Установки ультрафильтрации воды

Установки ультрафильтрации воды

Из содержания этой интересной статьи вы узнаете:

1. Назначение и область применения промышленных установок ультрафильтрации
2. Устройство промышленных установок ультрафильтрации
3. Бытовые установки ультрафильтрации
4. Преимущества и недостатки использования установок ультрафильтрации по сравнению с другими способами очистки воды
5. Есть ли аналоги систем ультрафильтрации?
6. Выводы

1. Назначение и область применения промышленных установок ультрафильтрации

Сегодня мы с вами поговорим об очень интересном и современном способе очистки воды – ультрафильтрации.
Что такое это такое?
Сама ультрафильтрация (не путать с очисткой ультрафиолетом) представляет собой процесс прохождения под высоким давлением воды через полупроницаемую мембрану, которая имеет поры размером 5 нм – 0,05-0,1 мкм. Эта мембрана пропускает молекулы воды, но задерживает вещества, частицы которых имеют размер, больший, чем размер пор. Накапливаясь на поверхности мембраны, отфильтрованные примеси создают дополнительный фильтрующий слой, который создает большее сопротивление с каждым разом. Мембраны изготавливаются из полимеров и керамических материалов, что обеспечивает им длительный срок эксплуатации.
Установки ультрафильтрации удаляют большое количество нерастворенных макро- и микрочастиц:

• неорганического происхождения (трехвалентное железо, песок, бой стекла, шлак, нерастворенный марганец, ил, кусочки пластика, дизельное топливо и пр.)
• органику (бактерии, грибки, вирусы, тину, планктон, ил, смеси белков, фосфолипиды и т.д.)

Ультрафильтрация во многом превосходит и может заменить осаждение и отстаивание.

Где применяется ультрафильтрация?
1) практически во всех видах тяжелой и легкой промышленности:
- в металлургии;
- химической и фармацевтической промышленности;
- пищевой промышленности;
- на текстильных фабриках;
- при производстве бумаги, кожгалантереи и т.д.
2) в быту:
- в частных домах;
- в квартирах.
3) в науке:
- для проведения опытов и лабораторных испытаний.

Какие задачи она решает на производстве?
1) очистка и обеззараживание поверхностных вод (озера, реки, пруды) для производственных нужд;
2) очистка хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод для вторичного использования или выброса в окружающую среду;
3) предварительная водоподготовка перед обессоливающими установками (для снижения нагрузки на них, продления срока службы ионообменных смол и др. составляющих);
4) очистка промывных вод песчаных фильтров (для большей эффективности использования воды);
5) умягчение воды для котельных, теплового оборудования, бойлерных и водогрейных котлов;
6) удаление хлора и устойчивых к ультрафиолету микробов.
Стоит упомянуть о продвинутости данного метода в области обеззараживания воды. Если озонирование, хлорирование и обеззараживание ультрафиолетом убивает имеющиеся микроорганизмы, не удаляя их, то ультрафильтрация вовсе их не пропускает. Разумеется, та вода, которая вообще не содержит в себе микробы чище, чем та, в которой присутствуют убитые микроорганизмы.
Современные установки ультрафильтрации позволяют не только удалить все вредные примеси, но и сохранить исходные характеристики воды. При фильтрации не требуется её нагрев или изменение других свойств. Точно также температура воды не изменяется после очистки. Уникальность этого оборудования в возможности его использования во всех сферах производства и бытовых секторах. Современное оборудование имеет множество комплектаций и модификаций. Поэтому выбор системы не доставит большого труда.

2. Устройство промышленных установок ультрафильтрации
В промышленности ультрафильтрация выполняет фракционирование (разделение на фракции) макромолекул: молекулы большого размера отфильтровываются мембраной, в то время как небольшие молекулы вместе с молекулами растворителя свободно проходят через мембрану.
Несмотря на широкий спектр действия ультрафильтрационных установок, они все же предназначены для более грубой очистки воды. Так, на производстве ультрафильтрация предшествует нанофильтрации и обратному осмосу, который позволяет получать тотально чистую воду.
В зависимости от конкретных решаемых задач, производителя и области применения, системы ультрафильтрации имеют различное устройство и комплектующие.
В базовую комплектацию входят следующие составляющие:
- грязевик (для предварительной очистки воды от значительных загрязнений);
- ультрафильтрационный отсек (модуль, где происходит сам процесс фильтрации);
- промывной насос;
- повысительный насос;
- блок дозирования коагулянта/флокулянта;
- отсек химической промывки системы;
- автоматический блок управления;
- комплект ручной и электроприводной арматуры;
- контрольно-измерительная аппаратура (датчик давления, расхода воды, рН, температуры);
- резервуар для чистой воды;
- монтажные рамы;
- система трубок. 

По требованию могут быть установлены дополнительные элементы. Сами мембраны бывают двух типов – рулонные и трубчатые. Рулонные предназначены для получения питьевой воды (дополнительная очистка после других способов) и воды для стерильных растворов. Имеют ограничения по исходной воде – мутность до 0,5 мг/л.
Трубчатые предназначены для очистки поверхностных и сточных вод. Ограничения по исходной воде - мутность до 40 г/л.
Как работают установки ультрафильтрации?
Первоначально исходная вода поступает в грязевик, где остаются грубые частицы большого размера. Данная предварительная процедура необходима для того, чтобы уберечь мембраны от засорения слишком крупной взвесью. Далее с помощью насоса вода под высоким давлением подается в модуль ультрафильтрации. К исходной воде может добавляться коагулянт для повышения эффективности очистки и обратной промывки. После этого вода под давлением проходит через пористые мембраны, которая выполняет основную очистку от примесей. Затем очищенная вода поступает в бак обратной промывки и подается в бак для чистой воды.

Вся работа системы координируется с помощью автоматического блока управления и комплекта контрольно-измерительной аппаратуры.
Для продления срока службы и поддержания эффективности работы мембран необходимо производить их обратную промывку. Для диагностики целостности мембранного блока используют воздух.
При выборе ультрафильтрационной установки необходимо ориентироваться на характеристики мембранных модулей, так как именно от работы мембран напрямую будет зависеть производительность и качество очистки воды.
Многоканальные мембраны являются более прочными, так как имеют внутренние каналы с межканальной пенообразной подложкой.

На что обратить внимание:
- Какова структура мембраны?
- Из какого материала она выполнена?
- Каковы ее химические свойства?
- Как происходит промывка мембран?
- Каковы характеристики волокна мембран?

Ответив на все эти вопросы во время выбора установки, вы с высокой долей вероятности подберете нужный вам фильтр.
Вам будет намного проще совершить удачную покупку, если вы обратитесь в компанию Вагнер, где наши специалисты помогут не ошибиться с выбором и окажут всю необходимую помощь при выборе и установке системы ультрафильтрации.

3. Бытовые установки ультрафильтрации

Ежедневно для бытовых потребностей используется большое количество воды. Сюда же можно отнести воду, которая используется для питья. В среднем каждый человек должен выпивать в день по два литра воды. Поэтому вопрос об использовании очищенной жидкости крайне актуален. В домашних условиях, а именно в квартире, основным источником воды служит водопровод. Но всем известно, что пить её не рекомендуется. В такой воде достаточно много примесей, которые негативно влияют на здоровье человека. С одной стороны, службы жилищно-коммунальных хозяйств обязаны следить, чтобы из крана у потребителя бежала чистая вода. С другой стороны трубопроводы и системы фильтрации на местах давно подлежат реконструкции и модернизации. Особенно остро стоит вопрос в крупных городах, где система водоснабжения вроде бы на должном уровне, но почему-то совершенно не соответствует регламенту. Здесь также играет роль несовершенство систем и недосмотр за трубами.
Принимая во внимание все проблемы, наличие в домашних условиях чистой воды –дело рук самих потребителей. Каждый решает задачи по-своему. Кто-то покупает воду в магазинах, кто-то устанавливает очистительную систему. Второй вариант более экономичный. При одноразовом вложении можно длительное время получать чистую воду прямо из крана. Тем более, что современные системы очень разнообразны и имеют разную стоимость.
Самым оптимальным оборудованием для очистки воды дома являются установки ультрафильтрации. Они могут использовать водопроводную воду как исходный источник. Монтируются в водопровод.
Принцип работы очень простой. Ультрафильтрация использует в своей работе мембранные фильтры. Проходя через мембрану, поток воды оставляет все загрязнения, которые имеются в воде. Это может быть железо, соли жесткости и другие неорганические соединения. Такая вода является абсолютно чистой и её можно сразу употреблять для питья. Очень важным преимуществом таких бытовых установок является то, что они не задерживают полезные минералы, которые так полезны для организма. Оборудование для ультрафильтрации в домашних условиях располагается таким способом, чтобы получать очищенную воду не только на кухне, но и в ванной комнате и других местах подачи воды. Так как в ней не содержатся вредные примеси и концентрация существующих не превышена, то все оборудование и сантехнические приборы изнашиваются медленнее.
Стандартное оборудование ультрафильтрации позволяет практически на 100 процентов очистить воду от вредных примесей, бактерий и вирусов. Если сравнивать мембранную технологию с другими способами фильтрации, то в данном случае удаление элементов происходит на физическом уровне. Что невозможно сделать при хлорировании воды или обработки озоном. Поры у мембранного фильтра слишком маленькие и вредные микроорганизмы не могут через них пройти.
Кроме водопроводной воды, установки ультрафильтрации могут очищать и скважинную воду. Особенно это актуально для загородных домов. Скважинная вода точно также наполнена вредными элюентами. И без предварительной фильтрации её нежелательно употреблять. Использовать большое количество фильтров для разных участков потребления нерентабельно. Поэтому и в данном случае более оптимальна ультра фильтрационная установка.
Промывка мембран осуществляется обычной проточной водой, которая подается в обратном направлении. При этом из ячеек выбиваются все примеси и мембрана вновь готова к работе. Такие манипуляции необходимы для эффективности очищения. Со временем, ячейки полностью наполняются примесями и если вовремя не очистить элемент, качество воды значительно снизится. Чтобы не начинать этот процесс вручную, систему автоматизируют. Для этого устанавливается блок управления и датчики, которые способны контролировать процесс очистки.

4. Преимущества и недостатки использования установок ультрафильтрации по сравнению с другими способами очистки воды
В целом, способ ультрафильтрации демонстрирует неплохие результаты по разным вопросам водоочистки. Однако при выборе той или иной установки следует четко представлять себе плюсы и минусы установок ультрафильтрации для того, чтобы определить, подходят ли они для удаления конкретных загрязнений в вашем случае.

Рассмотрим преимущества в общем виде. Это:

• стопроцентное удаление мутности, цветности, запаха;
• отсутствие жестких требований к исходной воде;
• удаление железа, марганца и коллоидного кремния;
• фактическое (физическое) удаление микроорганизмов;
• сохранение полезны для человека минеральных солей;
• компактность;
• небольшое количество употребляемых реагентов;
• высокая степень очистки даже очень загрязненной изначально воды.

Перейдем к сравнению ультрафильтрации с конкретными способами водоочистки

Преимущества способа:

Перед озонированием, хлорированием и УФ-обеззараживанием:

- фактически удаляет микроорганизмы из воды, а не просто их убивает.

Перед хлорированием и УФ-обеззараживанием:

- воздействие на 100% бактерий, вирусов и грибков.

Перед хлорированием:

- безопасен для человека и животных.

Перед обратным осмосом:

- оставляет полезные минеральные соли, делая воду пригодной для питья;

- имеет более высокую производительность;

- является безотходным способом.

Недостатки:

- требуется дополнительная очистка от частиц малого размера;

- высокая стоимость установок и комплектующих к ним.

Итак, ультрафильтрация зарекомендовала себя как эффективный способ водоочистки на производстве, отличающийся высокой производительностью. Этот метод постоянно усовершенствуется ведущими технологами для получения воды высшего качества. Ультрафильтрационные установки отлично сочетаются с другими, например, с фильтрами грубой очистки, механическими, фильтрами, фильтрами обратного осмоса. 

Системы ультрафильтрации могут самостоятельно очищать воду или быть на стадии доочистки. Во всех случаях, на выходе, получается абсолютно чистая вода без каких-либо вредных примесей. По сравнению с другими технологиями фильтрации воды, метод ультрафильтрации наиболее безопасен и имеет высокую производительность. Способ не предполагает использование реагентов поэтому является экологичным и может использоваться для очистки питьевой воды.

Кроме того ультрафильтрация может использоваться совместно с другими технологиями. Если в потоке содержаться очень мелкие частицы, то мембрана не способна с ними справиться. В этом случае перед очисткой добавляются флокуллянты. Они способны соединять мелкие элементы, тем самым наращивая массу. При увеличении диаметра, поры мембраны уже их не пропустят. Еще один совмещаемый метод это использование сорбентов. А именно активированного угля. Дело в том, что мембрана не всегда удаляет низкомолекулярные соединения. А активированный уголь способен их задержать, также он задерживает пестициды и растворенные газы. Единственный минус этого комплексного очищения в частой замене сорбента. При высокой производительности поры угля быстро засоряются. Следующее совмещение методов это ультрафильтрация и обратный осмос или нанофильтрация. В этом случае ультрафильтрация служит предварительным очищением от основных видов примесей, а другие мембранные способы являются доочисткой.

5. Есть ли аналоги систем ультрафильтрации?

Как таковых полных аналогов установки нет. Возможны похожие варианты нанофильтрации или обратного осмоса, так как тоже используют мембрану для очистки. Но все-таки полных аналогов системы нет. Мембранные технологии отличаются по размерам пор и типу мембран. Каждая из них способна удалять определенные типы загрязнений, различающиеся по диаметру. При этом у каждого способа есть свои преимущества и недостатки. Допустим, сравнивая ультрафильтрацию и обратный осмос. Обе технологии используют мембрану как фильтрующий элемент и способны очищать воду до состояния питьевой. При этом не используются реагенты, так что оба метода экологичны. Но процесс обратного осмоса позволяет устранять все минералы и элементы из системы, то есть вода становится пустой. При этом большое количество очищаемой воды уходит в дренаж. Ультрафильтрация оставляет полезные элементы и устраняет только опасные элементы. Но при этом неспособна очищать от самых мелких патогенов.

Что касается других методов очистки, то здесь технология ультрафильрации значительно выигрывает по многим показателям. Установки неприхотливы в использовании и не требуется специального сервисного обслуживания. Метод является безреагентным, а следовательно, безопасным. Позволяет сохранить исходные характеристики потока. При этом на выходе получается вода, которую можно пить без вреда для здоровья. Модели оборудования ультрафильтрации достаточно компактны и не занимают много места, что очень важно, как для промышленного, так и для бытового использования.

В принципе, использование той или иной технологии фильтрации зависит от исходных характеристик источника, назначения и особенностей системы. Так же влияет производительность и степень очистки.

6. Выводы

Вода обязательно нуждается в очистке. Любой источник является зараженным и содержит определенную повышенную концентрацию загрязнений. Чистая вода необходима в промышленном производстве, пищевой промышленности, в быту, сельских хозяйствах. При этом метод должен удовлетворять требованиям производства. Поэтому один из самых современных способов является ультрафильтрация.

Любое производство ищет такой метод и оборудование, чтобы получать качественную очистку, но при этом экономить на содержании и обслуживании. Таким универсальным методом как раз и является ультрафильтрация. Технология позволяет избавиться от большинства примесей не используя дополнительные комплектующие и химические вещества. Единственное исключение составляют элементы с низкой молекулярной массой. В этом случае придется практиковать совмещение способов очистки. Также системы фильтруют воду до 40 градусов тепла. Это значит, что для очистки горячей воды такая система не подойдет. Мембранный метод тоже может справиться с такой фильтрацией, хоть и менее эффективно. И придется использовать другой тип мембран, которые не предусмотрены для ультрафильтрации. При этом оборудование не потребляет много ресурсов и имеет высокую производительность. Обслуживание системы не несет больших материальных затрат. Периодической проверки элементов будет достаточно для поддержания функциональности системы. Мембрана подлежит замене через определенный срок эксплуатации. Это будет зависеть от правильности использования и соблюдении всех требований, количества и концентрации вредных примесей в исходном источнике и производителя элемента.

Ультрафильтрация может иметь много вариантов комплектации системы и объединения технологий. Например, для очистки скважинной воды, если наблюдается только превышение взвешенных частиц, система дополняется фильтром для грубой очистки. Если наблюдается увеличенная концентрация взвешенных частиц, железа и других примесей, которые делают воду мутной, система дополняется засыпными и сорбционными фильтрами. При повышенной жесткости воды можно добавлять умягчители и сорбенты. При повышенном содержании тяжелых металлов нарушении цвета, вкуса и запаха следует использовать следующую цепочку очистки: фильтр грубой очистки, ультрафильтрация, сорбционные фильтры и установки обратного осмоса. То есть для каждого отдельного случая подбирается своя система фильтрации. Которая наиболее эффективно сможет произвести очистку от существующих примесей.

При выборе установок ультрафильтрации следует придерживаться определенных критерий, которые помогут правильно подобрать оборудование.

Рекомендация 1. Обратить внимание на дизайн. Лучшим вариантом станет модуль с кольцевым зазором, чем как трубка.

Промывка элемента, как ни странно, зависит от внешнего исполнения. Если конструкция правильная, то качество очистки значительно повышается. При промывке удаляются все загрязнения мембраны, снижается нагрузка на элемент и увеличивается срок эксплуатации. Добивается такое путем оптимального распределения волы в модуле. Кольцевой зазор дает равномерную нагрузку и снижение давления в некоторых основных участках. Чем не может похвастаться модуль в виде центральной трубки.

Рекомендация 2. Проверка работоспособности элементов позволяет увеличить срок эксплуатации элемента.

Исходный источник имеет свойство менять состав воды. Поэтому важна диагностика и проверка очищенной воды. Особенно это актуально в том случае, если качество снижается. Проводятся специальные тесты, которые помогут выявить неполадки модуля. В случае появления пузырьков диагностируется повреждение элемента. Для более простой проверки рекомендуется приобретать оборудование, которое не потребует извлечения модуля при проверке.

Рекомендация 3. Использовать установки с двумя портами подачи воды.

При использовании оборудования с одним портом поток воды всегда приходится только на одну часть и получается неравномерная нагрузка. Для оптимизации рекомендуется периодически менять точки подачи потока для более равномерного распределения.

Рекомендация 4. Разница в подаче воды при промывке.

Необходимо соотнести точки подачи исходного потока и порт для подачи воды для промывки. Если в системе поток воды проходит путь от верха до низа, то все примеси скапливаются в конце. В этом случае и промывка фильтра должна проходить по тому же пути по отношению к модулю.

Существует довольно много моделей и производителей установок ультрафильтрации. Из-за большого количества разного оборудования и их детальных различий, бывает сложно сразу сориентироваться и подобрать наиболее подходящий вариант. Поэтому если есть сомнения по поводу выбора установки лучше обратиться к специалистам.