виды, принцип работы, устройство и установка
Содержание статьи:
В системе автономного водоснабжения используется вода из колодцев и скважин. Ее качество не всегда соответствует нормам безопасности. В ней растворены органические и минеральные вещества. Их высокая концентрация может нанести вред здоровью, оставить накипь на поверхности нагревательных элементов. Мембранные технологии очистки воды – это современный и эффективный метод. Он основан на многоступенчатой фильтрации. Установка мембраны обеспечивает очистку жидкости на молекулярном уровне.
Устройство и принцип работы мембранных фильтров для воды
Основной элемент фильтра – мембрана. Она изготавливается из синтетических материалов (лавсан, пропилен, целлюлоза). Пористая пленка пропускает молекулы воды и кислорода, задерживая примеси. От размеров отверстий зависят параметры очистки. Органические и минеральные вещества, диаметр которых превышает поры, остаются на поверхности фильтра. Производительность устройства зависит от нескольких факторов:
- степень загрязнения жидкости;
- давление в системе;
- температура воды;
- площадь мембраны.
При прохождении фильтра вода разделяется на два потока. Один направляется через поры мембраны. Проходя сквозь несколько слоев синтетического материала, он очищается от вредных примесей. Второй поток используется для удаления отложений.
Жидкость, избавленная от загрязнений, называется пермеат. Она подается в водопроводную систему. Вода, смывающая задержанные примеси (концентрат), направляется в канализацию или используется для хозяйственных нужд. Высокий уровень очистки позволяет употреблять жидкость для питья без кипячения.
Виды и конструкция мембран
Мембранные элементы различаются по величине пор и степени очистки жидкости:
- Микрофильтрация – размер отверстий 0,1-1 мкм. Материал используется для предварительной фильтрации, отделяющей тонкодисперсные взвеси и коллоидные примеси. Жидкость становится прозрачной.
- Ультрафильтрация – параметры 0,1-0,02 мкм, удаляются водоросли, микроорганизмы, оксиды металлов, мелкие коллоиды.
- Нанофильтрация – диаметр пор 0,02-0,001 мкм. Фильтр способен извлекать из воды тяжелые металлы и соединения хлора. Жидкость выходит умягченная, солевой состав меняется незначительно.
- Обратный осмос – в мембране наиболее мелкие отверстия 0,001-0,0001 мкм. Материал задерживает все примеси, растворенные в воде. Обратноосмотические системы удаляют бактерии, соли, пестициды, нефтепродукты. Они применяются в фармакологии, установках опреснения морской воды.
Мембранные фильтры классифицируются по форме очищающего элемента.
Плоские дисковые
- армированные – полимерная пористая пленка наносится на тканевую основу;
- подложечные – конструкция предусматривает использование дополнительного слоя из материала с крупными отверстиями;
- бесподложечные – изготавливаются из однородного материала (полиамид, капрон, фторопласт).
Дисковые мембранные элементы пользуются наименьшим спросом.
Рулонные
Наиболее удачное конструктивное решение, этот вариант используется для установок обратного осмоса. Он представляет мембранный элемент, накрученный в виде рулона на перфорированную трубку. Вода поступает с торца модуля, по спирали движется к центру. Проходя несколько слоев из основной мембраны и полиэстеровых подложек, она избавляется от примесей. Разделительные сетки предотвращают слипание рабочего материала. Концентрат сбрасывается в канализацию.
Трубчатые
Фильтрующий модуль заполняется трубками из пористого материала (керамики, металлокерамики или пластика). Расположение отверстий в них бывает симметричным и асимметричным. Жидкость под напором проходит рабочий слой, на котором остается загрязнение. Очищенная вода собирается в накопительной емкости, концентрат через отдельное отверстие сбрасывается в дренаж. Трубчатые керамические модули – оптимальный вариант для установки в сети централизованного водоснабжения. Они задерживают частицы железа, соли, не чувствительны к абразивным частицам.
Половолоконные
Модули состоят из большого количества тонких трубочек (диаметром около 1 мм). Их стенки покрыты микроскопическими отверстиями. Фильтры улавливают примеси железа, микроорганизмы, бактерии, цисты лямблий. Использование множества элементов увеличивает общую площадь фильтрующей поверхности. Половолоконные мембраны склонны к скорому засорению. Перед ними рекомендуется проводить механическую очистку жидкости.
Для применения в походных условиях или на даче предлагаются трековые мембранные фильтры. Конструкция погружается в емкость с водой, очищенная жидкость выводится сливной трубкой.
Критерии выбора
До покупки фильтрующей конструкции используемую воду отдают на экспертизу. Заключение о ее составе подскажет, какой тип мембраны установить. Высокие требования к качеству водоподготовки требуют монтажа системы обратного осмоса. При выборе мембраны учитывают давление в водопроводной сети дома.
Для работы ультра- или нанофильтра достаточно 1-2 атмосферы, обратный осмос потребует повышения напора до 3-3.5 атмосфер. Стоимость фильтрующей конструкции напрямую зависит от ее возможностей. Наиболее эффективная система отличается высокой ценой. Производительность установки выбирается по среднему параметру водопотребления семьи.
Особенности установки и эксплуатации
Схема подключения фильтра обратного осмоса
Монтаж мембранного фильтра производится на трубу холодной воды. Рациональный вариант установки – под раковиной на кухне. Устройство находится поблизости от крана потребления и канализационного слива. Порядок установки указывается в инструкции. Перед началом работы перекрывается движение воды в системе. Остатки сливаются путем открывания крана. Раскручивается узел отвода смесителя.
На магистраль устанавливается тройник и шаровой кран. На мойке монтируется отдельный кран для поступления очищенной воды. Фильтрующая установка собирается согласно инструкции. Перед монтажом системы обратного осмоса необходимо установить несколько модулей предварительной очистки (механический, угольный).
Мембрана нуждается в регулярном промывании. Она помещается под напор горячей (40°) воды. При сильном загрязнении блок опускается в раствор лимонной кислоты на 20-30 минут. Затем деталь тщательно промывается под прохладной струей. Срок эксплуатации мембранного модуля составляет 1-3 года, он указывается производителем. Сигналом о необходимости замены служит уменьшение напора жидкости и появление привкуса.
Преимущества и недостатки
Достоинства мембранных фильтров для воды:
- высокая степень очистки;
- удобная и простая эксплуатация;
- долгий срок использования и возможность самостоятельного обслуживания;
- компактный размер.
Недостатки:
- значительный расход воды;
- высокая степень удаления минералов из жидкости при обратном осмосе;
- необходимость монтажа вывода в канализацию.
Мембранные методы очистки воды используются в бытовых, медицинских и технических целях. При установке системы в квартире необходимо периодически контролировать уровень содержания солей в жидкости с помощью TDS-тестера.
Мембранные технологии очистки воды
Мембранные технологии очистки воды: микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос
Принцип работы мембранных фильтров очистки воды
Мембранная технология очистки воды достаточно широко распространена как эффективная и экономически выгодная водоподготовка. Ее принцип достаточно прост: вода под под давлением проходит через мелкопористую мембрану, которая задерживает мельчайшие частицы, микроорганизмы и растворенные соли на молекулярном уровне.
В результате очищенная вода (называется пермеатом) образуется с одной стороны мембраны, а с концентрированными примесями – с другой, которая периодически сливается в дренаж. Этот процесс автоматизирован и осуществляется при помощи клапана регулирования потока (клапан концентрата).
Для создания давления применяется различное насосное оборудование.
Мембранная очистка позволяет получить чистую воду из любых источников: артезианских скважин, водопровода, естественных водоемов с пресной и соленой водой. Поскольку для различных нужд промышленности, сельского хозяйства, коммерческих и частных водопотребителей требуется вода с различной степенью очистки, применяются мембраны с разным размером пор, что порождает несколько основных мембранных технологий водоподготовки.
Основные виды мембранных фильтров и их особенности
При выборе системы мембранных фильтров, необходимо четко понимать, какие задачи должна решать установка, и каковы исходные параметры воды. Ниже приведены наиболее частые задачи:
- осветление воды;
- обессоливание воды;
- удаление бактерий и вирусов;
- тонкая очистка и получение сверхчистой воды.
- Микрофильтрация (0,1-10 мкм) — удаление зоопланктона, водорослей, замутнений, некоторых бактерий и осадка. Рабочее давление составляет примерно 0,7 бар.
- Ультрафильтрация (0,1-0,01 мкм) — удаление макромолекул, бактерий, вирусов, коллоидных частиц. Практически все растворенные соли и более мелкие молекулы проходят через мембрану. Рабочее давление примерно от 1 до 7 бар.
- Нанофильтрация (0,01 мкм-2 нм) — получение частично обессоленной воды, удаление ионов, цветности и общего органического углерода. Нанофильтрация занимает среднее положение между ультрафильтрацией и обратным осмосом. При нанофильтрации происходит частичное обессоливание: растворенные соли удаляются на 20–98 % в зависимости от их химического состава. Рабочее давление – от 3,5 до 16 бар.
- Обратный осмос (менее 2 нм) — самый тонкий уровень фильтрации. Обратноосмотические мембраны являются препятствием для всех растворенных солей (95 –99,9 %) и соединений с молекулярным весом более 100. Размеры пор мембраны сопоставим с размером молекулы воды. Рабочее давление составляет от 5 до 84 бар в зависимости от степени содержания растворенных солей.
Мембранные технологии очистки воды могут применяться в комплексе или как отдельные технологии. Нужно помнить, что для нормальной работы мембранных фильтров всегда требуется механическая очистка и предварительная водоподготовка. Также вода подвергается очистке от хлора, так как молекулы хлора легко проходят через мембраны.
Применение мембранных технологий очистки воды
Наша компания готова создать проект, поставить необходимое оборудование и произвести монтаж мембранных установок для вашего дома, бизнеса, производства. Мы используем самые современные мембраны, которые интенсивно удаляют соли и другие примеси при сравнительно небольшом давлении, что делает эту технологию экономически привлекательной. “Интегра Инжиниринг” имеет собственные производственные мощности по сборке систем фильтрации на основе обратного осмоса.
Если у вас есть вопросы или потребность в нашей услуге, свяжитесь с нами по телефону:
(831) 4 123 788
НАШИ УСЛУГИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
СИСТЕМ ФИЛЬТРАЦИИ И ВОДОПОДГОТОВКИ
Выберите область применения или получите бесплатную консультацию инженера
Бесплатная консультация
Мембраны для солоноватых вод, до 5 г/л
Прайс-лист мембранные элементы
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Солоноватые воды до 5 г/л
ОПИСАНИЕ ПРОДУКТА
| Материал мембраны | Композитный полиамид |
| Тип мембраны | РМ31К |
| Конструкция | Рулонный |
| Назначение | Обессоливание солоноватых вод |
| Особенности | Усиленный лентой (-Т), усиленный стекловолокном (-С) |
СПЕЦИФИКАЦИЯ
Условия испытаний: Тестовый раствор NaCl 1500 мг/л, Р=1,6 МПа, Т=25С, рН=7,5. Степень отбора фильтрата — 8%
Модель | Производительность*, м3/ч | Селективность, % | Площадь, м2 | Турбулизатор, мм | |
| РО К 2521-Т | 0,05 | 99,4 | 1,1 | 0,7 | |
| РО К 2540-С | 0,1 | 99,4 | 2,3 | 0,7 | |
| РО К 2540-Т | 0,1 | 99,4 | 2,6 | 0,7 | |
| РО К 4040-С | 0,4 | 99,5 | 7,9 | 0,7 | |
| РО К 4040-Т | 0,4 | 99,5 | 7,9 | 0,7 | |
| РО К 8040-1Т | 1,6 | 99,5 | 34 | 0,8 | |
| РО К 8040-1С | 1,6 | 99,5 | 34 | 0,8 | |
| РО К 8040-Т | 1,8 | 99,5 | 37,2 | 0,7 | |
| РО К 8040-С | 1,8 | 99,5 | 37,2 | 0,7 |
РАЗМЕРЫ
Элемент 2540 и 4040
Элемент 8040
Модель | A, мм | B, мм | B’ (АТД), мм | C, мм | D, мм | Вес, кг |
| РО К 2521-Т | 533,4 | 63,5 | 61 | 19,1 | 30,5 | 0,9 |
| РО К 2540-С | 1 016 | 63,5 | 61 | 19,1 | 30,5 | 2,2 |
| РО К 2540-Т | 1 016 | 63,5 | 61 | 19,1 | 30,5 | 1,8 |
| РО К 4040-С | 1 016 | 101,6 | 100,3 | 19,1 | 26,7 | 4,5 |
| РО К 4040-Т | 1 016 | 101,6 | 100,3 | 19,1 | 26,7 | 3,6 |
| РО К 8040-1Т | 1 016 | 203 | 200 | 28,6 | 16,4 | |
| РО К 8040-1С | 1 016 | 203 | 200 | 28,6 | 17,8 | |
| РО К 8040-Т | 1 016 | 203 | 200 | 28,6 | 16,4 | |
| РО К 8040-С | 1 016 | 203 | 200 | 28,6 | 17,8 |
какие установки для очистки воды бывают и какие из них лучше?
О пользе потребления чистой питьевой воды известно практически каждому. Между тем найти воду, достойную называться чистой, сегодня непросто. Поступает ли в жилье вода из городского водопровода или качается из скважин неподалеку от дома — все равно никаких гарантий того, что в ней отсутствуют вредные примеси, нет. Более того, санитарные правила (СанПиН 2.1.4.1116-02) допускают содержание солей, газов, металлов, неметаллических примесей и органических загрязнений, хоть и в относительно небольшом количестве.
Почему нужно очищать воду?
Попадая в организм человека, загрязненная вода воздействует на внутренние органы человека, кровь, лимфу. Избыток соединений железа в воде повышает риск возникновения инфарктов и инсультов, вызывает болезни зубов, почек, печени, кишечника, ухудшает репродуктивные возможности человека. Повышение концентрации цинка грозит развитием заболеваний двигательного аппарата, ухудшением работы желудка. Рост содержания марганца приводит к болезням мочеполовой системы, костно-мышечного аппарата, к осложнениям во время беременности. Избыток хлорсодержащих соединений в воде вызывает болезни печени и почек, нервной и иммунной систем, аллергии, нарушения функционирования сердечно-сосудистой системы. Рост концентрации соединений фтора ухудшает состояние зубов, костей, суставов, желудочно-кишечного тракта. Повышенное содержание сульфатов увеличивает риск появления камней в почках, как и риск возникновения заболеваний сердца. Высокая концентрация нитратов в воде отравляет организм и ведет к заболеваниям крови, сердца, к мочекаменной болезни. Тяжелые металлы, радиоактивные вещества, пестициды, нефтепродукты и прочие органические соединения могут вызывать онкологию. Бактерии и другие микроорганизмы, содержащиеся в воде, часто инициируют болезни желудочно-кишечного тракта.
При этом необходимо очищать не только воду, используемую для питья. К примеру, полив огорода или сада водой, содержащей следы нефтепродуктов, также не принесет пользы. Жесткая вода — в которой повышена концентрация ионов кальция и магния — плохо воздействует на кожу, ухудшает вкус блюд при использовании в приготовлении, увеличивает расход моющих средств, затраты на электроэнергию.
На заметку
Всего один миллиметр накипи на поверхности нагревательного элемента повышает потребление энергии на 10%.
Также примеси несут опасность для оборудования и любых соприкасающихся с водой поверхностей. Одни вещества настолько едки, что постепенно сами разъедают материалы, другие способствуют коррозии, третьи образуют накипь или взвесь, препятствующие работе устройств и механизмов, выводящие их из строя. Поэтому установка системы очистки воды — это не только забота о здоровье, но и способ сохранить дорогое сантехническое и отопительное оборудование, технику.
Установки очистки воды: выбираем характеристики
Выбирая оборудование для водоподготовки и очистки воды, нужно принять во внимание следующие факторы:
- нормы потребления. Следует сразу оценить, какой объем воды расходуется ежедневно, чтобы поставить аппаратуру соответствующей мощности;
- сезонность использования. Возможно, на даче потребуется консервация системы очистки воды на период сезонного отсутствия хозяев;
- где будет использоваться система очистки — в доме или в квартире, на какой площади и в каких условиях, для каких целей нужна вода. От этого зависят, например, ограничения по размеру, по площади монтажа, по производительности аппаратуры.
Но самое важное условие: выбирать модули системы очистки воды нужно, отталкиваясь от химического и бактериологического состава загрязнений. Поэтому предварительно нужно провести анализ используемых источников воды.
Очистка воды — сложный, многоэтапный процесс. Можно выделить следующие общие этапы:
- Механическая очистка. Очищение воды начинается с удаления крупных механических примесей, таких как песок, частицы глины, ржавчины, минеральных отложений. Нередко используется также осветление, то есть устранение более мелких примесей, присутствующих в виде коллоидной взвеси, суспензии.
- Обезжелезивание. Помимо железа, на этом этапе порой удаляются и примеси оксидов других металлов, например марганца или меди.
- Тонкая очистка, которая включает в себя процессы умягчения, обессоливания, удаления растворенных газов, биологической очистки воды от микроорганизмов.
Прошедшая через все эти этапы очистки вода не имеет вредных механических, химических и бактериологических загрязнений, в ней отсутствуют любые образования размером свыше 0,1 микрона.
Перечислим типовые элементы систем водоочистки, позволяющие избавиться от примесей.
- Для удаления механических примесей используются осветлительные фильтры. С целью повышения качества очистки воду можно пропускать последовательно через слои макропористого угля, где будут отфильтровываться частицы покрупнее, а затем через микропористую структуру, задерживающую частицы меньшего диаметра. Помимо механических загрязнений, такие фильтры частично задерживают микроорганизмы и органические соединения. Кроме угольных, могут использоваться фильтры аналогичного назначения на основе алюмосиликатов или цеолитов.
- Обезжелезиватели. Как правило, очистка основана на реакции окисления: двухвалентное железо окисляется до трехвалентного, после чего отфильтровывается. Для окисления может использоваться аэрация или же добавление реагентов-окислителей. Распространено также пропускание воды через угольные или иные фильтры с катализаторами, ускоряющими окисление.
- Умягчители. Для снижения жесткости воду обычно пропускают через ионообменную смолу: при этом ионы Ca2+ и Mg2+ заменяются на ионы Na+.
Это интересно
С течением времени происходит насыщение ионообменной смолы катионами кальция и магния, эффективность смягчения воды снижается. Чтобы вернуть прежние показатели очистки, смолу можно промыть в растворе поваренной соли.
- Для удаления солей и большинства прочих примесей используются фильтры обратного осмоса. В таких фильтрах вода под давлением проходит через полупроницаемую мембрану. Это наиболее универсальная и глубокая очистка, вода на выходе имеет самое высокое качество, однако и стоимость подобных фильтров заметно выше прочих.
- УФ-фильтры: для очистки от микроорганизмов поток воды обрабатывается светом мощной ультрафиолетовой лампы. Такие фильтры ставят только после систем механической очистки: мутная вода плохо просвечивается, а значит, эффективность УФ-обработки значительно снижается.
Виды установок для очистки и водоподготовки
Если рассматривать в целом установки очистки питьевой воды, их можно отнести к системам либо ступенчатого, либо мембранного фильтрования.
Система ступенчатого фильтрования основана на последовательном пропускании воды через несколько картриджей, каждый из которых отвечает за очистку от определенного вида загрязнений. В первую очередь происходит очистка от механических примесей, затем почти всегда используются умягчители на основе ионообменных смол. А вот последующие картриджи подбираются в зависимости от того, какие примеси преобладают в данной воде. Это может быть очистка от железа, нефтепродуктов, растворенных газов, бактериологических примесей — всего от трех до семи узконаправленных картриджей.
Плюсом системы является ее относительная дешевизна: подобные картриджи обычно стоят недорого. Но такое ее достоинство, как возможность оптимальной «настройки» под преобладающие в данной местности виды загрязнений, становится недостатком в условиях, когда состав загрязнений широко варьируется и, по сути, непредсказуем, как это часто бывает в городах.
Система мембранных фильтров оборудования для очистки воды работает на основе использования обратного осмоса. Как уже говорилось, главное достоинство осмотических мембран — универсальность. Они справляются с очисткой от загрязнений любого типа, начиная от механических микропримесей, ионов растворенных солей, органических молекул и заканчивая бактериями и прочими микроорганизмами.
Особенность фильтрования с помощью обратного осмоса состоит в том, что загрязнения не оседают на мембране, играющей роль фильтра (иначе она бы мгновенно забилась), а отводятся частью входящего в картридж потока воды. Поэтому на каждый литр очищенной воды приходится от одного до пяти литров неочищенной, с повышенной концентрацией примесей. Вода к мембране должна подаваться под давлением. Поэтому, если в водопроводе оно недостаточное, может понадобиться установка дополнительной помпы для регулирования давления при подаче воды.
Первое время все мембранные фильтры выпускались с накопительным баком — их производительности не хватало на то, чтобы очищать сразу весь поток, и фильтрация происходила заранее и постепенно. Сейчас производительность мембран заметно выросла, и во многих новых моделях накопительный бак не устанавливается — в нем просто нет необходимости.
Если через картриджи долгое время не проходит вода, на мембранах может появиться слизь, что-то вроде плесени. Поэтому перед тем, как покинуть дом на неделю и больше, хозяевам желательно законсервировать установку: отключить воду, снять картриджи и, обернув полиэтиленом, убрать в холодильник.
Если вы хотите добиться эффективной фильтрации загрязнений, не стоит ориентироваться на общие характеристики воды в вашей местности. Даже в источниках, удаленных друг от друга на четыре–пять метров, состав воды может отличаться.
Лабораторные мембранные установки
Мембранная технология является одной из наиболее прогрессирующих и развивающихся отраслей химической технологии. Уже сейчас с помощью мембран получают питьевую воду, очищают сточные воды и изготавливают пищевые продукты. Кроме того, мембранная технология решает ряд задач, которые сложно или экономически нецелесообразно решать другими технологиями, такие как: создание аппарата «искусственной почки», получение сверхчистых газообразных и жидких веществ, выделение биологически активных веществ.
Специалисты компании Diasel проводят широкий ряд исследований в различных областях мембранной технологии. Возможно проведение исследований характеристик различных мембранных элементов, определение параметров работы установок, экспериментальная проверка теоретических данных. Кроме того, наши специалисты проконсультируют Вас при выборе метода разделения, подборе оборудования, а также помогут Вам решить специфические задачи в различных областях мембранной технологии.
Основой экспериментальных исследований является наличие лабораторных площадей и оборудования. Наша компания является малым инновационным предприятием, созданным при Российском химико-технологическом университете имени Д.И. Менделеева – ведущем ВУЗе в области химической технологии. Такое положение дает нам возможность использования помещений и лабораторного оборудования одного из крупнейших ВУЗов в России, что существенно расширяет наши возможности при проведении разнообразных исследований.
Для экспериментальных исследований используются различные мембранные установки в зависимости от поставленной задачи.
Установка обратного осмоса производительностью 500 л/час
Компанией Diasel совместно с компанией ООО «БИНАКОР-ХТ» (на базе Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева) создана установка очистки воды, представляющая собой двухкаскадную систему обратного осмоса с рециклом.
Установка работает по принципу обратного осмоса с целью деминерализации воды и предназначена для очистки и доочистки воды хозяйственно-питьевого и технологического назначения. Установка обеспечивает снижение общей минерализации исходной воды (в т.ч. солей жесткости, тяжелых металлов, фторидов, нитратов, аммония и т.п.), органических веществ, бактерий и вирусов и позволяет довести качество воды до норм, предусмотренных СанПиН 2.1.4.1074-01 или требуемых норм.
Установка может применяться на предприятиях, а также в технических помещениях офисных и жилых зданий. Установка может быть использована для очистки воды, подаваемой на котельное оборудование; получения питьевой воды; как стадия получения особочистой воды для микроэлектроники и фармацевтики.
Установка обратного осмоса является незаменимой для проведения лабораторных экспериментальных исследований. Установка позволяет изучить основы мембранного разделения методом обратного осмоса, экспериментально установить характеристики мембранных элементов и выявить параметры работы мембранной установки при разделении растворов для различным нужд.
Установка спроектирована и изготовлена с учётом работы в непрерывном режиме и при соблюдении требований и условий эксплуатации, обеспечивает длительное и надежное функционирование в течение всего срока службы. Случаи остановок обусловлены лишь проведением планового обслуживания или ремонта компонентов установки, реагентных промывок или пуско-наладочных работ в комплекте с другими видами оборудования.
Работа установки осуществляется в автоматическом режиме.
Существует 3 основных режима работы установки:
1-ый режим – нормальный режим работы установки. На насосе установлен частотный преобразователь, который помогает выставлять нужный расход и давление. Вентилями регулируется рецикл в системе и расход, давление концентрата.
На сенсорной панели оператора отображается режим работы, давление, электропроводность на входе и выходе установки, так же высчитывается автоматически селективность.
2-ой режим – режим «флешмойки». Принцип работы заключается в резком сбросе давления в напорном коллекторе на линии концентрата, при этом возникает большая скорость в напорном канале мембранных аппаратов, таким способом происходит унос загрязнений с поверхности мембран.
3-ий режим – химическая мойка.
Основные эксплуатационно-технические характеристики установки:
| Параметр | Значение | |
|---|---|---|
| 1 | Производительность при температуре 10ºС, л/ч | 500 |
| 2 | Производительность при температуре 25ºС, л/ч | 625 |
| 3 | Количество мембранных элементов, шт | 2 |
| 4 | Максимальное энергопотребление, кВт | 1,1 |
| 5 | Вес НЕТТО, кг | 100 |
| 6 | Вес БРУТТО, кг | 110 |
| 7 | Давление исходной воды, атм | 2.0-6.0 |
| 8 | Давление воды на выходе, атм | 0.3 |
| 9 | Проектное рабочее давление, атм | 7-14 |
| 10 | Проектная степень фильтрации (минимум), % | 95,0 |
| 11 | Проектное соотношение пермеат/концентрат | 3:1 |
| 12 | Проектная рабочая температура, 10ºС | 10 |
| 13 | Размеры, мм | |
| — длина | 700 | |
| — ширина | 600 | |
| — высота | 1600 | |
| 14 | Электропитание | 380В±10%,~50Гц |
| 15 | Подсоединения | |
| — вход | 1” | |
| — выход | 1” | |
| — дренаж | 1” | |
* Исходное солесодержание по NaCl, используемое для расчёта производительности, 1500 мг/л.
** При увеличении температуры на 1ºС производительность установки увеличивается приблизительно на 3,5%.
*** Задерживающая способность по отдельным ионам и веществам указана в приложении (таблица №5) в «Руководства по эксплуатации».
**** Степень фильтрации и производительность установки очистки варьируются в меньшую или большую сторону в зависимости от изменения солевого состава исходной воды, расхода концентрата и температуры исходной воды от проектных величин.
Комбинированная установка обратного осмоса производительностью 10 л/час
Совместно с компанией ООО «БИНАКОР-ХТ» разработана установка обратного осмоса Сел-01-лаб на базе обратноосмотических мембранных элементов и трубчатых керамических ультрафильтрационных мембранных элементов. Основным отличием установки является возможность параллельной или последовательной подачи исходной воды на обратноосмотический или керамический мембранный элемент. Последовательное соединение мембранных аппаратов позволять в одной установке изучать комбинирование методов ультрафильтрации/микрофильтраии и обратного осмоса. Параллельное соединение мембранных элементов позволят получать комплексы экспериментальных данных по сравнительным характеристикам разных типов мембранных элементов в одной установке.
Технические характеристики обратноосмотической установки Сел-01-лаб
| Показатели | Значения |
|---|---|
| Задерживающая способность, % | 96 — 99 |
| Производительность по фильтрату при 25ºС, л/ч | 10 |
| Рабочее давление, бар | 4 – 7 |
| Габаритные размеры, мм (длина х ширина х высота) | 600 х 300 х 600 |
| Масса, кг | 25 |
Технологическая схема установки:
На установке предусмотрены:
Датчики расхода
Установка имеет ротаметры для измерения потока пермеата и подаваемой воды.
Манометры
Манометры расположены в системе трубопроводов таким образом, чтобы показывать давление: на входе и выходе из установки.
Лабораторная установка производительность 100 л/час
Лабораторная установка представляет собой 2х каскадную систему обратного осмоса с рециклом. Установка идеального подходит для моделирования процесса обратного осмоса в промышленности. На установке возможно исследование, как отдельных характеристик процесса, так и проведение каскадного процесса, а также процесса обратного осмоса с рециклом, наиболее распространенного в промышленности.
Технические характеристики обратноосмотической установки:
| Показатели | Значения |
|---|---|
| Задерживающая способность, % | 96 — 99 |
| Производительность по фильтрату при 25ºС, л/ч | 100 |
| Рабочее давление, бар | 4 – 10 |
| Габаритные размеры, мм (длина х ширина х высота) | 600 х 250 х 500 |
| Масса, кг | 25 |
Технологическая схема установки:
На установке предусмотрены:
Датчики расхода
Установка имеет ротаметры для измерения потока пермеата, концентрата и рецикла.
Манометры
Манометры расположены в системе трубопроводов таким образом, чтобы показывать давление: на входе и выходе из фильтра предварительной очистки, а также на входе и выходе из мембранных аппаратов
Мембранные установки очистки воды
К аппаратам для осуществления баромембранных процессов в промышленных масштабах предъявляются требования, определяемые возможностью их изготовления и условиями эксплуатации. Аппараты для осуществления баромембранных процессов должны иметь большую поверхность мембран в единице объема аппарата и быть простыми в сборке и монтаже ввиду необходимости периодической смены мембран. При движении по секциям и элементам аппарата жидкость должна равномерно распределяться над мембранной поверхностью и иметь достаточно высокую скорость течения для уменьшения влияния концентрационной поляризации. Перепад давления в аппарате должен быть, по возможности, небольшим. Необходимо выполнение всех требований, связанных с работой аппаратов при повышенных давлениях: обеспечение механической прочности, герметичности и т.д. Создать аппарат, в полной мере удовлетворяющий всем требованиям, по-видимому, невозможно. Поэтому для каждого конкретного процесса разделения следует подбирать конструкцию, обеспечивающую наиболее выгодные условия проведения именно этого процесса.
Виды мембранных установок по очистке воды
Четыре основных типа аппаратов по способу укладки мембран:
- «фильтр-пресс» с плоскокамерными фильтрующими элементами;
- с трубчатыми фильтрующими элементами;
- с рулонными или спиральными фильтрующими элементами;
- с мембранами в виде полых волокон.
Плоскокамерные: мембранный элемент состоит из двух плоских мембран с расстоянием между ними 1,5-5,0 мм. В этом промежутке расположен пористый или сетчатый дренажный материал. Плотность упаковки мембран (поверхность, приходящаяся на единицу объема аппарата) невысока и равна 60-300 м2/м3. Поэтому аппараты такого типа имеют малую производительность. Они применяются там, где потребность в деминерализованной воде невелика.
Трубчатые аппараты: состоят из пористых трубок диаметром 5-20 мм. Материал, который служит мембраной, наносится на поверхность трубки (внутреннюю или наружную). Плотность упаковки у такого типа аппаратов также небольшая: 60-200 м2/м3.
Рулонные: мембранный элемент имеет вид пакета, три кромки которого герметизированы, а четвертая крепится к перфорированной трубке для отвода очищенной воды – пермеата (фильтрата). По окружности трубки таких пакетов несколько, все они вместе с сетками накручиваются на трубку. Разделяемая вода движется в продольном направлении по межмембранным каналам, а пермеат поступает в отводящую трубку. Хотя плотность упаковки таких аппаратов высока (300-800 м2/м3), из-за сложности изготовления они применяются в основном на среднем и большом производстве.
Волоконные: мембранный элемент имеет вид полого волокна. Аппарат представляет собою цилиндр, заполненный пучком пористых полых волокон с наружным диаметром 80-100 мкм и толщиной стенки 15-30 мкм. Разделяемая вода омывает наружную поверхность волокна, а по его внутреннему каналу выводится пермеат. Обладая очень большой плотностью упаковки – до 20000 м2/м3, эти аппараты широко используются в опреснительных установках, например, при получении питьевой воды из морской воды и рассолов.
Следует отметить, что установки состоят из большого числа унифицированных фильтрующих элементов или модулей, которые соединяют в батареи по определенной схеме. По этой причине их можно легко наращивать до требуемой (любой) производительности. В простейшем варианте модули собирают по параллельной схеме. В этом случае все они работают в одинаковых условиях: при одном и том же давлении и коэффициенте выхода фильтрата. Такая система пригодна для большинства установок низкой производительности. Два манометра, расположенные на входе и на выходе установки, обеспечивают возможность непрерывного измерения и регулирования перепада давления в системе. Два расходомера, измеряющие, соответственно, расходы обрабатываемой воды и концентрата, показывают коэффициент выхода фильтрата, регулируемого двумя клапанами. Часто применяют и другие схемы установок.
Например, чтобы увеличить коэффициент выхода фильтрата, может быть использовано последовательное соединение модулей. Раствор концентрата из первой ступени служит исходной водой для второй ступени. Промежуточного насоса не требуется, поскольку давление на выходе из первой ступени незначительно отличается от давления на впуске во вторую ступень (потери напора – 0,2-0,3 МПа). Системы такого типа обычно называют «ступенчатым концентратором». Они способны обеспечивать коэффициент выхода фильтрата 70-90% (для двухили трехступенчатых установок) без заметного увеличения коэффициента поляризации.
Пример для рулонных установок. Каждый стандартный рулонный мембранный элемент дает примерно 15% пермеата. Увеличение полезной производительности аппарата и системы в целом достигается компоновкой элементов в модули, содержащие от 1 до 9 расположенных последовательно друг за другом элементов. Из каждого элемента пермеат поступает в сборную трубку, а концентрат направляется в следующий элемент, то есть по пермеату модули установлены параллельно, а по концентрату – последовательно.
В других случаях, например для производства ультрачистой воды, может быть использована двухступенчатая обработка. Очищенная вода с первой ступени подается насосом на вторую ступень, где повторно обессоливается, чем достигается более глубокая степень деминерализации. Экономичность сооружений оптимизируется также за счет включения аппаратов последовательно, за счет рециркуляции и пермеата, и концентрата – смешивания того или иного потока с исходной водой.
Оборудование и фильтры для очистки воды
Мембранные установки очистки воды «ОВОД»
Мембранные установки очистки воды «ОВОД» могут эксплуатироваться как самостоятельно, так и в составе различных систем водоподготовки. Они комплектуются обратноосмотическими, нано- или ультрафильтрационными мембранными элементами рулонного типа.
Обратноосмотические и нанофильтрационные установки позволяют получать обессоленную воду с различной ее минерализацией вплоть до уровня дистиллированной воды. Ультрафильтрационные установки комплектуются ультрафильтрационными элементами с отсечением по молекулярной массе от 10 до 200 кДа и, не меняя солевой состав очищенной воды, служат для очистки от механических частиц различной природы, включая, бактерии, вирусы, споры, от органических веществ с молекулярной массой, превышающей порог отсечения ультрафильтрационных элементов.
Мембранные установки применяются в различных отраслях промышленности: пищевой, теплоэнергетике, электронной, машиностроении, фармацевтике, химической, ЖКХ, а также для получения питьевой воды.
Установки «ОВОД» проектируются и изготавливаются индивидуально с учётом состава исходной воды, требований к пермеату, особенностей производства и пожеланий заказчика. Поэтому установки «ОВОД» одинаковой производительности могут существенно отличаться друг от друга. Проектированию установок предшествует разработка технологии водоподготовки и расчёт мембранного контура. Паспортная производительность установок «ОВОД» рассчитывается на конец гарантийного периода, как правило, при минимальной годовой температуре исходной воды. Такой подход обеспечивает необходимый расход очищенной воды круглогодично в течение всего гарантийного периода и более. Ресурс работы мембранных установок «ОВОД» составляет не менее 15 лет.
Мембранная установка «ОВОД» в типовой комплектации состоит из барьерного фильтра, узла дозирования ингибитора, мембранного модуля, насоса высокого давления, шкафа управления, КИП и А. Мембранный модуль включает в себя аппараты с мембранными элементами, трубопроводы с запорной арматурой, раму, интегрированный контур химической мойки мембранных элементов с ёмкостью для моющего раствора. Несущая рама и трубопроводы высокого давления модуля изготовлены из нержавеющей стали, линия пермеата выполнена из высококачественного пищевого ПВХ.
Установки работают как в ручном, так и в автоматическом режиме. Они оснащены блоком визуального контроля с цифровой индикацией расходов, температуры и солесодержания исходной воды и пермеата. Степень отбора пермеата установок составляет 65 — 90% и зависит от состава исходной воды. Минимальное давление исходной воды 1,5 кгс/см2.
Мембранные установки «ОВОД» проектируются согласно Технического задания заказчика и изготавливаются различной производительности от 0,2 до 100 м3/ч и более.