Ультрафильтрация

Свяжитесь с нами! Консультации опытных специалистов: +38 (061) 289-92-93

Ультрафильтрация

Ультрафильтрация (UF)- мембранное разделение жидкости под давлением на фильтрат (поток с низкой мутностью) и концентрат (поток с высокой мутностью). Этот метод используется для удаления из воды взвешенных и коллоидных веществ, водорослей и бактериологических загрязнений, включая Giardia и Criptosporidium, вирусов, однако ультрафильтрация не предназначена для удаления гидратированных ионов и небольших молекул. Таким образом, химический состав воды не изменяется.

Традиционно модули ультрафильтрации работают при давлении от 0,5 до 4,0 атм. Установки ультрафильтрации обычно автоматизированы и легки в эксплуатации. Однако при неправильном выборе предподготовки или ухудшении состава исходной воды может быть увеличена частота промывок установки ультрафильтрации.

Срок службы мембран ультрафильтрации– от 3-х до 5-ти лет, что сопоставимо с мембранами обратного осмоса. Модули ультрафильтрации бывают половолоконными, трубчатыми, плоскорамными и рулонными, но чаще всего применение находят половолоконные модульные блоки.

Мембраны ультрафильтрации задерживают частицы размером 0,03-0,1 мкм и молекулярного веса – от 10 000 а.е.м. Размер пор и величина отсекающей способности Сut-off (MWCO), выраженная в а.е.м. (Дальтон), являются основными характеристиками мембран ультрафильтрации. MWCO – молекулярная масса веществ, которые отсекаются мембраной ультрафильтрации более, чем на 90%.

Мембранные волокна ультрафильтрации могут быть изготовлены из полисульфона, полиамида, поливинилиденфторида, поливинилхлорида (PVC) и т.д. Чаще всего мембраны ультрафильтрации имеют ассиметричную структуру, т.е. в толще волокна есть участки высокой и низкой плотности. Участки с высокой плотностью являются селективными, в то время как участки с низкой плотностью обеспечивают прочность волокон.

Модуль ультрафильтрации состоит из нескольких ультрафильтрационных волокон, изготовленных из ассиметричного PVC. Вода в мембране фильтруется изнутри наружу. В основном применение находят мембранные модули с размером пор 0,05 мкм и Cut-off 100000 кДа. Это позволяет удалить следующие загрязнения:

Наименование 
Удаление, % 
Коллоидный кремний Si 
> 99 
Коллоидное железо Fe 
> 99 
Коллоидный алюминий Al 
> 99 
Остаточная мутность 
< 0.5 мг/л
Взвешенные вещества
> 99
Общий органический углерод (ООУ) 30 (см. примечание) 
Микроорганизмы 
> 99,9 
SDI (Коллоидный индекс) 
> 98 

Примечание: Значения ООУ приблизительны и зависят от характера органических примесей в источнике водоснабжения.

Часть воды с концентрированными загрязняющими веществами направляется на слив, это т.н. концентрат, количество которого составляет от 5 - 10% от исходной воды в зависимости от степени и состава загрязнений. Популярная сегодня практика не сливать концентрат (тупиковая фильтрация) не выдерживает критики, так как мембраны очень быстро засоряются и промывки установки ультрафильтрации приходится проводить гораздо чаще. Т.о. количество воды на промывку установки резко возрастает и составляет не 5%, как обычно утверждается, а те же 10-15%. При этом резко возрастают и энергозатраты на эксплуатацию установки ультрафильтрации.

Промывка установки большим расходом очищает поверхность и восстанавливает производительность модуля ультрафильтрации. Длительность промывки – 2 минуты, частота ее проведения – 1 раз в час при правильно спроектированной установке ультрафильтрации.

1 раз в 6 промывок проводится т.н. химусиленная промывка, при этом в промывную воду подается гипохлорит натрия.

Если же производительность установки ультрафильтрации неуклонно падает, необходимо промыть модули химическими растворами, которые смывают с поверхности мембран ультрафильтрации отложившиеся загрязнения. Промывки проводятся «на месте» (CIP-мойка) щелочным и кислотным составами.

Установки ультрафильтрации

Типовая комплектация

  • Мембранные модули половолоконного типа с различной отсекающей способностью отсекающей способностью (чаще всего 100 кДа).
  • Система промывки мембран обратным током с насосом, фильтром и дозатором гипохлорита натрия для проведения химусиленной промывки.
  • Система CIP-мойки в составе: емкость химического раствора, маточная емкость, насос циркуляции раствора и перекачивания из маточной емкости в основную, промывной насос.
  • Система мембранных и электромагнитных вентилей для коммутации потоков.
  • Компрессор для управляющего воздуха.
  • PLC-контроллер для управления процессом.
  • Комплект измерителей расхода (флоуметров).
  • Дифференциальный манометр.

Дополнительное оборудование (опции):

  • Фильтр сетчатый с автоматической промывкой для исходной воды 80-100 мкм.
  • Насосная станция подачи исходной воды с частотным регулированием.
  • Дозатор гипохлорита натрия для исходной воды.
  • Измеритель мутности исходной воды и фильтрата (мутномер).
  • Измеритель содержания остаточного хлора.
  • Емкость для сбора фильтрата установки ультрафильтрации.
  • Регулятор давления.
  • Интеграция в АСУ ТП.
  • рН-метр портативный для проведения химпромывки
  • Набор рагентов портативный для измерения свободного хлора.

Описание работы установки:

Исходная вода с давлением 1,6 – 4,1 бар подается на сетчатый фильтр 80-100 мкм, а затем – непосредственно в мембранные модули установки ультрафильтрации. Фильтрование осуществляется изнутри волокна наружу. Для предотвращения биообрастания в исходную воду дозируется 0,5-1,0 мг/л гипохлорита натрия.

В процессе загрязнения внутренней поверхности волокна возникает необходимость проведения промывки из-за перепада давления, называемого трансмембранным. Промывка проводится сначала прямым потоком с расходом в 1,5 раза большим номинального, а затем обратным – с расходом в 2 раза большим номинального. В конце цикла промывки – снова прямой поток. Общая длительность цикла промывки – 2-3 минуты. Периодичность устанавливается в зависимости от степени загрязненности мембран, т.е. от величины трансмембранного давления.

В процессе промывки в воду автоматически подается гипохлорит натрия 200,0 мг/л для дезинфекции и улучшения отмывки (CEB1). Иногда требуется также проведение промывки с химическими реагентами (щелочами и кислотами) для отмывки или предупреждения загрязнений (CEB2).

В случае повышения трансмембранного давления до величины 1 бар срабатывает аварийное автоматическое включение цикла промывки во избежание порыва мембранных волокон.

Фильтрат (очищенная вода) накапливается в баке фильтрата, из него же ведется забор воды для промывки. Противодавление более 0,5 бар нежелательно.

Со временем слой загрязняющих отложений на мембране увеличивается, и возникает необходимость проведения более длительной промывки химическими веществами. Для такой промывки в установке предусмотрена система CIP-мойки, включающая емкости для рабочего и маточного растворов, а также насосы и картриджные фильтры.

Управление клапанной системой осуществляется PLC-контроллером посредством сжатого воздуха, производимого компрессором.

НАШИ КОНТАКТЫ

загрузка карты...

Адрес:

ООО Гидроэкология
Украина, 69035, г. Запорожье
пр. Маяковского, 24

Остались вопросы?

+38 (061) 289-92-93
+38 (050) 341-73-80
+38 (050) 589-25-84
+38 (096) 124-99-19
+38 (098) 487-16-65

info@hydroeco.zp.ua

Или оставьте заявку на звонок