Что полезного вы узнаете из содержания этой статьи:
1. Какие задачи выполняют системы
Практически любое промышленное предприятие потребляет очень большое количество воды для производства продукции. Кроме основного её предназначения, в процессе изготовления и обработки, она используется и д других целях. При этом каждый из этих сегментов должен иметь разную степень очищения. Поэтому фильтрационное промышленное оборудование содержит в себе довольно много различных элементов. Если говорить о степени загрязненности воды, то тут в силу вступают разные факторы. Концентрация вредных примесей зависит от основного источника и его месторасположения, качества трубопровода и даже экологической ситуации местности. Существуют разные технологии очистки и оборудования, но одним из самых востребованных методов является способ обратного осмоса. Раньше чаще использовалась для очистки ионная смола, которая позволяла умягчить воду и убрать большую концентрацию солей. Но технология обратного осмоса значительно приоритетнее для многих предприятий, где основным требованием является состав воды после фильтрации и экономия места.
Системы водоочистки на многих промышленных предприятиях уже давно устарели. Это касается не только оборудования, но и методов фильтрации. И редко есть возможность полностью перестроить систему водоподготовки. Как правило её модернизируют. Технология обратного осмоса может внедряться в любую существующую цепочку водоочищения.
К тому же для многих производств требуется максимальная очистка воды. А с этим справляется метод обратного осмоса, фильтруя воду до 99%. То есть на выходе получается абсолютно пустая вода, без каких-либо элементов. Если необходимо скорректировать состав, то всегда можно дополнительно добавить минерализатор. В некоторых комплектациях он идет уже вместе с системой.
Промышленная водоподготовка — это довольно сложный процесс. В первую очередь из-за высокой производительности. К тому же к каждому типу воды применяется свой регламент по очистке. Во-вторых, важна экологичность. То есть, допустим, при необходимости фильтрации питьевой воды нежелательно использование реагентов. И, наконец, немаловажным пунктом будут расходы на эксплуатацию. Естественно, определенные затраты вполне приемлемы.
1. Какие задачи выполняют системы
В промышленности к составу воды применяются особые нормативы и требования:
- Отсутствие тяжелых металлов.
- Отсутствие растворенных и нерастворенных примесей.
- Отсутствие бактерий и вирусов.
- Определенный уровень мягкости воды.
- Оптимальный уровень кислотно-щелочного баланса.
Для каждого промышленного производства определяется свой уровень очистки. Например, для фармацевтики или пищевой промышленности понадобится более высокая степень фильтрации по сравнению с автомобильным производством. Промышленные системы фильтрации на основе обратного осмоса способны справиться со всеми поставленными задачами. При этом они не требуют много места или дополнительного использования реагентов.
Некоторые вещества очень сложно удалить из воды и требуется использование химических веществ для их расщепления. Метод обратного осмоса является полностью безопасным. В процессе фильтрации не применяются реагенты, а значит воду можно использовать в качестве питьевой.
В каждой отрасли промышленного производства обязательно используется вода. Объем потребления зависит от масштабности предприятия и специфики. Взять, например, пищевую промышленность. Задачи для фильтрующего оборудования будут значительны расширены. Для такого предприятия требуется определенная степень очистки для обработки продукции. Вода должна быть абсолютно пустой и не содержать никаких элементов. В противном случае может произойти реакция и продукции будет нанесен ущерб, к примеру, снизится срок годности. Для технических целей может подойти не так тщательно обработанная вода. Для питьевой тоже существует свой регламент. При этом в процессе обработки не желательно использовать химикаты.
Технология обратного осмоса также может использоваться при очистке сточных вод. На промышленных предприятиях обязательна их очистка. Все дело в загрязненности воды. После использования, в ней накапливается большое количество различных вредных веществ высокой концентрации. Утилизировать такую воду нельзя по санитарно-эпидемиологическим нормам. Обязательна предварительная очистка. На многих производствах, ввиду экономии воды, использованную жидкость используют повторно для технических целей. Но и в этом случае требуется очистка.
Система промышленного обратного осмоса выполняет не только задачи по эффективной водоочистке. Такой метод значительно сокращает расходы при фильтрации, потому что не надо отдельно приобретать дополнительные элементы. Систему можно автоматизировать, упростив режим очищения. При установке дополнительных мембран можно снизить количество сливаемой воды в дренаж. Это также позволит снизить расходы на эксплуатацию.
Рис. 1 Установки промышленного обратного осмоса
В основе технологии лежит мембранный способ очищения. Мембрана является своего рода ситом, которое не пропускает соли жесткости, растворенные газы, тяжелые металлы, железо и многие другие вредные элементы. Эффективность очистки зависит от некоторых факторов. Одним из них является материал, из которого изготовлен фильтрующий элемент. Не менее важным фактором будет состав исходной воды. Чем меньше концентрация и разнообразие примесей, тем дольше и эффективнее прослужит мембрана. Влияние оказывает давление потока и температура.
Сама мембрана является многослойным полимером с разной плотностью. При изготовлении элементов можно добавлять им дополнительные свойства, что оптимизирует эффективность фильтрации.
Сам метод мембранной очистки достаточно прост. Поток воды, который находится под давлением, подается на мембрану. Происходит расслоение на два потока. Один из которых концентрат, загрязненная вода, и фильтрат, очищенная вода. Чистая вода подается потребителю, а вот концентрат либо сливается в канализацию, либо используется в рециркуляции. Пористый слой мембраны способен задерживать самые мелкие частицы. Это зависит от диметра ячеек пористого слоя. Однако, элемент очень чувствителен к агрессивному воздействию химических веществ и механическим повреждениям. Поэтому перед прохождением потока сквозь мембрану необходимо предварительно подготовить воду.
Учитывая желание сократить потребление воды, можно устанавливать несколько мембран для более полной очистки. То есть загрязненная вода вновь проходит сквозь мембрану и повторно очищается. Таким образом сокращается количество концентрата в несколько раз.
Эта технология может использоваться как отдельно, так и в составе системы водоочистки предприятий, как один из этапов. На маленьком предприятии, где потребляется относительно небольшой объем воды, можно использовать одну технологию обратного осмоса.
Чтобы повысить сроки эксплуатации элемента, особенно это необходимо при высоких концентрациях загрязнения, рекомендуется устанавливать дополнительное оборудование. Например, блок управления. В некоторых комплектациях он может идти вместе с системой. Так чем же поможет это устройство? В контроле за оборудованием. Мембране требуется промывка, чтобы избавиться от накопившихся загрязнений. В противном случае эффективность значительно снижается. Блок управления следит, по заданной заранее программе, по истечении какого времени или прохождении определенного количества литров требуется очистка элемента. К тому же, в зависимости от модели, можно подключить настройку дозатора. Это необходимо в случае добавления в поток реагентов. Подаваться они должны строго в определенном количестве, в зависимости от состава воды и очищаемого объема. При переизбытке химических веществ может произойти повреждение мембраны или ухудшение состава. При маленьких дозах добавление реагента неэффективно.
Если давление потока недостаточное, требуется установка насосного оборудования. Такое дополнение так же значительно повышает уровень фильтрации. Но опять же, если система изначально предназначена для именно промышленного оборудования, некоторые комплектующие уже могут находиться в сборе.
Рис. 2 Схема работы обратного осмоса
После подбора системы требуется установка и проведение пуско-наладочных работ. Все настройки должны производить специалисты. Монтаж оборудования так же производится профессионалами. От правильности монтажа и настройки зависит работа всей системы в целом. Во время первого запуска системы проверяется её работоспособность и эффективность очистки. Так же проводится разъяснение по эксплуатации системы. Подбор, как и монтаж, так же следует доверять профессионалам. Система промышленной водоподготовки включает в себя массу нюансов, начиная от исходного источника и заканчивая местом размещения оборудования. К тому же требуется четко соблюдать регламент. Если предприятие небольшое и не требуется полная очистка воды, то нет смысла установки дорогостоящего оборудования с набором дополнительных элементов фильтрации. Грамотный подбор оборудования позволит не только повысить производительность системы и улучшить качество очистки, но и сократит расходы на обслуживание системы.
Промышленные системы обратного осмоса состоят из следующих комплектующих:
- Элементы тонкой очистки. Необходимы для удаления особо крупных частиц. Если такие частицы попадут в мембрану, то могут её повредить.
- Элементы водоподготовки. Это может быть минерализатор, который используется для конечной корректировки состава воды по заданным параметрам. Или другие элементы для предварительной обработки.
- Насосное оборудование. Необходимо для создания оптимального давления потока. Могут быть разными по типу и исполнению.
- Фильтрующие модули.
- Блок управления.
В комплектацию, кроме основных элементов, может быть добавлен накопительный бак. Такое дополнение необходимо при неравномерном расходе. Так же следует учитывать, что процесс мембранного очищения не слишком быстрый. Для увеличения производительности можно установить несколько мембран. Любую систему можно расширить. Чаще всего это касается элементов водоподготовки. Бывает у воды очень сильно загрязненный состав, куда входят не только газы и другие элементы, но и тяжелые металлы. А они имеют свойство очень плохо удаляться. Чтобы сохранить мембранный элемент и продлить сроки эксплуатации на блоке предварительной очистки можно добавить дозатор химических веществ. В этом случае будет происходить реакция при которой произойдет распад элементов и их проще будет фильтровать. Кроме того, такая обработка предусматривает возможность коррекции кислотно-щелочного баланса. К тому же, некоторые элементы могут негативно воздействовать на мембрану. Например, хлорные соединения. И предварительная подготовка поможет снизить нагрузку на фильтрующий элемент.
Рис. 3 Мембрана обратного осмоса
Как уже говорилось ранее, мембранам требуется определенный уход. При несоблюдении правил эксплуатации значительно падает производительность. Количество промывок элемента зависит от состава исходной воды и требуемой производительности. Ручной контроль в промышленных масштабах нерентабелен. Поэтому требуется установка блока управления. Благодаря таким устройствам не только промывку можно перевести на автоматический уровень. Но и настроить предварительную фильтрацию, если используются реагенты.
Насосное оборудование подбирается исходя из основных технических характеристик исходной воды. В этом случае большое значение играет источник подачи. Например, если предприятие использует воду из трубопровода, то в этом случае поток будет идти под определенным давлением. В случае забора воды из скважины или наземного источника, давления не будет и потребуется создавать его самостоятельно. Еще одним аргументом использования насосной станции будет подача воды на более высокий уровень. То есть для того, чтобы подавать воду выше, также необходим контроль давления.
Каждый производитель оставляет за собой право изменять внешнюю конструкцию и комплектацию системы. Конечно, при выборе дополнительных элементов желательно выбирать того же производителя, который изготавливал саму систему. Но это не является критическим нарушением. Главную роль в этом случае играет совместимость комплектующих.
Есть несколько основных групп промышленных установок обратного осмоса. Они отличаются по производительности. Первая группа представляет собой небольшие системы, которые способны фильтровать не больше 5 кубических метров в час. Установка таких конструкций зависит от количества мембран. Если она, то монтаж будет вертикальный. Если несколько, то горизонтальный. Все элементы фильтрации располагаются в одном корпусе. Такие системы достаточно просты и имеют невысокую стоимость. При этом качество фильтрации не теряется.
Вторая группа имеет среднюю производительность. Мембраны расположены в нескольких корпусах, которые параллельны друг другу. При этом выход чистой воды увеличивается. Можно обессоливать морскую воду. Как правило в системе скомпоновано четное количество внешних корпусов.
Третья группа имеет высокую производительность. Это обусловлено тем, что в системе установлены дополнительные мембраны. И при разделении потока, загрязненный концентрат подается на эти элементы, чтобы пройти дополнительную фильтрацию. Таким образом количество получаемой чистой воды увеличивается в несколько раз. Установленные мембраны, для очистки концентрата, могут переносить более высокие нагрузки. Это необходимо для того, чтобы эффективно очищать очень загрязненную воду. Так же система оборудована автоматическим блоком управления, который позволяет регулировать промывку всех мембран. Такие системы является самыми сложными в настройке.
Блок предварительной очистки также может отличаться. Это зависит не только от комплектации системы, но и от направления деятельности предприятия. К примеру, в пищевой промышленности, желательно проводить очистку перед подачей на мембрану с помощью ионной смолы. Она позволит умягчить воду и противостоять солевым отложениям на поверхности мембраны. Так же компонент является безвредным, что позволяет его использовать на тех производствах, где деятельность связана с продуктами. В других промышленных направлениях предварительную очистку можно проводить с помощью реагентов или других методов очистки. Это помогает избавиться от крупных загрязнений, которые могут нанести вред мембране. Если загрязнение воды небольшое, то для начальной фильтрации может подойти даже фильтр грубой очистки. Он не позволит попасть механическим примесям к мембране. То есть этот блок предварительной фильтрации подбирается исходя из деятельности производства и состава воды основного источника. В некоторых комплектациях устройств уже установлены дополнительные модули.
Для каждого определенного сегмента промышленного производства существуют определенные правила и требования к фильтрации воды. Поэтому специфика производства очень важна. Важно учитывать все факторы, которые могут повлиять на степень очистки. И чем детальнее проработаны последующие параметры, тем проще подобрать оптимальный вариант оборудования. При выборе обратноосмотической системы требуется оценить некоторые факторы предприятия.
- Необходимая производительность. Чем она выше, тем дороже установка. И от этого зависит выбор мембраны.
- Состав и технические характеристики исходной воды. От типа элементов будет производится подбор фильтрующего элемента. В данном случае мембраны. Есть такие вещества, которые можно удалить только мембраной с очень маленьким диаметром ячеек.
- Степень очистки воды. Это также очень важный пункт. Для некоторых производств вовсе необязательна полная очистка от всех примесей. Тип необходимой воды по регламенту позволяет присутствие определенного количества элементов. В этом случае нет смысла переплачивать за более эффективную очистку.
Кроме основных критериев выбора существуют дополнительные. К ним можно отнести необходимые дополнения в виде определенных элементов, габаритность установки. Как и любое другое оборудование, элементы системы обратного осмоса требуют расходов на эксплуатацию. Это касается как сервисного обслуживания, так и потребление энергии. То есть сделать расчеты о тратах производства при установке определенной системы с определенным потреблением и производительностью.
Стоит упомянуть о количестве сливаемой в дренаж воды при фильтрации методом обратного осмоса. Такая полная очистка предполагает утилизации большей части воды, которая подавалась на фильтрацию. Чтобы снизить эти показатели можно установить дополнительные фильтрующие элементы и использовать такую воду как техническую. Или повторно прогнать через мембрану.
У технологии промышленного обратного осмоса, как и любых других способов, есть свои преимущества и недостатки. Из плюсов системы можно выделить:
- Качественная фильтрация и удаление всех вредных примесей. Но это при соблюдении определенных требований эксплуатации системы.
- Первоначальным источником для забора воды может стать любая скважина или водопровод.
- Позволяют обессоливать воду. Если солевая концентрация слишком высока, то система обратного осмоса удаляет все элементы, нормализуя состав воды.
- Оптимизация технических свойств воды. То есть улучшается цвет, запах и вкус, причем без изменения температуры потока.
- Подбор оборудования под необходимые требования. То есть можно подобрать такую комплектацию, которая будет производить эффективную очистку, не потребляя большое количество ресурсов.
- Подходит для фильтрации воды на промышленных предприятиях любой специфики.
- Монтаж оборудования достаточно легкий.
Из минусов можно выделить следующее:
- Большое количество воды сбрасывается в канализацию. То есть в дренаж уходит большая часть забранной на очистку воды. Но эту проблему можно решить установкой дополнительной мембраны или очищать другими методами и использовать повторно.
- Доведение воды до уровня дистиллированной. С одной стороны, это можно назвать недостатком. Если такая вода используется для питья, то она бесполезна. В ней нет необходимых минералов, которые человек должен получать в течении дня. Однако, если вода используется в производственных процессах, там зачастую вообще по регламенту не разрешено присутствие каких-либо элементов. Так что это утверждение довольно спорно. Хотя многие характеризуют этот факт очистки обратным осмосом как недостаток.
- Обязательна предварительная подготовка. Мембрана очень чувствительна. И крупные элементы, которые содержаться в потоке, могут её повредить.
- Не всегда способна удалить некоторые слишком мелкие элементы. В том числе хлор в виде растворенного газа. Для полной очистки потребуются дополнительные модули фильтрации.
Преимуществ у системы все-таки больше. В промышленном производстве технология обратного осмоса используется очень широко. Благодаря универсальной очистки и гибкости системы можно внедрять в любые цепочки водоочистки.
При выборе промышленной системы обратного осмоса следует обратить внимание на производителя. Оптимальным вариантом станет тот, чей бренд уже известен рынку. Да, ценовая политика будет чуть выше неизвестных фирм. Зато есть гарантия качества. Ведь чем известнее бренд, тем он больше дорожит репутацией. И, следовательно, все элементы водоочистки будут на соответствующем уровне и изготовлены из качественных материалов.
Что касается надежности оборудования, то это зависит от правильности эксплуатации и верного подбора. Если устанавливать мембраны, которые рассчитаны на более низкую производительность, их срок службы значительно сократиться. Да, они будут так же эффективно очищать, но лишь первое время. При высокой нагрузке мембраны могут деформироваться. Такое может произойти если не устанавливать блок предварительной очистки.
Сервисное обслуживание мембран достаточно простое. Для промышленных производств такую функцию берут на себя специальные организации. Самым оптимальным вариантом станет обращение в ту фирму, где было приобретено оборудование. При проверке необходимо удостовериться, что мембраны не засорены и промываются вовремя. Также проверяется очищенная вода на степень фильтрации и соответствие регламенту. Тестируются все приборы на корректность работы, проверяются соединения на возможность протечки. Такую проверку необходимо проводить на регулярной основе. В противном случае можно пропустить неполадки, что вызовет аварийную ситуацию. При установке системы обратного осмоса проводится консультация по правилам эксплуатации и обслуживания.
Очистка воды в промышленно производстве требует определенной четкости и подчинения регламенту. Из-за большого объема потребляемой воды зачастую требуется установка габаритных систем или совмещение нескольких методов. Все это требует расходов на оборудование и дальнейшую эксплуатацию системы. Поэтому актуален выбор одной технологии, которая позволит производить качественную очистку воду любой степени загрязнения. Метод обратного осмоса очень популярен в промышленном производстве. При выборе системы фильтрации следует учитывать все факторы и нюансы, которые могут повлиять на эффективность. Изначально обращается внимание на уровень загрязнения воды и типы примесей, которые в ней присутствуют. Далее идет расчет производительности и расходов на использование технологии. В этот критерий входят не только траты на эксплуатацию на текущий момент, но и на ближайшие несколько лет. Зависит от типа мембраны и срока её службы. Промышленные элементы фильтрации рассчитаны примерно на 5 лет использования. После чего подлежат замене. Если игнорировать правила эксплуатации, то срок службы значительно сократиться. На это может повлиять большая нагрузка, нерегулярная промывка. Чтобы система работала без сбоев требуется правильно подобрать оборудование, под свои требования и нагрузки. Не нарушать правила эксплуатации. Проводить сервисное обслуживание. Если все нормативы учтены, то устройство обратного осмоса будет работать без нареканий.
Системы промышленного обратного осмоса достаточно универсальны и имеют возможность модернизации. Таким образом, при увеличении нагрузки или изменений требований к очищаемой вода всегда можно подкорректировать комплектацию оборудования. Например, добавить еще один модуль или насосную станцию. Или установить минерализатор для наполнения потока определенным количеством микроэлементов.
Уникальность обратного осмоса в его очищающих способностях. При средней производительности система сможет работать без перерыва приблизительно час. При этом фильтруется даже самая загрязненная вода. Мембрана позволяет не только избавлять от вредных примесей, но и умягчать воду.
На сегодняшний день на рынке представлено довольно много модификаций от разных производителей. Они отличаются комплектацией, типом мембраны и производительностью. Если ни один из готовых вариантов не подходит для работы на существующем производстве, всегда можно подобрать компоненты под необходимые нужды. Отличаются установки в основном стоимостью. Чем больше производительность и выше степень очистки, тем дороже.
Выбор комплектации зависит от нагрузки на систему и основных параметров. То есть, допустим, существует небольшое производство, у которого основной источник водопроводная вода. При этом производительность средняя и регламент позволяет использовать воду очищенную до 80%. В этом случае можно значительно снизить стоимость установки. Нагрузка на мембрану будет небольшая, так как поток уже прошел определенную предварительную очистку и есть давление. Степень очищения неполная. Поэтому можно использовать установку обратного осмоса со средней производительностью. При изменении каких-либо параметров всегда можно модернизировать систему.
Промышленные системы обратного осмоса имеют значительное преимущество перед другими способами фильтрации. Они не так массивны. Можно подобрать оборудование под свои требования. Позволяют очищать воду до уровня дистиллированной, что значительно расширяет сферу их применения. Можно использовать для очистки питьевой воды. Не требует больших затрат на эксплуатацию. Преимуществ у данной технологии значительно больше недостатков. Но при этом стоимость оборудования может быть несколько выше. Зато и качество фильтрации будет значительно выше, чем при использовании другого метода.
В промышленном производстве, ввиду повышенной производительности, устанавливаются системы, которые рассчитаны на высокую нагрузку. Как правило в комплектации установлено несколько мембран, которые помогают не только снизить нагрузку, но и повысить объем очищенной воды. Количество фильтрующих элементов не ограничено, зависит от производительности. К тому же, количество мембран влияют на скорость очистки. Сам по себе процесс обратного осмоса не очень быстрый, по сравнению с реагентными технологиями. Зато более безопасный. После такой фильтрации не остаются продукты распада или другие элементы, которые могут навредить.
Благодаря своей гибкости и уникальности промышленный обратный осмос стал приоритетным в процессе водоподготовки на производствах. Его преимущества очевидны. Взаимодействует с другими технологиями фильтрации и может быть единственным вариантом очистки. Возможно стоимость оборудования несколько выше, чем при использовании других технологий. Но это все окупается со временем. Так как не требуется больших расходов на эксплуатацию системы. Если установка автоматизирована, то это значительно упрощает процесс. Не надо следить за тем, когда промывать мембрану. И, следовательно, срок службы фильтра увеличивается. Поэтому обратный осмос оптимальный вариант водоподготовки на любых производствах.
