильтрации от объемного фильтрования воды заключается в накапливании большей части отфильтрованных веществ на мембранной поверхности, что создает дополнительный слой фильтра, имеющий свое сопротивление.

Основные преимущества метода ультрафильтрации сравнительно с другими:

  • Качественное удаление неестественного цвета и мутности воды,
  • Соблюдение индекса SDI<1 (степень загрязнения первоначальной воды и возможность ее использования в фильтрационной установке),
  • Удаление Fe и Mn, коллоидного кремния из воды,
  • Обеспложивающая фильтрация микроорганизмов с результативностью равной удалению 99,9% микробов,
  • Качественное снижение уровня высокомолекулярных биологических соединений в воде, показателем чего служит низкий уровень биохимического потребления кислорода (кислород, затрачиваемый на разложение органических соединений в воде) и химического потребления кислорода (содержание органических веществ в воде),
  • Сохранение первоначального состава минеральных солей в воде,
  • Небольшие габариты установки, способные экономить на пространстве,
  • Небольшое количество употребляемых реагентов,
  • Небольшая себестоимость воды после очистки,
  • Высокая эффективность работы оборудования даже в очень мутной воде.

Мембраны для ультрафильтрационной очистки производят в виде полых одно- и многоканальных волокон или плоских листов.

Волокна получили большую популярность, внутренний диаметр их варьируется от 0,5 до 1,5 мм.

Волокна с одним каналом отличаются от многоканальных отсутствием дополнительной прослойки, которая поддерживает мембрану.

Мембранное волокно деформируется напряжением, возникающим при переходе от режима очищения к режиму обратной промывки, в ходе чего меняется механическая нагрузка на волокна под влиянием гидравлических ударов от регуляторов переключения потоков.

Волокна, имеющие один канал, менее устойчивые, подвергаются нагрузкам при частом выполнении обратных промывок. Вместо подложки и промежуточного слоя все функции ложатся на основной материал волокна, который имеет умеренную толщину.

Многоканальные мембраны являются более прочными, так как имеют внутренние каналы с межканальной пенообразной подложкой.

Написать Для заказа или получения информации можете позвонить по телефонам +7 (964) 899-03-03 и +7 (905) 403-19-79 или написать нам:

Описание ультрафильтрационных модулей

Материалы, используемые для изготовления мембран: ацетат целлюлозы, полиакрилонитрил, полисульфон, полиамид и прочие полимерные вещества.

Материал мембран может быть как гидрофобен, так и гидрофилен.

Мембранные модули отличаются по площади фильтрации, внутреннему диаметру волокон.

Поступление воды в середину полого волокна может осуществляться двумя способами:

  • Поступление первоначальной воды внутрь волокна и отвод с внешней стороны,
  • Подается первоначальная вода снаружи, а фильтрат остается во внутреннем капилляре.

Установка модулей может производиться в вертикальном и горизонтальном положениях. По отдельности модули ставят вертикально. Горизонтально можно установить от 2 до 4 мембран внутри одного держателя.

Методы фильтрации:

  • «end flow» или тупиковый режим – воду пропускают через мембрану, осадки накапливаются у границы раздела. Очистка мембранного волокна производится путем обратной и прямой промывки. Данный способ фильтрации применяется при небольшой мутности воды и является наиболее экономичным,
  • «cross flow» — используют при работе с особо мутной водой. Над волокном мембраны формируют концентратный поток, непрерывно размывающий образуемый осадок. Поток концентрата вместе с загрязнениями с мембраны постоянно выводится из фильтрационного модуля,
  • «cross flow» с рециркуляцией – подобен предыдущему способу с отличием в том, что часть концентратного потока рециркулируется, создавая высокоскоростной тангенциальный поток поверх мембраны.

Мембраны характеризуются селективностью – отношением количества составляющих в фильтрате к их числу в первоначальной воде. Показатель этот указывается в логарифмах. Селективность в 99,9% соответствует 5 log.

Для описания мембранного процесса применяют понятие проницаемости мембранного модуля, которое рассчитывается как соотношение удельного расхода фильтрата к разнице давления на мембране. Учитывается также температура.

Работа модулей характеризуется гидравлическим КПД, выражаемым отношением потока фильтрата без учета фильтрата, участвующего в обратных промывках, к общему потоку первоначальной воды, запускаемой в фильтр. Частота промывок (прямых и обратных) сокращает уровень данного КПД.

Основные принципы процесса ультрафильтрации

Мембранный элемент с полыми волокнами. Фильтрация «изнутри-наружу». Режим «cross flow»
Мембранный элемент с полыми волокнами. Фильтрация «изнутри-наружу». Режим «cross flow» 1 – патрубок подачи воды; 2 – торцевые крышки; 3 – патрубок пермеата; 4 – корпус; 5 – полые волокна; 6 – патрубок концентрата; 7 – герметизирующая заливка; 8 – концевые камеры

Мембранный модуль, изготовленный из полых волокон – это пластиковый корпус, включающий тысячи полых волокон внутри. Концы волокон герметично соединены, открытые поперечные срезы выходят в концевые камеры.

Первоначальная вода попадает в концевую камеру, перемещается внутрь по волокнам и через стенки волокон выходит отфильтрованная наружу. Фильтрат накапливается внутри корпуса и выходит наружу сквозь один или два фильтратных отверстия, что зависит от модели модуля.

При режиме «cross flow» концентрат выводится с другой стороны модуля. При способе фильтрации «end flow» сброса концентрата не происходит, т.к. концентратный порт закрыт.

Написать Для заказа или получения информации можете позвонить по телефонам +7 (964) 899-03-03 и +7 (905) 403-19-79 или написать нам:

Восстановление ультрафильтрационных модулей

Основной задачей при эксплуатации модулей ультрафильтрации является сокращение степени загрязнения мембран, продление срока работы установки, обеспечение целостности волокон. Снижение количества отложений достигается за счет периодического проведения восстановительных процедур.

Существует несколько методов качественного удаления загрязнений из мембранных волокон:

  • Прямые и обратные промывки – воду вначале запускают в том же направлении, в котором происходит фильтрование внутренними каналами модуля в дренаж, после фильтрат подают в обратном процессу фильтрации направлении – обратная промывка.

Указанные промывки выполняются всего 30-60 секунд, процесс повторяют довольно часто. Соотношение между объемами концентрата и очищенной воды небольшое.

  • Периодически применяют усиленную СЕВ-промывку. Ее выполняют в обратном от фильтрации направлении с использованием химических веществ. Расход воды при этом невелик, и химикаты равномерно распределяются по волокну. В качестве химического агента подают HCI, NaOH, NaCIO. После подачи вещества его некоторое время выдерживают внутри модуля для обеспечения проведения реакции. Химическая промывка обычно проводится следующим этапом после окончания стандартной обратной. Затем проводится повторная обратная промывка, удаляющая остатки химии. СЕВ-промывки проводят редко – раз в несколько часов или дней.
  • SIP-промывка, проводимая также не очень часто, выполняется с применением кислотных и щелочных веществ. К такому способу очистки прибегают, если оба предыдущих метода не дали положительного результата, и производительность установки значительно упала. Загрязнения могут быть вызваны отложениями коллоидов, осадков биологического и небиологического происхождения. Вещества вызывают закупорку пор мембранного волокна, образование труднорастворимого налета, сорбцию веществ на мембранной поверхности, повышение давления на мембрану.

SIP-промывку применяют также для удаления биопленки, образовавшейся в результате деятельности микроорганизмов на поверхности волокна. Такую промывку выполняют дважды в месяц или единоразово в полгода, в зависимости от условий работы фильтрационных установок и характеристик первоначальной воды.

Типовая технологическая схема блока ультрафильтрации
Типовая технологическая схема блока ультрафильтрации

Написать Для заказа или получения информации можете позвонить по телефонам +7 (964) 899-03-03 и +7 (905) 403-19-79 или написать нам:

Где применяются ультрафильтрационные установки

  1. Очищение воды из источников с поверхности.

В отличие от способа ультрафильтрации, применяемые на производстве и коммунальном хозяйстве способы очистки поверхностных вод – хлорирование, очистка активированным углем, песчано-антрацитная, аэрация и т.п. — несут в себе определенные минусы:

  • Качество воды колеблется в зависимости от сезона,
  • Громоздкие габариты агрегатов и занимаемая территория,
  • Образование значительного объема мутагенной хлорорганики при обработке реагентами, содержащими хлор,
  • Большой расход дорогих химических средств,
  • Значительный объем сточных вод с «тяжелыми» соединениями, которые нужно утилизировать,
  • Рост себестоимости процесса очистки поверхностных вод из-за непрерывного ухудшения качества воды.

Все перечисленные недостатки можно устранить, применяя метод ультрафильтрации. Такой способ очистки позволяет удалить коллоидные образования, водоросли, вирусы, бактериальные палочки, высокомолекулярные органические соединения, взвешенные частицы. На выходе вода будет хорошего качества и умеренной себестоимости независимо от сезонности.

  1. Дезинфекция воды на первом уровне.

Мембранные волокнистые фильтры удаляют микробы из воды на 99,9%, что свидетельствует о высокотехнологичном процессе и высоком уровне санитарии.

Использование ультрафильтрационных установок исключает необходимость хлорирования воды перед очисткой, снижает показатели образования высокотоксичных хлористых соединений, удаление болезнетворного содержимого происходит перед выдачей воды потребителю.

  1. Устранение марганца и железа из воды.

Качественная очистка от коллоидных загрязнений волокнистыми мембранами совместно с применением методики окисления, в результате которой 2-хвалентный Fe переходит в 3-хвалетный, позволяет эффективно использовать ультрафильтрационные модули для обезжелезивания воды. Методика сокращает и упрощает процесс аэрации. Способ обезжелезивания можно использовать взамен традиционной очистки песчаными фильтрами (их также называют устройствами «тихой фильтрации»), что значительно уменьшает потребление электроэнергии, не требует использования в процессе фильтрации насосов и сокращает объем сточных вод.

  1. Очистка промышленных и коммунальных сточных вод.

Мембранные биореакторы, работающие по технологии ультрафильтрационной очистки, позволяют высококачественно удалять загрязнения разного рода из сточных вод индустриальных предприятий и жилищно-бытовых комплексов. Максимальное повторное применение сточных вод популярно в ведущих странах мира, борющихся за защиту окружающей среды. Повторная отработка сточных вод позволяет снизить последствия техногенного загрязнения водоемов.

  1. Повторное применение вод после песчаной, обезжелезивающей и осветлительной фильтрации.

Ультрафильтрация вод прошедших очистку перечисленными технологиями повышает эффективность использования воды до 97%.

  1. Предварительный этап очищения перед фильтрами ионного обмена.

Для высококачественной очистки от частиц размером более 10 мкм применяют осветлительные антрацитно-песчаные фильтры.

Смолы ионного обмена задерживают взвешенные частицы до 1 мкм. Это вызывает рост гидравлического перепада, понижение активности ионообменных смол и емкости смолы.

В первоначальных водах (особенно речных или из артезианских источников) зачастую могут в большом объеме содержаться коллоиды SiO2, мешающие процессу ионизации. Так при кислотности меньше 7 наступает полимеризация SiO2, в результате которой отравляется весь ионообменный материал. Ультрафильтрационные модули в данном случае на предварительном этапе очистки помогут удалить из воды до 80% частиц SiO2, предотвращая отравление материала.

Обеспложивающая ультрафильтрация очищает исходные воды от микроорганизмов, рост которых может спровоцировать закупорку ионитов.

Ультрафильтрация успешно справляется также с очисткой воды от высокомолекулярных биологических соединений, адсорбция которых на ионитах является причиной их отравления и потери функциональности.

  1. Метод ультрафильтрации зачастую используют как первоначальный этап при дальнейшей очистке обратноосмотическими мембранами.

Ультрафильтрационная очистка перед мембранами, работающими по принципу обратного осмоса, повышает срок эксплуатации обратноосмотических установок, снижая эксплуатационные расходы на замену элементов модуля и частоту выполнения промываний фильтра химическими соединениями.

Ультрафильтрация снижает коллоидный индекс SDI<1, что позволяет уменьшить частоту выполнения промывок мембран, увеличивает их Total Flux. Это позволяет нарастить производительность мембран обратного осмоса при отсутствии необходимости в корректировке архитектуры установки.

Компания специализируется на установке ультрафильтрационных систем FMS-UF в стандартном исполнении, а также по корректировкам заказчика.

Элементы ультрафильтрационного оборудования:

  • Стальной корпус из материала, устойчивого к коррозии,
  • Насос нагнетания первоначальной воды,
  • Диск-фильтр, осуществляющий механическую фильтрацию частиц 100-200 мкм,
  • Дозировочный блок для выдачи исходного потока,
  • Редуктор,
  • Блок очистительных мембран (количество модулей ультрафильтрации определяется расчетным путем),
  • Трубопровод, запорная арматура, регуляторы,
  • Система автоматики (уровнемеры, манометры, расходомеры, управляющий контроллер, датчики давления, пусковая аппаратура),
  • Участок СЕВ-промывки фильтров,
  • Участок SIP-промывки модулей,
  • Емкость для фильтрата.

Написать Для заказа или получения информации можете позвонить по телефонам +7 (964) 899-03-03 и +7 (905) 403-19-79 или написать нам: