Мембранные фильтры для воды

Принцип действия мембранных фильтров.

Мембранные фильтры для очистки воды в основе своей работы используют принцип селективного разделения потока на полупроницаемой мембране. Движущей силой процесса является перепад гидростатического давления.

Наиболее широкое применение из мембранных технологий получили ультрафильтрация и обратный осмос. Принципиальная разница между ними заключается в механизме разделения:

• ультрафильтрация реализует ситовое разделение – частицы с большими размерами, чем размеры пор задерживаются на поверхности;
• обратный осмос осуществляет разделение по комплексной схеме, где вносят свой вклад ситовой и капиллярно-фильтрационный механизмы. Капиллярно-фильтрационное разделение основывается на более низкой растворяющей способности макромолекулярного слоя воды вблизи поверхности мембраны. Ионы примесей не растворяются в приповерхностном слое и задерживаются на его поверхности.

Ультрафильтрация позволяет выполнить очистку воды от высокомолекулярных соединений коллоидов, патогенных микроорганизмов.

Размер пор фильтрующего элемента колеблется в пределах 2 – 50 нм, рабочий диапазон задерживаемых частиц составляет 5 – 200 нм.

Обратный осмос более тонкий процесс. Размер пор мембран менее 2нм, а эффективный диапазон отфильтровываемых загрязнений составляет 0,1 – 1 нм.

Назначение мембранных установок для воды.

Мембранные установки очистки воды получили широкое распространение во всех отраслях промышленности. Это связано с простотой их эксплуатации и обслуживания, высокой степенью очистки и возможностью построения гибких технологических схем очистки воды.

Мембранные установки используются:

• в составе биологических очистных сооружений для отделения очищенной воды от иловой массы;
• как ступень доочистки сточной воды после очистных сооружений для достижения требуемых показателей;
• для удаления взвешенных и коллоидных частиц перед обработкой стоков ультрафиолетом или хлором;
• как ступень предварительной подготовки воды для обратного осмоса.

Основная область применения обратного осмоса – получение деминерализованной воды (как частный случай – опреснение морской воды). Другой специализацией обратноосмотической фильтрации является получение растворов с определенной концентрацией растворенных веществ.

Конструктивные особенности мембранный установок очистки воды.

Рабочий процесс реализуется на полупроницаемой мембране, выполненной из ацетата целлюлозы или ароматических полиамидов. Материал мембраны должен быть устойчив к очищаемой жидкости и к реагентам, использующимся для промывки.

С особой осторожностью необходимо применять полиамидные материалы, т.к. они обладают ограниченной устойчивостью к химическим окислителям.

Мембранные установки очистки воды,предлагаемые НПЦ ПромВодОчистка используют фильтрующие элементы различной конфигурации:

• рулонные – мембраны и дренажные слои намотаны вокруг полой трубки. Питающий поток под давлением подается на торец элемента и проходит его насквозь. При этом часть потока отфильтровывается и отводится по центральной трубке;
• половолоконные – рабочий элемент представляет собой пучок полых волокон выполненных из фильтрующего материала. Конструкция обеспечивает возможность прокачивания очищаемой жидкости как снаружи волокон, так и внутри них. В первом случае направление фильтрации идет снаружи внутрь, во втором наоборот изнутри волокон наружу.

Особенности эксплуатации мембранных фильтров.

Основными рабочими параметрами, характеризующие мембранные фильтры для очистки воды являются рабочее давление и скорость потока. Рабочее давление для процесса ультрафильтрации составляет 0,2–1 МПа, для обратного осмоса величина давления будет несколько больше – 0,5-8 МПа.

С течением времени наблюдается явление снижения пропускной способности мембран за счет засорения их поверхности. Восстанавливается работоспособность выполнением промывки мембраны. Сигналом для проведения регенерации является снижение пропускной способности на 10-15%.

В качестве промывочных реагентов могут быть использованы различные химические вещества:

• перекись водорода;
• растворы кислот и щелочей;
• гипохлорит натрия.

Выбор периодичности промывки и вида реагента осуществляется исходя из конкретных условий (очищаемой жидкости, интенсивности потока, типа фильтрующей установки).