Инжиниринг и производство оборудования водоподготовки

Автоматизированные локальные станции очистки воды AQUAPORE UF-RO со склада в Алматы.
Технология: предварительная ультрафильтрация (UF) и обратноосмотическая деминерализация (RO).
Назначение: получение высокоочищенной воды из любых источников (скважина, рек, озёр).
Производительность: до 350 куб. метров очищенной воды в сутки.
                 



Контакты:
Казахстан, Алматы, мкр. Самал 2-48-13
Тел.:
+7 (727) 264-80-03,
+7 (727) 264-80-21,
+7 (727) 264-91-87
Факс:
+7 (727) 264-91-76
e-mail:


Ультрафильтрация

Сравнительно новым промышленным процессом, применяемым для водоподготовки и очистки сточных вод, является ультрафильтрация (УФ) с использованием ультрафильтрационных и половолоконных (капиллярных) мембран. В основном технология УФ применяются для фильтрации воды из поверхностных источников (реки, озера, водохранилища), а также для доочистки сточных вод. Установки ультрафильтрационной очистки воды предназначены для удаления из воды взвешенных и коллоидных веществ, бактерий и вирусов, размеры которых превышают размеры пор мембраны (обычно в промышленных и муниципальных установках ультрафильтрации используются мембраны с размером пор около 0,02 мкм).

Спектр применения технологии УФ:
Промышленность – в качестве предварительной очистки для дальнейшего обессоливания;
Системы питьевого водоснабжения – предварительной очистки, осветления и улучшения качества питьевой воды;
Пищевая промышленность - холодная стерилизация; финишная фильтрация; осветление, разделение/концентрирование/фракционирование биологически активных веществ, извлечение/концентрирование белков и лактозы;
Энергетика, Металлургия, Химия и нефтехимия – очистки сточных вод (снижение цветности, мутности, содержания взвешенных веществ, органических соединений, коллоидов).

Основные преимущества УФ в сравнении с традиционными технологиями осветления воды:
  • Высокая эффективность очистки воды не сравнимая с технологией гравитационной фильтации;
  • Низкие капитальные затраты при строительстве новых и реконструкции старых очистных сооружений;
  • Снижение себестоимости очищенной воды вследствие значительного сокращения применяемых реагентов (коагулянты, флоккулянты), энергозатрат и количества потребляемой воды для обратной промывки.
  • Возможность полной автоматизации процесса и контроля эффективности процесса фильтрации.
  • Малые габаритные размеры и компактность оборудования.

    Основы ультрафильтрации

    В системах водоподготовки используются мембраны различной селективности. Так, обратноосмотические и нанофильтрационные мембраны используются для удаления растворенных в воде химических веществ, в то время как микрофильтрационные и ультрафильтрационные мембраны служат для удаления более крупных объектов, например макроскопических частиц и микроорганизмов, что наглядно показано на рисунке.


    Обычно, в промышленных и муниципальных установках ультрафильтрации используются мембраны с размером пор около 0.02 микрон. Установки ультрафильтрации очищают воду от частиц, бактерий и вирусов, размеры которых превышают размеры пор мембраны. Стоит отметить, что системы микрофильтрации удаляют из воды лишь небольшое количество вирусов, не обеспечивая, таким образом, эффективный вирусный барьер. Механизм разделения методом ультрафильтрации и/или микрофильтрации отличается от принципов работы обычных устройств (или оборудования) для очистки воды, таких, например, как засыпные фильтры. Засыпные фильтры имеют существенно больший номинальный размер пор и их работа основана на механизме гравитационного фильтрования.

    По сравнению с обычным фильтрованием, при ультрафильтрации и микрофильтрации реализуется механизм отделения загрязнений на поверхности мембраны, этот процесс подобен тонкому просеиванию на сите с порами практически одинакового размера. Любая частица, размер которой превышает размер пор, отсекается. Это обстоятельство делает ультрафильтрацию чрезвычайно привлекательной технологией, т.к. качество обработанной воды удовлетворяет определенным абсолютным критериям и не зависит от качества исходной воды. Кроме высокой эффективности очистки и ее абсолютного характера для частиц, превышающих размер пор мембраны, ультрафильтрационное оборудование становится все более компактным, установки водоподготовки на его основе становятся все более высокоавтоматизированными и требуют все меньших затрат химических реагентов.

    Мембраны для ультрафильтрации
    В системах водоподготовки могут использоваться ультрафильтрационные мембраны различных типов:
    Одноканальные и многоканальные ультрафильтрационные мембраны
    Ультрафильтрационные мембраны изготавливают в виде плоских листов, или же - полых волокон. В большинстве случаев для ультрафильтрации применяются одноканальные волокна с внутренним диаметром 0.8 мм или меньше, для исходной воды с высоким содержанием взвешенных твердых веществ используются волокна с большим внутренним диаметром – до 1.5 мм. Размер диаметра волокон является компромиссом между требующейся высокой плотностью упаковки, простотой обратной промывки, малой загрязняемостью, уровнем эксплуатационных затрат, высокой проницаемостью, и в то же время высокой механической прочностью, что обеспечивает целостность мембраны. Механическая целостность мембраны является критическим фактором и напрямую зависит от наличия поврежденных волокон. Вследствие их размеров, одноканальные волокна особенно хрупки к нагрузкам, которым они подвергаются во время частых циклов обратных промывок.

    Химия волокон ультрафильтрационных мембран
    Коммерческие ультрафильтрационные мембраны охватывают диапазон от полностью гидрофильных до полностью гидрофобных, причем полиэстерсульфон (PES) занимает промежуточное положение. Характеристики полиэстерсульфона (PES) делают этот материал идеальным для смешивания с другими полимерами, при этом требуемым образом могут изменяться свойства мембраны. При смешивании с гидрофильными полимерами гидрофильность полиэстерсульфона (PES) повышается, достигая качеств мембран из ацетата целлюлозы. При этом получаемый материал лишен таких недостатков, как высокое биозагрязнение и малый диапазон допустимых значений величины рН, что приводит к сложности очистки мембран. Полиэстерсульфон (PES) стоек к высоким концентрациям хлора. Также данный материал стоек к изменениям величины рН в диапазоне от 1 до 13, в результате чего может эффективно проводится очистка мембран как от неорганических, так и органических веществ. Загрязнение, вызванное растворенной органикой, может быть эффективно удалено при обратной промывке с величиной рН, равной 12 или больше.
    Подача исходной воды изнутри/выход фильтрата снаружи
    Обычно исходная вода вводится внутрь капилляров волокон, при этом фильтрат отводится с их внешней стороны (режим "in-out"). Однако, подача исходной воды может осуществляться снаружи мембран, при этом фильтрат будет выходить из капилляров. При обратной промывке направления потоков меняются на противоположные (по сравнению с режимом фильтрования). На внешней поверхности волокон во время обратной промывки достигается большая скорость потока. Это обеспечивает выравнивание распределения потока вдоль всей длины волокна, что повышает эффективность удаления загрязнений из капилляров. При конфигурации «in-out» объем использованной загрязненной воды оказывается очень маленьким, так как питающая вода проникает внутрь волокон, и заполняя объем существенно меньший наружного. При этом оказывается экономически выгодно производить обратные промывки через относительно короткие интервалы, предотвращая образование загрязняющего слоя. Результатом этого является малое рабочее давление и очень редкие офф-лайновые химические мойки мембран. Более того, поток обратной промывки может быть полностью сброшен через капиллярные каналы.

    Напорные и погружные
    При напорном режиме работы ультрафильтрационного модуля, мембраны заключены в кожух. Вода на модуль может подаваться при помощи нагнетающего насоса. Погружная система обычно представляет из себя мембраны, погруженные в открытый бак. Со стороны фильтрата прикладывается вакуум, заставляя фильтрат протекать через мембрану. Погружные мембраны обычно работают при меньших скоростях потока. При работе под давлением, необходима меньшая площадь мембран вследствие больших скоростей потока, кроме того, такая система может доставляться к месту эксплуатации почти полностью собранной. Техническое обслуживание, замена элементов и очистка на месте проще выполняется для погружной системы, вследствие простого доступа к мембранам. Вертикальная/горизонтальная установка.