Установки ультрафильтрации воды UF

Назначение

Назначение

Ультрафильтрация – это сравнительно новый процесс, заключающийся в том, что жидкость «продавливается» через полупроницаемую мембрану при относительно низком давлении (до 2 бар) или под вакуумом. Ультрафильтрация по рейтингу фильтрации воды занимает промежуточное положение между нанофильтрацией и микрофильтрацией. Традиционно используемые методы отстаивания и фильтрования для предварительной подготовки в промышленности и получения питьевой воды в коммунальном хозяйстве в настоящее время не обеспечивают высокую технологическую и санитарную надежность. Введение дополнительных стадий очистки (озонирование, сорбция активированным углем и др.) приводит к увеличению эксплуатационных расходов и, соответственно, себестоимости очищенной воды. В этой связи всё большее применение получают мембранные способы обработки воды.

Различают два основных режима работы и типа мембран – 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. Возможно как вертикальное, так и горизонтальное исполнение установок.


Ультрафильтрационные мембраны имеют размер пор от 20 до 1000 À (или 0,002 – 0,1 мкм) и позволяют задерживать тонкодисперсные и коллоидные примеси, макромолекулы (нижний предел молекулярной массы составляет несколько тысяч), водоросли, одноклеточные микроорганизмы, цисты, бактерии и вирусы и т.д. 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.

К ультрафильтрационным модулям предъявляются определенные требования. Они должны иметь гарантированную границу пропускания фильтрата, не допускать возможность перетекания питательной воды в фильтрат по короткому пути, иметь стойкость к окислителям (гипохлорит натрия, перекись водорода), не иметь в структуре мертвых зон, иметь возможность испытания целостности, иметь возможность полного опорожнения. Ультрафильтрационные мембраны имеют асимметричную структуру. При конструировании установок ультрафильтрации необходимо обеспечить защиту от скопления частиц на поверхности мембран. Это осуществляется за счет промывки (прямая промывка, обратная промывка), т.е. организации потока сквозь поверхность мембраны, вымывающего задержанные частицы. В настоящее время получили широкое распространение ультрафильтрационные половолокнистые модули на основе полиэстерсульфона (PES). 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.

Принцип работы

Наиболее часто применяемым принципом работы оборудования, используемого для ультрафильтрации,является так называемый принцип „dead-end-flow” (имеет сходство с процессом фильтрации через песочный фильтр). Это значит, что вся подающаяся вода проходит через мембрану, после чего становится фильтратом ультрафильтрации. Загрязнения, оседающие на поверхности мембраны удаляются методом периодической обратной промывки. Обратная промывка происходит в определенные промежутки времени – чаще всего длится 30 сек. и повторяется через каждые 30-40 минут. Мембраны промывают противотоком при помощи фильтрата (очищенная вода), находящегося в промежуточном баке – фильтрат подается на мембраны при помощи промывного насоса. Кроме обратной промывки также обязательно следует периодически проводить химическую чистку мембран, а так же их дезинфекцию. Чаще всего для дезинфекции используют NaOCI, концентрацией 50 – 200 мг/л. Дезинфицирующее средство автоматически подается через определенные промежутки времени в воду для промывки с помощью дозирующего насоса так, чтобы промываемый блок находился под действием средства в течение ок. 2 – 15 мин. По истечении этого времени вода для промывки вместе со средством дезинфекции выводится из установки. Химическая очистка происходит по тому же принципу с использованием HCI или NaOH, либо обоих соединений в определенной последовательности (напр. очистка HCI – один раз в сутки, очистка NaOH один раз в неделю).

Технические данные стандартных установок ультрафильтрации воды UF*

Тип Производительность,
м3/ч **
Тип/кол-во элементов Габаритные
размеры, не более,
Д х Ш х В, мм **
Масса, кг
UF 2-5 2,0÷5,0 dizzer 5000SB / 1 600 х 400 х 2300 120
UF 5-10 5,0÷10,0 dizzer 5000SB / 2 500 х 700 х 2300 240
500 х 700 х 2300 10,0÷20,0 dizzer 5000SB / 4 900 х 700 х 2300 480
UF 15-30 15,0÷30,0 dizzer 5000SB / 6 1200 х 700 х 2300 720
UF 20-40 20,0÷40,0 dizzer 5000SB / 8 1600 х 700 х 2300 950
UF 40-80 40,0÷80,0 dizzer 5000SB / 16 3200 х 700 х 2300 1900
UF 60-120 60,0÷120,0 dizzer 5000SB / 24 4800 х 700 х 2300 2850
UF 80-160 80,0÷160,0 dizzer 5000SB / 32 6400 х 700 х 2300 3800
UF 100-200 100,0÷200,0 dizzer 5000SB / 40 dizzer 5000SB / 40 4750
UF 120-240 120,0÷240,0 dizzer 5000SB / 48 9600 х 700 х 2300 5700
UF 140-280 140,0÷280,0 dizzer 5000SB / 56 11200 х 700 х 2300 6650

* Указана производительность для стандартной установки при работе на очищенной воде. Производительность установки может меняться при изменении количества ультрафильтрационных модулей. Для точного расчета установки необходим лабораторный анализ исходной воды.
** Указаны габаритные размеры и производительность при установке в два ряда. При установке в 4 ряда общая площадь установки (длина) снизится на 40%.

Габаритные размеры установок ультрафильтрации T-Rack

Комплект поставки СТАНДАРТНЫХ установок ультрафильтрации воды:

  • Рама из нержавеющей стали;
  • Трубная обвязка из ПВХ (до 10 бар);
  • Мембранные клапана с электрическим или пневматическим приводом;
  • Поворотно-дисковые затворы с электрическим или пневматическим приводом;
  • Шкаф управления установкой, включая контроллер;
  • Электромагнитные расходомеры на линии исходной воды, обработанной воды, подачи промывочной воды;
  • Датчики давления и температуры;
  • Автоматическая гидравлическая промывка: промывочный насос, арматура и трубопроводы;
  • Автоматическая промывка реагентами: насосы-дозаторы, комплект обвязочных материалов;

Дополнительные опции:

  • Механические напорные фильтры для предварительной очистки воды;
  • Дозирующая станция для введения в воду коагулянта;
  • Анализатор мутности фильтрата;
  • Визуализация процесса на ПК с ведением журнала параметров работы установки и с возможностью удаленного доступа к установке;
  • Трубная обвязка из нержавеющей стали AISI 304 или AISI 316;

Преимущества:

  • Высокая эффективность очистки воды, несравнимая, с технологией фильтрации;
  • Низкие капитальные затраты при строительстве новых и реконструкции старых сооружений для очистки воды;
  • Снижение себестоимости очищенной воды вследствие значительного сокращения применяемых реагентов (флокулянты) и уменьшения количества дозируемых реагентов (коагулянт), снижения энергозатрат и количества потребляемой воды для собственных нужд;
  • Возможность полной автоматизации процесса и контроля эффективности технологического процесса обработки воды методом ультрафильтрацией;
  • Малые габаритные размеры и компактность оборудования. Несомненными преимуществами установок ультрафильтрации является их компактность, незначительный расход химических реагентов и простота обслуживания, что позволяют снизить себестоимость осветленной воды при ее высоком качестве.