Ультрафильтрация воды
- Что такое ультрафильтрация?
- Назначение и применение
- Типы мембран ультрафильтрации
- Принцип работы
- Режимы работы ультрафильтрации
- Преимущество ультрафильтрации
- Комплектация установок ультрафильтрации
- Схемы компоновки системы ультрафильтрации
1. ЧТО ТАКОЕ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ?
Ультрафильтрация воды – это баромембранный процесс, заключающийся в том, что жидкость под давлением «продавливается» через полупроницаемую перегородку. Размер отверстий (пор) ультрафильтрационных мембран лежит в пределах от 5 нм до 0,05–0,1 мкм.
Ультрафильтрация основана на продавливание жидкости через полупроницаемую мембрану — проницаемую для малых молекул и ионов, но непроницаемую для макромолекул и коллоидных частиц.
Главное отличие мембраной фильтрации от обычного объемного фильтрования в том, что подавляющее большинство всех задерживаемых веществ накапливается на поверхности мембраны, образуя дополнительный фильтрующий слой осадка, который обладает своим сопротивлением.
2. Назначение и применение
Установка ультрафильтрации предназначена для очистки воды. Она задерживает взвешенные вещества, микроорганизмы, водоросли, бактерии и вирусы, значительно снижает мутность. Так же она эффективно уменьшает окисляемость и цветность воды. Ультрафильтрация заменяет отстаивание, осаждение и микрофильтрацию.
Можно выделить следующие основные области применения этой перспективной технологии:
a) Обработка поверхностных вод: ультрафильтрация обеспечивает высокое качество питьевой, оборотной и технологической воды с минимальными эксплуатационными затратами.
b) Предподготовка воды перед обессоливающими установками: замена традиционной коагуляции и механической фильтрации ультрафильтрацией позволяет улучшить качество осветленной воды, уменьшить загрязнение мембран и ионообменных смол, увеличить срок их службы.
c) Обработка и вторичное использование хозяйственно-бытовых сточных вод: мировые тенденции направлены на повторное использование очищенных бытовых сточных вод. Выгоднее не сбрасывать их в открытый водоем, а направлять после обработки ультрафильтрацией для промышленного использования.
d) Очистка промышленных сточных вод, обеспечивающая их повторное использование и снижающая техногенную нагрузку на водоемы хозяйственно-питьевого назначения.
e) Обработка промывных вод песчаных фильтров. Ультрафильтрационная обработка промывных вод осветлительных фильтров позволяет повысить степень использования воды до 99,8 %.
3. Типы мембран ультрафильтрации
Мембранные элементы изготавливаются в двух конструктивных исполнениях:
- Рулонные
Рулонные мембраны работают при значении мутности входной воды (до 0,5 мг/л), Рулонные элементы используются для доочистки питьевой воды или для стерилизации растворов
- Трубчатые
Трубчатые и половолоконные мембраны работают при значении мутности входной воды (до 40 г/л),
Эти элементы могут работать с поверхностными и сточными водами.
4. Принцип работы
Исходная вода подается на модуль ультрафильтрации при помощи насоса. Перед модулем вода пропускается через грязевик, который отфильтровывает грубые частицы, предохраняя тем самым мембраны.
В линию подачи исходной воды может дозироваться коагулянт (для улучшения фильтрования и эффективности обратной промывки).
Поток воды проходит через ультрафильтрационные мембраны и поступает в бак фильтрата/обратной промывки. Периодически для мембран проводится обратная промывка, во время которой удаляются накопившиеся на поверхности мембраны загрязнения. Для увеличения эффективности обратной промывки в промывную воду могут дозироваться реагенты.
Для проверки целостности мембран используется сухой воздух.
5. Режимы работы ультрафильтрации
Полный рабочий цикл ультрафильтрационной установки состоит из нескольких автоматически контролируемых этапов. Последовательность этих этапов в основном зависит от параметров исходной воды.
6. Преимущество ультрафильтрации
- эффективная фильтрация воды (фильтрация при рабочем давлении до 4 атм);
- пониженное количество используемых реагентов;
- простая автоматизация;
- полное удаление взвешенных веществ;
- дезинфекция (удаление 99,99% бактерий и вирусов);
- осветление воды (снижение мутности и цветности воды);
- эффективное удаление коллоидного кремния и органических веществ;
- ультратонкая очистка воды (степень фильтрации 0,02 микрон);
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 при условии сохранения целостности мембраны.
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.
7. КОМПЛЕКТАЦИЯ УСТАНОВОК УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ
Установки ультрафильтрации поставляются в различной комплектации, в зависимости от требований, предъявляемых к составу оборудования и степени автоматизации.
Установка ультрафильтрации состоит:
- Модуль ультрафильтрации
- Насос промывной с частотным приводом
- Насос исходной воды *
- Бак промывной воды (пермеата) *
- Блок дозирования коагулянта
- Блок дозирования флокулянт
- Блок химической промывки системы
- Блок автоматики и управления
- Комплект ручной и электроприводной арматуры
- Комплект контрольно-измерительной аппаратуры:*
- датчик давления
- датчик расхода
- датчик рН
- датчик температуры
- Монтажные рамы
*- поставляется по требованию
Степень автоматизации установки ультрафильтрации может быть различна. От самой простой - контролирование основных режимов работы, и заканчивая - сложным комплексом с контролированием более 50 различных параметров и вывода данных на ПК или диспетчерский пульт.
8. Схемы компоновки системы ультрафильтрации
Возможны различные варианты комплектации системы ультрафильтрации:
Вариант 1
- Фильтры грубой очистки воды
- Установка ультрафильтрации
Применение: Исходная вода с высоким содержанием взвешенных веществ и мути. По остальным показателям в пределах нормы. В основном вода их скважин.
Вариант 2
- Фильтры грубой очистки воды
- Механические засыпные фильтры
- Установка ультрафильтрации
- Сорбционные фильтры
Применение: Исходная вода с высоким содержанием взвешенных веществ, мутности, железа. Ярко выраженный желтый цвет воды и высокая окисляемость. Вода из поверхностных источников: рек, озер и водоемов.
Вариант 3
- Фильтры грубой очистки воды
- Установка ультрафильтрации
- Сорбционные фильтры
- Фильтры умягчения
Применение: Исходная вода с высоким содержанием взвешенных веществ, мутности, железа. Ярко выраженный желтый цвет воды и высокая окисляемость. Вода имеет высокую жесткость. Вода из поверхностных источников: рек, озер и водоемов.
Вариант 4
- Фильтры грубой очистки воды
- Установка ультрафильтрации
- Сорбционные фильтры
- Установка обратного осмоса
Применение: Исходная вода с высоким содержанием взвешенных веществ, мутности, железа. Ярко выраженный желтый цвет воды и высокая окисляемость. Вода имеет высокую жесткость. В воде так же присутствуют соли тяжелых металлов и превышено значение по органолептическим показателям. Вода из поверхностных источников: рек, озер и водоем
