Аспекты проектирования систем ультрафильтрации.
ЧТО ТАКОЕ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ? Ультрафильтрация воды – это 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.
Установка ультрафильтрации предназначена для очистки воды. Она задерживает взвешенные вещества, микроорганизмы, водоросли, бактерии и вирусы, значительно снижает мутность. Так же она эффективно уменьшает перманганатную окисляемость и снижает цветность воды. Ультрафильтрация заменяет собой процесс отстаивания, осаждения или микрофильтрации.
Где применяется мембранная ультрафильтрация? Очистка поверхностных вод: ультрафильтрация обеспечивает высокое качество питьевой, оборотной и технологической воды с минимальными затратами.
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 (рекуперация сточных вод).
Очистка промышленных сточных вод, обеспечивающая их повторное использование и снижающая техногенную нагрузку на водоемы хозяйственно-питьевого назначения.
Конструкция модулей ультрафильтрации позволяет объединять их в блоки HYDRA FILTER (Гидра фильтр )серии UF. Блоки (установки) ультрафильтрации выполняет те же функции, что и отдельно взятый модуль уф, но в большем объеме. В установках ультрафильтрации HYDRA FILTER UF модули включены по параллельной схеме, т.е. все модули работают в одинаковых условиях (мутность, давление, расход). Несколько установок HYDRA FILTER вместе образуют систему ультрафильтрации. (Например HYDRA FILTER UF 60 см. на фото).
Преимущество использования конструкции HYDRA FILTER UF ( далее HF UF) является меньшее количество требуемых технологических элементов ( клапанов, расходомеров, датчиков давления, т.д.). В идеале – чем больше блоков ультрафильтрации, тем меньше капитальные затраты на систему. .
Размер блока ультрафильтрации не должен превышать требуемого для работы на минимальный расход фильтрата, когда одина или несколько установок выходят в режим обратной промывки и если система не имеет достаточно большой емкости для фильтрата.
Для определения рабочих характеристик ультрафильтрационных мембран каждый блок ультрафильтрации должен быть оснащен следующим минимальным набором контрольно-измерительных приборов для измерения:
Показания измерительных приборов должны непрерывно анализироваться ПЛК. Трансмембранное давление (ТМД) является важной эксплуатационной характеристикой системы ультрафильтрации. ТМД определяется как разность между средним давлением исходной воды и давлением фильтрата. Увеличение ТМД является показателем отложения твердых веществ на мембране. Это явление так же называют загрязнение или уменьшение потока, но ТМД никогда не должно превышать 2 бара. Не смотря на то, что в значительной степени скорость загрязнения напрямую зависит от качества исходной воды, скорость загрязнения можно частично регулировать.
Проектными параметрами, оказывающими влияние на скорость загрязнения, являются проектная интенсивность потока и режим работы. Интенсивность потока – это объем потока фильтрата через единицу площади поверхности мембраны. Поток обычно измеряется лмч (литры/ (м2 х час)). Превышение критического уровня расхода приведет к более быстрому уменьшению интенсивности потока. Типовые ультрафильтрационные системы работают с интенсивностью потока 59 -145 лмч.
Система Hydra Filter UF имеет три основных рабочих режима: «прямой поток», «поперечный поток» и «рециркуляция». Если исходная вода имеет переменную мутность или пики мутности, то необходимо автоматическое переключение от «прямого потока» на «поперечный поток» или «рециркуляцию». Несмотря на то, что поперечный поток» или «рециркуляция» затормозят уменьшение интенсивности потока, но при этом увеличатся эксплуатационные расходы и размер насоса. С увеличением поперечного потока повышается энергопотребление и требуется насос большего размера.
Перед установкой ультрафильтрации необходимо устанавливать предфильтры (дисковые фильтры) 100 мкм или меньше, что бы предотвратить забивание капилляров.
Предварительное дозирование химических реагентов может продлить стабильную работу системы ультрафильтрации. Непрерывная инжекция свободного хлора (1 – 2 частей /млн. остаточное содержание хлора) или других разрешенных к применению оксидантов до входа в систему ультрафильтрации может быть рекомендовано в случае использования поверхностной исходной воды.
Эксплуатация установки ультрафильтрации.
Конструкция установки ультрафильтрации обеспечивает производство фильтрата, выполнение обратной промывки, проведение чистки и контроля целостности. Ниже приведено краткое описание рабочих режимов системы ультрафильтрации HF UF.
Рабочий цикл систем ультрафильтрации.
Как упоминалось в предыдущем разделе, существует два рабочих режима: «прямой поток» и «поперечный поток». Каждый режим имеет свои «за и против». «Прямой поток» является наиболее экономичным режимом, но имеет ограничения по качеству исходной воды. При поперечном потоке ослабляется уменьшение интенсивности потока, но увеличивается энергопотребление и капитальные затраты.
https://www.water.ru/catalog/sistemy_ultrafiltracii.php